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BIM basierte Nachweise von Tragwerksbauteilen im HochbauStefan MalyCPO, SOFiSTiK AG

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

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…

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

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

Die Kunden

BIM im Hochbau – Die Ausgangssituation

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…

BIM Workflow in der Tragwerksplanung

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

Herausforderungen für Tragwerksplanung am 3D BIM Modell

Herausforderungen für Tragwerksplanung am 3D BIM Modell

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…

Beispiel – Einfluss der Berechnungsarten

Einfaches Stahlbeton Gebäude OG Achsraster 5,40 x 6,50 / 4,50m Unterzug im EG

Einfluss der Berechnungsarten

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

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.

Einfluss der Berechnungsarten

Einfluss der Berechnungsarten

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

“Neue BIM Positionstatik” und Ausblick

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

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

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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