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BIM basierte Nachweise von Tragwerksbauteilen im HochbauStefan MalyCPO, SOFiSTiK AG
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Geboren 1977 in München Dipl.-Ing.(FH) Bauingenieurwesen Konstruktiver Ingenieurbau (FH
München 2002) MSc Computational Mechanics (TUM 2005) Seit 2003 tätig als Werkstudent, Consultant und Produktmanager bei
SOFiSTiK, ab 2015 stv. Vorstand Produkte Seit 2011 Beratender Ingenieur BayIKa Seit 2015 Mitglied der Working Commission 6 der IABSE Seit 2017 Vorstand Produkte / CPO der SOFiSTiK AG
Der Referent
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Die SOFiSTiK AG
1974: Studenten und Mitarbeiter am Fachgebiet für elektronisches Rechnen an der TU München
1976: Programmsysteme SET und TOP, gemeinsame Datenbasis war notwendig
1982: Erstes Finite Elemente Programm auf CP/M
1984: IBM PC…
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Die SOFiSTiK AG
1987: Gründung der SOFiSTiK GmbH in Andechs
1996: Nach SOFiCAD für AutoCAD kommt die erste grafische FE Eingabe auf AutoCAD 14.
1999: SOFiSTiK AG
2010: Gründung der BiMOTiONGmbH
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30 Jahre Erfahrung mit Software im Bauingenieurwesen 60 Mitarbeiter in Oberschleißheim bei München und Nürnberg Niederlassungen in Graz, London und weltweites Partner Netzwerk Produktlinien: CAD | FE-Statik | BIM
Die SOFiSTiK AG heute
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Die Kunden
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BIM im Hochbau – Die Ausgangssituation
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BIM in der Hochbau Tragwerksplanung
Gemischte 2D / 3D Arbeitsweise istverbreitet (“Level 1-2 BIM”)
Vorteile der 3D BIM Planungwerden insbesondere für die Schalplanung gesehen.
Statik und Bewehrungsplanung wirdprojektbezogen unterschiedlichumgesetzt, verlässt aber meist den BIM Workflow der möglich wäre…
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BIM Workflow in der Tragwerksplanung
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Herausforderungen für Tragwerksplanung am 3D BIM Modell Statik am Gesamtmodell ist
schwer prüfbar
Viele Nachweise benötigen (nur) Bauteilinformationen
Lastabtrag kann vereinfachtwerden, Bauablauf wird meist nichtuntersucht.
Selbst Aussteifungs- und Erdbebenberechnungen könnenan Ersatzsystemen erfolgen.
Lusail Hotel Katar, Generalplanung Kling Consult
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Herausforderungen für Tragwerksplanung am 3D BIM Modell
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Herausforderungen für Tragwerksplanung am 3D BIM Modell
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Herausforderungen für Tragwerksplanung am 3D BIM Modell Vereinfachende Annahmen
werden für den Lastabtrag getroffen.
Bauteilnachweise müssen manuell aufbereitet und verwaltet werden.
Ingenieurmodelle für:
Unterzüge (mitwirkende Breite)
“Modellstützen”
Baugrund, Wind…
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Beispiel – Einfluss der Berechnungsarten
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Einfaches Stahlbeton Gebäude OG Achsraster 5,40 x 6,50 / 4,50m Unterzug im EG
Einfluss der Berechnungsarten
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Einfluss der Berechnungsarten
Berücksichtigung der Anschlusssteifigkeiten von Stützen, Trägern sowie Wänden und Decken auf verschiedene Arten
Bauablauf geschossweise mit und ohne zeitabhängige Effekte
2D Lastweiterleitung zum Vergleich
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Einfluss der BerechnungsartenBerechnungsart Merkmale Anmerkungen
2D Subsysteme / manuellerLastabtrag
Vereinfachtes Modell, Lastabtrag über Tabellen
Bruch mit BIM Datenmodell. Allgemein anerkannt, prüfbar.
3D Modell 3D FE Modell des gesamten Gebäudes
Schwierig zu interpretieren, Steifigkeit meist überschätzt.
3D Modell mit Bauablauf 3D Modell mit einfachem Bauablauf (stockwerksweise)
Aufwändigere Eingabe.
3D Modell mit Bauablauf und zeitabhängigen Effekten
Bauablauf mit Kriechen und Schwinden
Steifigkeit muss realistischabgebildet werden.
3D Modell mit Bauablauf und zeitabhängigen Effekten und Boden
Ergänzung einer elastischen Steifigkeit für die Gründung
Große Schwankungsbreite der Ergebnisse.
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Einfluss der Berechnungsarten
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Einfluss der Berechnungsarten
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Ergebnisse weichen bis zu 30% ab! 2D / manueller Lastabtrag liegt (hier) auf der sicheren Seite 3D Finite Elemente Gesamtmodell liefert mit gelenkigen
Randbedingungen gute Ergebnisse. Bauablaufsimulation bedeutet erheblichen Mehraufwand Nur ein Vergleich der Berechnungsarten erlaubt die ingenieurmäßige
Beurteilung der Varianten Datenhaltung und Visualisierung ist aufwändig
Einfluss der Berechnungsarten
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“Neue BIM Positionstatik” und Ausblick
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Analytisches Gebäudemodell wird als Bauteilgraph verwaltet Abhängigkeiten / Konnektivitäten erzeugen einen Lastabtragspfad der
nicht von den Steifigkeiten abhängt. Dieses Modell kann als Basis für Berechnungen verwendet werden.
Neue BIM Positionsstatik
Stütze OG
Stütze EG
Decke EG
Unterzug
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Ebenen erzeugen automatisch Subsysteme mit Lastabtrag aus darüberliegenden Geschossen.
Bauteile können im Autodesk® Revit® Modell Bemessungspositionen zugewiesen werden.
Kräfte aus der 3D Finite Elemente Berechnung dienen als Basis für Bauteilnachweise, Überlagerung erfolgt passend zum Nachweis.
Über Bauteillisten lassen sich Parameter zur Positionierung von Bauteilen darstellen (erforderlich As, NEd usw.)
Neue BIM Positionsstatik
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Ziel: Ausgehend vom Revit® Modell lassen sich die wichtigsten Bauteilnachweise durchführen: Platten, Stützen, Träger, Wände sowie Fundamente.
Anbindung erweiterter Nachweise: Aussteifung, Erdbeben, Gründung Ableitung von speziellen Teilmodellen: Brandschutz, Dynamik Ergebnisse verschiedener Berechnungsarten können verwendet werden. Verwaltung und Zugriff auf die Ergebnisse und Nachweisdokumente über
Zentralmodelle / BIM 360 Docs
Ausblick
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