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November 2005

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Sehr geehrte eNews-Leser,

es ist momentan viel los in der Bauwelt und wir möchten Sie mit dieser eNews auf dem Laufenden halten. Wie immer finden Sie Informationen zum Stand der Technik, zur Marktentwicklung und zu interessanten Projekten. Wir möchten Sie auch herzlich zu einem der vielen Events einladen, die SCIA veranstaltet oder unterstützt.

Hier sind die Themen des Monats:

Mit Allplan 2005.1 bieten Nemetschek und SCIA diverse neue Module an.

Das BIM-Konzept (Gebäudedatenmodellierung) hat im neuen Modul zum Modellieren von Stahlstrukturen wirklich Form angenommen. Mit parametrisierten Vorlagen lassen sich in Allplan Stahlkonstruktionen einschließlich Verbindungen modellieren und bearbeiten. Auch der leistungsfähige 3D-Modellierer von SCIA.ESA PT lässt sich in der Allplan-Umgebung einsetzen. Wie üblich in Allplan werden Stahlobjekte und alle anderen Elemente wie Betonträger, Ziegelwände, Treppen, Bewehrungen usw. zentral in einem Modell verwaltet.
In Allplan wird eine Übersicht der Stahlprofile erstellt. Die gewünschten Ansichten und Schnitte können erzeugt werden. Zu Präsentationszwecken kann das Stahlbauwerk mit Farben, Texturen sowie Umgebungsobjekten wie Gelände und Hintergrund (Bäume, Menschen, …) ausgeschmückt werden, um fotorealistische Bilder oder Filme zu erzeugen.

Allplan macht auch Schluss mit dem Eine-Datei-Ansatz. Viele Zeichnungsprogramme berücksichtigen den Projektansatz nicht und arbeiten nur mit einer Datei, z. B. im Format DWG, DGN oder DXF. Allplan bietet beide Möglichkeiten: Den empfohlenen Projekt-Ansatz (PRJ) und den Eine-Datei-Ansatz (NDW). So können Sie problemlos von Ihrer momentanen Zeichnungssoftware zu Allplan wechseln – ohne großen Schulungsaufwand. Der Projektansatz ist auch von Vorteil, wenn multidisziplinär an einem virtuellen Gebäudemodell gearbeitet wird.

Die modernisierten Bemaßungslinien und das Textlayout ziehen in den Grundmodulen die Aufmerksamkeit auf sich. Im Architekturmodul gibt es ein neues Makro für Fensterbrüstungen. Das Modul für Treppen wurde verbessert. Allplan Engineering bietet die Möglichkeit, Decken und Wände mit Öffnungen in einer Routine mit Stäben zu bewehren, die verschiedene Biegepunkte aufweisen. Im Modul „Schnittmodellierer“ können Körper aus einem 3D-Schnitt mit variablem Querschnitt modelliert werden. Jetzt kann der Querschnitt entlang der Neigung des Schnitts gekippt oder entsprechend der absoluten Vertikalität senkrecht gehalten werden. Kunden mit Lizenzserver können sich auch aus dem Netz abmelden und lokal mit Softwareschutz weiterarbeiten.

SCIA-Software wird auch an Universitäten und Fachhochschulen für Kurse, Übungen und Diplomarbeiten eingesetzt. Recht häufig wird eine Diplomarbeit in einem Wettbewerb eingereicht und mit einem Preis ausgezeichnet. Das ist schon wiederholt mit dem Student Steel Prize, dem studentischen Stahlpreis, der Fall gewesen.

Vor Kurzem hat Herr Ben Cools, Student an der Freien Universität Brüssel uns eine sehr interessante Arbeit zugesandt. Darin geht es um eine Vergleichsstudie zwischen belgischen Normen und den Eurocodes. Sie wurde in Zusammenarbeit mit Victor Buyck Steel Construction aus Eeklo durchgeführt. Prof. ir. Wim Hoeckman, Universitätslehrer für Strahltragwerke und Brückenbau hat als Betreuer mitgewirkt. Für die Studie wurde die neue Klappbrücke „Boulevardbrug“ in Willebroek gemäß Eurocode neu berechnet. Ursprünglich wurde die Brücke anhand der belgischen Norm berechnet. Die Neuberechnung wurde, wie schon die ursprüngliche Berechnung, mit der SCIA-Software ESA-Prima Win durchgeführt.

Die Brücke hat eine Spannweite von 65 m, die Höhe beträgt 16 m, das Gewicht 900 Tonnen und das Gegengewicht 1.200 Tonnen. Abbildung von Ney & Partner.

Die Studie:

Grundsätzlich schreiben die Eurocodes geringere aber dafür konzentriertere Verkehrslasten vor. Einerseits ist das für die Querlager von Vorteil, andererseits wird dabei eine ungünstigere Belastung der orthotropen Fahrbahnplatte verursacht. Der einfache Ermüdungsnachweis ist deutlich gröber als in der belgischen Norm. Es gibt absolut keine Möglichkeit, das Öffnen und Schließen der Brücke zu berücksichtigen. Ein Nachweis anhand der Reservoirmethode andererseits ist möglich und die Ergebnisse sind stets günstiger als die beiden anderen Nachweise.

Die Eurocodes enthalten auch keine Rechenregeln oder Methoden für einen vereinfachten Nachweis der allgemeinen Stabilität. Eine Berechnung nach Th.II.O. zeigt, dass die von der belgischen Norm vorgeschriebene Methode mit anhaltenden Kräften sehr konservative Ergebnisse erzielt. Auf diese Art ergibt sich eine große Materialeinsparung des Brückentragwerks.

Die Eurocodes zwingen die Entwickler, genauere Methoden zu verwenden, um günstigere Ergebnisse zu erreichen. Diese Methoden nehmen manchmal mehr Zeit in Anspruch, aber das ist in erster Linie von der Verfügbarkeit spezialisierter Software wie ESA-Prima Win und SCIA.ESA PT abhängig und wird durch solche Programmpakete kompensiert.

Der Nachweis der orthotropen Fahrbahnplatte zieht jedoch keinen Vorteil aus der neuen Berechnung. Sie ist deutlich gröber als der Nachweis gemäß der belgischen Norm. Abschließend muss erwähnt werden, dass die Eurocodes für sich öffnende bewegliche Brücken keine Windlasten vorsehen.

Bedeutung der Berechnungssoftware:

Da die Eurocodes mehrere Möglichkeiten für genaue Berechnungen bieten, muss die Berechnungssoftware diese Normenfamilie natürlich nahtlos integrieren. Der globale Stabilitätsnachweis und die nichtlineare Analyse bieten einen deutlichen Vorteil. Es scheint auch, als könnten die strengeren Ergebnisse der Eurocodes bei der orthotropen Fahrbahnplatte durch den Einsatz eines detaillierten FE-Modells kompensiert werden. Die Funktionen für bewegliche Lasten in ESA-Prima Win ermöglichen das Erfassen von kritischen Schnitten der Struktur auf schnelle und einfache Weise, ohne die komplexeren Rechenregeln der Eurocodes zu verletzen.

Wenn es nach SCIA geht, erhält Ben Cools für diese Diplomarbeit die beste Note.