BIM im Ingenieurbüro – ein · PDF fileBeratende Ingenieure VBI, GmbH & Co KG BIM...

Beratende Ingenieure VBI, GmbH & Co KG

BIM Camp 2014D. Münzner: BIM im Ingenieurbüro

Vortragender: Hinrich Münzner

BIM im Ingenieurbüro –ein Anwenderbericht




„Wer aufhört, besser zu werden, hat aufgehört, gut zu sein!“Robert Bosch




Agenda

• Boll und Partner – das Büro

• Einstieg in BIM

• BIM an Praxisbeispielen

• BIM im Ingenieurtiefbau

• Ausblick




Leistungsbereiche: - Tragwerksplanung im Hochbau, Ingenieurbau, Industriebau

- Objektplanung von Ingenieurbauwerken für Verkehrsanlagen

Planung, Ausschreibung, Objektüberwachung

- Generalplanung

- Bautechnische Prüfungen Bereich Massivbau

Prüfingenieur: Dipl.-Ing. F. Zimmermann

- Leistungen des Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordinators

- Zertifizierte Ingenieure für Schutz und Instandsetzung von Betonbauwerken




EDV/CAD Einsatz bei Boll und Partner

• First-to-the-Market: Innovative Technologien werden bei Boll und Partner schnell und umfassend eingesetzt. Ob Baustoffe, Herstellungsmethoden – oder eben Planungsmethoden.

• Boll und Partner setzte seit Jahrzehnten auf HiTec, sei es bei statischen Berechnungen in den 1980ern auf unserer digital pdp11 oder der ersten Schalplanerstellung mit unicad und AutoCAD auf einem Tandon 386er Desktop




• Boll und Partner sieht sich als technologischer Pionier, seit es bei der Einführung von CAD, der Verwendung von BIM oder zukünftigen Technologien.




Interne Struktur / BIM

Geschäftsleitung

BIM Manager

Revit Strukturen/ Familien etc

Revit API/EntwicklungC#

Ingenieure

Konstrukteure

ExterneDienstleistung

Schulung

Entwicklung Produktion

• Innovationen brauchen „flache“ Hierarchien und schlagkräftige, kreative Teams – wir verfügen über beides!




Agenda


• Einstieg in BIM



• Ausblick




Einstieg in 3D- Planung und BIMSchalplanung / Entwurfsplanung




Erfahrungen 3D- Planung bis 2008

Mercedes- Museum -- Porsche Museum Stuttgart -- Stuttgart21

Bautechnische Prüfung

Teile Lph (4) und (5)

Lph (3) Trog und Zulaufstrecken, Schnittstelle Bahnhofsdach, Photo: DB AG




Erste Projekte / 3D- Planung mit Autodesk Revit

Erstellung Geometrie u.a. durch „Hafners Büro“

Die Erfahrungen mit 3D Free-Form-Modellern wie Rhino führte zu der Erkenntnis, zumindest bei komplexen Geometrien die „alten Gleise“ mit AutoCAD und SofiCAD zu verlassen.Die Wahl fiel auf Autodesk Revit – zunächst mehr als 3D-Modellierungsprogramm denn als BIM-Tool.




Standsicherheitsnachweise mit Autodesk Revit

Es wurden ebenfalls die Möglichkeit eingesetzt,

die Revit Geometrie direkt in ein Sofistik FE-

Modell zu exportieren.

Durch die extravagante Geometrie war diese

Umsetzung aber eher problematisch.

s. Vortrag und Publikation D. Münzner, S. Andrussow:Revit – Wirklichkeit und Vision, 2009




Schrittweise Umstellung Schalplanerstellung auf 3D

-Feste Anstellung eines Revit- Experten (Dipl.-Ing.)

-Festlegung von Bürostandards

-Erstellung / Programmierung Projektvorlagen

-Erstellung / Programmierung von Familien, z.B.

-BUP_Tuer

-BUP_A0

-BUP_Ankerplatte

Mittlerweile erfolgreiche Abwicklung von 100%

des Auftragsvolumens im Hochbau mit Revit!




BeispielprojektRatiopharm Arena, Neu- Ulm

o Erstellung sämtlicher Schal-, Positions-, und

Elementpläne (ohne Bewehrung) mit Revit

o hohe geometrische Genauigkeit und Planqualität,

„alles paßte zusammen“

Problematisch:

o Kontinuierliche Auftragserweiterung (Übernahme

von Elementplanung) führte zu personellen

Herausforderungen

o Alle Änderungswünsche – auch Ausführungsdetails

der FT- Werke – müssen ins 3D- Modell übernommen

werden., z.T. sehr zeitintensiv




BeispielprojektRatiopharm Arena, Neu- Ulm




ProblemeBeispiel Industriebau/ Sonderbau

Auftrag:

Erstellung Lph(4)+(5) für ein Aggregategebäude, ca.

30x15m, incl. Wandansichten

Einschätzung Projektstart:

- Aufgrund übersichtlicher Geometrie ideal für die

Ausarbeitung in Revit

- Zus. Nachweise Erdbeben, Anprall etc über

Sofistikschnittstelle wirtschaftlich möglich




Probleme SchalplanerstellungBeispiel Industriebau/ Sonderbau

Die Forderungen des AG, explizit vorgegebene und in Revit nicht verfügbare Symbolik für Durchbrüche etc zu verwenden führte zu großen Problemen – die Pläne waren zwar inhaltlich richtig, kollisionsgeprüft und mit vielen Schnitten von bester Aussagekraft – wurden aber formell nicht akzeptiert.Massive Nacharbeiten mit 2D- Elementen machten die Vorteile von Revit mehr als zunichte.




3D- Planung im EntwurfSensivitätsuntersuchung Hotelneubau, Saudi Arabien

Bauwerk:

Grundriss 60 x 25 m

Höhe 260m

Erdbebenzone 3

- Modellierung 3D- Modell

- Sensivitätsuntersuchungen für Variation einzelner

Bauteilabmessungen

- Sehr erfolgreicher direkter Export Revit -> Sofistik

incl. Lagerbedingungen und Lasten




3D- Planung im EntwurfSensivitätsuntersuchung Hotelneubau, Saudi Arabien




Fazit

Nach drei Jahren des Testens und der schrittweisen Erweiterung der mit Revit geplanten Teilbereiche und Leistungsphasen waren wir uns sicher: go big!




Agenda


• Einstieg in BIM



• Ausblick




Agenda


o Statik mit Revit / Schnittstellen zu Sofistik

Programmodulen

Terminkontrolle mit BIM

o Integration TGA




Beispiel GenehmigungsplanungStatik mit Revit / Schnittstellen zu Sofistik Programmodulen




Workflow Genehmigungsplanung Lph (4)Beispielprojekte

Think-KStuttgart Killesberg

MilaneoWohnbebauung über Einkaufcenter

Neubau Sparkassenakademie




Workflow Genehmigungsplanung Lph (4)

Bebauung BHG, Milaneo Stuttgart:

• 19 Einzelgebäude auf Einkaufszentrum

• Vollständige schalltechnische Entkopplung

• Erdbebenzone 1

• BRI 200.000m³

Neubau Sparkassenakademie, Stuttgart:

• Prismatischer Baukörper

• Heterogene Nutzung mit Tiefgarage, Vortrags- und

Seminarräumen, Wohnungen, Büros

• Weitgespanntes Megatragwerk

Think-K, Stuttgart:

• 13 Wohn- und Geschäftsgebäude auf gemeinsamen

UG- Baukörper

• Hoher Termindruck




Standsicherheitsnachweise„getrennt marschieren – vereint schlagen“

2D- Berechnungen 3D- Berechnungen

�Positionsweiser Lastabtrag�Deckenbemessung�Stützenbemessung

� räumliche Stabilität�Abfangungen� nichtlineare Effekte�Bauzustände

− Änderungen müssen in jeder Ebene eingepflegt werden

− Lastweiterleitung / Abfangungen müssen manuell berücksichtigt werden

− Nicht prüfbar (nur durch Vergleichsberechnungen)

− Hoher Modellier- und Rechnenaufwand (hohe Fehleranfälligkeit)

− Steifigkeitsunterschiede können zu unrealistischen Lastumlagerungen führen

+ Bewährtes ingenieurmässiges Verfahren+ Prüfbare Ausgabe+ Gut skalierbar auf mehrere Mitarbeiter

+ Lastsummen immer korrekt+ Änderungen am System werden mit allen Auswirkungen berücksichtigt+ Ein Rechenlauf – alles bemessen




StandsicherheitsnachweiseWorkflow

3D Revitmodell

3D Sofistikmodell

Säbel-it Zerlegung Einzelebenen

SEPP Berechnung Einzelebenen

GebDataAuslesen Einzelebenen

Bemessung Gründung

Auslesen Einzelebenen

ASE3D Lastabtrag

DYNABerechnung Erdbeben

CSMBauabläufe




Revit

Revit Export

SofiMshC

3D FE

StandsicherheitsnachweiseWorkflow Export




3D FE

ASE

CSM

Bemessung Gründung

StandsicherheitsnachweiseWorkflow Berechnung 3D




3D FE

Saebel.pl

SofiMshC

2D FE

M 1 : 370X

Y

ZStruktur

150.00 160.00 170.00 180.00 190.00 200.00 210.00 220.00 m

-60

.00

-70

.00

-80

.00

-90

.00

-10

0.0

0

StandsicherheitsnachweiseWorkflow Vernetzung 2D Teilsysteme

• Mit den von Boll und Partner entwickelten Programmen wird das 3D- Gesamtmodell in einzelne Ebenen „zerlegt“.




StandsicherheitsnachweiseWorkflow Auslesen 2D Teilsysteme

M 1 : 212X

Y

Z

X * 0.502Y * 0.906Z * 0.962

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.006.00

6.00

6.00 6.00 6.00 6.006.006.00

6.006.006.006.006.006.006.006.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00 6.00

6.00

6.00 6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.006.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00 6.00

6.00

6.00

6.00

2.752.752.75

2.75 2.75

1.90

1.90 1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.901.90

1.90 1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

Alle Lasten, Lastfall 1 , (1 cm im Raum = Unit) Flächenelementlast (Kraft) Vektor (Unit=2.00 kN/m2 ), Freie Linienlast

(Kraft) in global Z (Unit=5.00 kN/m ), Randlast (Kraft) in global Z (Unit=5.00 kN/m ) (Max=6.00)

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 m

-50

.00

-60

.00

-70

.00 2D

Einzelebenen

CDB Export nach Excel

Positionsweiser Lastabttrag

SVERWEIS

• Schnellere, sicherere Planungsprozesse• Übersichtliche Darstellung für alle

Projektebenen, vom Bauherrn über Bauleiter und Tragwerksplaner bis zum Schalungsbauer!




StandsicherheitsnachweiseWorkflow Auslesen 2D Teilsysteme

M 1 : 212X

Y

Z

X * 0.502Y * 0.906Z * 0.962

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.006.00

6.00

6.00 6.00 6.00 6.006.006.00

6.006.006.006.006.006.006.006.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00 6.00

6.00

6.00 6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.006.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00

6.00 6.00

6.00

6.00

6.00

2.752.752.75

2.75 2.75

1.90

1.90 1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.901.90

1.90 1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

1.90

Alle Lasten, Lastfall 1 , (1 cm im Raum = Unit) Flächenelementlast (Kraft) Vektor (Unit=2.00 kN/m2 ), Freie Linienlast

(Kraft) in global Z (Unit=5.00 kN/m ), Randlast (Kraft) in global Z (Unit=5.00 kN/m ) (Max=6.00)

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 m

-50

.00

-60

.00

-70

.00 2D

Einzelebenen

CDB Export nach Excel

Positionsweiser Lastabttrag

SVERWEIS

Die Ergebnisse dieser Einzelebenen werden in einem positionsweisen Lastabtrag für das Gesamtgebäude zusammengeführt.




StandsicherheitsnachweisePositionsbezeichnungen

Positionsbezeichnungen werden in Revit definiert und in die Sofistik- Berechnungsmodelle übernommen.Eine Funktion die Sofistik auf unseren Wunsch hin binnen Tagen in den Code implementiert hat!




StandsicherheitsnachweisePositionsweiser Lastabtrag




StandsicherheitsnachweiseÜmhüllende Maximalwertermittlung Gründung

2D 3D 4D (CSM)




StandsicherheitsnachweiseIntegration in Pfahlplan




StandsicherheitsnachweisePlausibilitätskontrolle

Knopfdruckingenieur?Bei aller Vereinfachung der Prozesse – wir tragen nicht nur die Verantwortung für richtige Berechnungen sondern für standsichere und wirtschaftliche Gebäude.Durch die parallelen Ansätze können Ergebnisse noch besser plausibilisiert werden.




TerminverfolgungVisualisierung des Planungsstatus




Agenda


o Statik mit Revit / Schnittstellen zu Sofistik

Programmodulen

Terminkontrolle mit BIM

o Integration TGA




Integration TGAKrankenhausplanung

- Planung Boll und Partner 1979

- Aufstockung Intensivabteilung 2014-15




Integration TGAKrankenhausplanung

- Hoher Installationsgrad- BIM Medizintechnik/Lüftung- Im Bestand: Stahl-Leichtbau




Integration TGABIM Sight




Integration TGAbim-awards-2014, Erster Platz!

http://www.tekla.com/de/bim-awards-2014




Integration TGADie Leiden des Tragwerksplaners

Der TGA- Planer denkt an Anlagen- und Systemintegration, der Architekt an Gestaltung –die Koordination der Durchbrüche läuft daher nicht immer optimal.




Integration TGAIST- Stand 2014

A: Entwurf Gebäude

TWP: Entwurf Tragwerk

TGA: Entwurf Trassen

TWP +A: Koordination

TGA+A: Koordination

TWP: Überarbeitung Entwurf Tragwerk TGA:Überarbeitung

Entwurf Trassen

A + TWP + TGA: Abschließende Koordination




Integration TGASOLL- Stand 2014

A: Entwurf Gebäudemodell

TWP: Integration Tragwerk

TGA: Entwurf Trassen- „Auf Höhe“- Dimensionen

A + TWP + TGA: Gemeinsame Koordination




Integration TGASOLL- Stand 2014

Zufahrt in ein hochwertiges Wohnobjekt:Der Nutzer unterquert 3 Trassen bzw. Knotenpunkte einer Haupttrasse, die unterhalb der Unterzugsebene liegen.

Eine frühe visuelle Auf-arbeitung der Problematik könnte optimalere Ergebnisse ergeben.




Integration TGAModell BuP

A: Entwurf 2D

TWP: Modellierung Rohbaugeometrie

TGA: Entwurf Trassen- Dimensionen

A + TWP + TGA: Gemeinsame Koordination

TWP: Integration TGA- Revit- IFC- Neumodellierung

Fazit:Hohe Mehrkosten in der Planung, wenn der Tragwerksplaner TGA- Trassen mitmodelliert. Leider sind erfahrungsgemäß späte Umplanungen, Änderungen von Standsicherheitsnachweisen, Schal- und Bewehrungsplänen bei laufenden Baustellen noch unwirtschaftlicher.




Agenda


• Einstieg in BIM



• Ausblick




BIM im Tiefbau

BIM

Vermesser

Strassenplanung

Objektplaner

Tragwerksplaner

TGA

Bauherr

Betreiber

Baufirma

Anders als im Hochbau lassen sind im Tiefbau nicht durchgehende Programme werdenden. Aufgrund der stark heterogenen Programmstrukturen z.B. mit Vermessungs- und Aufmaßprogrammen sind bei Tiefbauprojekten neue Schnittstellen erforderlich. Diese wurden durch Boll und Partner erstellt.




Numerische Modell-/ TrassenentwicklungVermessung

Mit einem Vermessungsprogramm werden exakte Absteckpunkte generiert und diese dann in das 3D- Modell übernommen.Wichtig: Blockfugen, Deckenhöhen, etc werden über mathematisch exakte Verfahren abgebildet und nicht über 3D-Kurven (Splines) angenähert!




Numerische Trassenentwicklung

Die Programmierung erfolgt über die C#-API von Revit. Dies ermöglicht eine performante und fehlerfreie Übertragung.




Numerische Trassenentwicklung /

Alternativ ist das Einlesen auch über die graphische Schnittstelle „Dynamo“ möglich.Der Programmieraufwand hierzu ist deutlich reduziert, allerdings ist die Oberfläche in Bezug auf Sonderthemen auch unflexibler.




Integration TGA / Vermessung / Tragwerksplanung

Bisheriger Planungsstandart





ObjektplanungSchalplanung

TGATunnelausrüstung

Koordination

BIM im Tiefbau bedeutet:EIN integrales Modell für alle Gewerke, Vermessung, Erdbau, Schal- und Bewehrungsplanung sowie TGA





Berücksichtigung der Verbaugeometrie in Schnitt, Grundriss und Isometrie





BIM im Tiefbau bedeutet:3D- Modelle, jeder Punkt in jeder Ansicht ist referenziert, Fehler sind ausgeschlossen!




Bestand/Punktwolken Gelände

Die Verwendung von Punktewolken aus Laserscans ermöglicht schnelle und unproblematische Einbindung z.B. von Bestands-oder Geländegeometrien.




Bauphasen




BIM – Ein Modell für alle Planungsaufgaben!

• Schnellere, sicherere Planungsprozesse• Übersichtliche Darstellung für alle

Projektebenen, vom Bauherrn über Bauleiter und Tragwerksplaner bis zum Schalungsbauer!




AusblickSchnittstelle zu anderen Anwendungen

- Strömungsmechanik- Entrauchung- Entfluchtung




Vielen Dank fürIhre Aufmerksamkeit!

BIM im Ingenieurbüro – ein · PDF fileBeratende Ingenieure VBI, GmbH & Co KG BIM...

Documents

Transcript of BIM im Ingenieurbüro – ein · PDF fileBeratende Ingenieure VBI, GmbH & Co KG BIM...