Schnelle Berechnung von Änderungen und Varianten bei komplexen Tragsystemen (3D-Modellen):Neue Ansätze in der Baustatik unter Verwendung von Einflussfunktionen

摘要

Der Einsatz von digitalen Gebäudedatenmodellen während des Planungsprozesses bietet auf einfache Weise die Möglichkeit, durch Auslesen der geometrischen Daten ein dreidimensionales (3D) Berechnungsmodell für die Tragwerksplanung zu erstellen und einzusetzen. Dadurch steigt allerdings der Anteil von aufwändigen Berechnungen an komplexen Gesamtmodellen weiter an. Die beim Entwurf eines Tragwerks notwendigen Varianten Untersuchungen und Systemänderungen zur Optimierung des Tragsystems führen zu zahlreichen Neuberechnungen am Gesamtmodell und damit zu stark ansteigenden Komplexitäten und Rechenzeiten. Im vorliegenden Beitrag wird diesbezüglich eine baustatische Näherungsmethode auf Basis von Einflussfunktionen vorgestellt, mit der sich die Berechnung von Änderungen und Varianten bei 3D-Modellen mit wesentlich geringerem Aufwand durchführen lässt. Der Tragwerksplaner kann somit deren Auswirkungen schnell und einfach überblicken bzw. sofort beurteilen. Darüber hinaus wird gezeigt, dass sich Einflussfunktionen generell sehr vorteilhaft in der computerorientierten Baustatik zur Optimierung von Tragsystemen und zum Aufzeigen von Lastpfaden bei Berechnungen an 3D-Modellen einsetzen lassen. Rapid assessment of modifications and variations in complex structural systems (3D models) - New technique in structural engineering based on influence functions. The use of building information models in the planning phase allows for a convenient and simple way to create three-dimensional models (3D) for structural analysis from the geometric data. A negative side-ef-fect of 3D analysis though is that the number of time-consuming calculations increases with the complexity of a structure. In the different stages of the design process various modifications must be tested to find the optimal structural system. This requires numerous recalculations and thus leads to a significant increase in computational time. In this paper an approximate method of analysis based on a novel use of influence functions is presented, which allows to predict the effects of design modifications with significantly less computational effort. In addition it is shown, that influence functions can be used very advantageously in computer-oriented structural analysis in order to optimize 3D models and to identify load paths.