Lastabtrag

Mit dem Feature lassen sich Bauwerke des üblichen Hochbaus in Massivbauweise als Gesamttragwerke mit allen statisch relevanten Bauteilen und Lasten erfassen. Die Berechnung des vertikalen Lastabtrags erfolgt geschossweise von oben nach unten auf Grundlage der Steifigkeiten der einzelnen Geschossebenen. Bei der Berechnung wird im Hintergrund eine FE-Berechnung in jeder Geschossebene ausgeführt. Die Auflagerkräfte am Fußpunkt der lastabtragenden Bauteile werden gleichmäßig über die Bauteillänge verteilt und so lange an ein darunterliegendes Geschoss weitergeleitet bis kein Geschoss mehr gefunden und ein Fundament automatisch erzeugt wird.

Die Eingabe erfolgt vorrangig grafisch interaktiv und bauteilbezogen. Unterstützend können DXF-Folien eingelesen und selbstdefinierte Hilfskonstruktionen bzw. Hilfsraster eingesetzt werden. Dank eines lokal definierbaren Koordinatensystems und richtungsorientierter Eingaben lassen sich Punkte/Bauteile einfach und exakt per grafischer Eingabe sowie numerischer Koordinateneingabe anlegen. Über die Undo- und die Redo-Funktion können Arbeitsschritte zurückgenommen und wiederhergestellt werden, was zu einer sicheren und effizienten Arbeitsweise führt. Verschiedene Importmöglichkeiten – zum Beispiel über den FRILO BIM-Connector® – runden die Eingabe ab.

Wird aus dem Gebäudemodell ein Bauteil zur Bemessung an ein anderes FRILO-Bemessungsprogramm übergeben, so kann diese Position im Gebäudemodell als gekoppelte (verknüpfte) Position erfasst werden. Bei einem erneuten Aufruf des entsprechenden Bauteils wird diese Position vor der Übergabe vorgeschlagen. In den meisten Bemessungsprogrammen kann eine gekoppelte Position als Vorlage dienen, um gezielt Eigenschaften und Lasten zu übernehmen oder anzupassen.

Zur Einschätzung der Rotations- und Seitensteifigkeit des Gebäudes werden Labilitätszahlen ermittelt, bei deren Einhaltung ein genauerer Nachweis nach Theorie II. Ordnung entfallen kann.

Es wird eine umfangreiche grafische und tabellarische Ausgabe für Statik-Dokumente im A4-Format geboten. Darüber hinaus können sämtliche Grafiken auch im sogenannten Planformat ausgegeben werden. Dabei können verschiedene, selbst definierbare Planköpfe verwendet werden.

Das Ausgabeprofil bietet eine Vielzahl an variablen Einstellungsmöglichkeiten, um ein individuelles Statik-Dokument zu erstellen. Die Maßstäbe sind frei wählbar.

Eine automatische Übergabe der Bauteile einschließlich aller Lasten und Einwirkungsgruppen ist an die Bemessungsprogramme möglich:

• Platten mit finiten Elementen PLT (Übergabe Geschossdecke & alle relevanten Bauteile)
• Scheiben mit finiten Elementen SCN (Übergabe von Wänden aus Stahlbeton)
• Mauerwerk mehrgeschossig MWM+ (Übergabe von Wänden aus Mauerwerk)
• Mauerwerk Bemessung MWX+ (Übergabe von Wänden aus Mauerwerk)
• Stahlbetonstütze B5/B5+
• Stahlstütze STS+ (Übergabe von Querschnitten & Lasten)
• Holzstütze HO1+ (Übergabe von Querschnitten & Lasten)
• Durchstanzen B6+
• Durchlaufträger DLT/DLT+ (Übergabe der Knotenlasten aus der FE-Berechnung)
• Mehrfeldträger Stahl STM+
• Randstreifenfundament FDR+ (Übergabe der Lasten am Fußpunkt der Wände)
• Fundamente FD+
• Streifenfundament FDS+
• Elastisch gebetteter Balken BEB+
• Setzungsberechnung SBR+
• Pfahlgründung Pfahl+

Mehr zu den GEO-Schnittstellen im Video.

Für die meisten Schnittstellen können die vertikalen Auflagerkräfte aufsummiert in zwei sogenannten Überbaulastfällen (GU für ständige Lasten und QU für Verkehrslasten) oder lastfallspezifisch in einzelnen Lastfällen übergeben werden. Die zur Überlagerung erforderlichen Einwirkungs- und Alternativgruppen werden ebenfalls mit exportiert.

• FRILO BIM-Connector

Übergeben Sie im GEO erzeugte Gebäudemodelle mitsamt der Randbedingungen einfach, schnell und direkt an SCIA Engineer. In der Programmoberfläche des GEO ist ein Button für die direkte Datenübergabe integriert. Bei Betätigung des Buttons wird SCIA Engineer gestartet und das im GEO modellierte Gebäude sogleich in 3D dargestellt.

SCIA Engineer ist eine leistungsstarke Multimaterial-Strukturanalyse- und Entwurfssoftware zur Bemessung und Berechnung von dreidimensionalen Bauwerken aller Art. Als Ergänzung zum GEO können Sie in SCIA Engineer:

• Gebäudemodelle in 3D darstellen, berechnen und bemessen
• Nichtlinearitäten bei der Berechnung berücksichtigen
• das multimodale Antwortspektrumverfahren für den Erdbebennachweis führen

• Die geometrischen Grunddaten eines gesamten Modells können direkt über den FRILO BIM-Connector® eingelesen werden.
• Aus dem Programm „Platte“ können bereits definierte Platten mit allen Belastungen und geometrischen Eingaben importiert werden.
• Aus ALLPLAN lassen sich Daten über das Programm „Platte“ ins Gebäudemodell übernehmen. Voraussetzung dafür ist ein bauteilgerechtes Arbeiten in ALLPLAN. Siehe Videotutorial Schnittstelle ALLPLAN/FRILO.
• Darüber hinaus können über eine DXF-Schnittstelle Geometriedaten in Form von Hilfskonstruktionen aus allen gängigen CAD-Programmen importiert werden. Diese Daten lassen sich im Programm über eine Fangfunktion zur einfachen Eingabe der Geometrie verwenden.

• Grafische Ergebnisse können in Form einer DXF-Datei exportiert werden.
• SAF-Dateien können erstellt und z.B. an SCIA Engineer übergeben werden.
• Lastermittlungen, Schnitt- und Spannungszusammenstellungen sowie die Massenermittlung lassen sich in einer Excel- oder einer CSV-Datei exportieren.

• DIN EN 1992,
• DIN 1045/DIN 1045-1
• ÖNORM EN 1992
• ÖNORM B 4700
• UNI EN/NTC 1992
• BS EN 1992
• PN EN 1992

• DIN EN 1996
• DIN 1053-1/-100
• ÖNORM EN 1996
• BS EN 1996

• DIN 1055-4
• DIN EN 1991-1-4
• ÖNORM EN 1991-1-4
• BS EN 1991-1-4

• DIN EN 1992
• ÖNORM EN 1992
• BS EN 1992
• NTC EN 1992
• PN EN 1992
• DIN 1045/DIN 1045-1
• ÖNORM B 4700

• DIN 4149-2015
• DIN EN 1998-1
• ÖNORM EN 1998-1

• DIN EN 1993
• DIN 18800
• ÖNORM EN 1993
• BS EN 1993

Als Belastung können Punkt-, Linien- und Flächenlasten eingegeben werden. Für Linien- und Flächenlasten kann zwischen konstanter und nicht konstanter Belastung unterschieden werden. Des Weiteren lassen sich Temperaturlasten berücksichtigen. Alle Belastungen werden als Lastfälle eingegeben. Bereits im Gebäudemodell werden diesen Lastfällen Einwirkungsgruppen zugeordnet.

Die Lastberechnung erfolgt geschossweise von oben nach unten, wobei jeweils die Lasten des oberen Geschosses an das darunter liegende Geschoss weitergegeben werden.

Horizontallasten aus Wind, Schiefstellung und Erdbeben können ermittelt werden. Die Windlasten lassen sich in Abhängigkeit von der Gebäudegeometrie und den vorgegebenen Windparametern berechnen. Schiefstellungslasten werden automatisch aus den berechneten Vertikallasten generiert. Die Verteilung der Lasten auf die aussteifenden Bauteile erfolgt im Verhältnis der Biegesteifigkeiten. Eine Mitwirkung an der horizontalen Lastabtragung kann sowohl gruppenweise (z.B. nur Stahlbetonwände) als auch für einzelne Bauteile definiert werden.

Erdbebenlasten können nach DIN EN 1998-1 und DIN 4149, 6.2.2 für Deutschland bzw. ÖNORM B 1998-1:2006/2011, 4.3.3.2 für Österreich berechnet werden. Die Ermittlung der Erdbebenlasten erfolgt nach dem vereinfachten Antwortspektrenverfahren. Die Grundwerte zur Bestimmung des Bodenbeschleunigungs-Antwortspektrums können frei eingegeben oder über eine Gemeindeauswahl gewählt werden. Die mitwirkenden Vertikallasten lassen sich ab einer vom Anwender auswählbaren Geschossebene berücksichtigen. Für die Ermittlung der Grundschwingzeit stehen verschiedene Ansätze zur Verfügung. Nach der Berechnung können die Spannungsverläufe und die ermittelten Erdbebenanteile für jedes einzelne Bauteil grafisch dargestellt werden.

Lastfälle können nachträglich noch geschossübergreifend kopiert werden. Außerdem steht eine automatische Lastübernahme aus einer bereits gespeicherten und berechneten GEO-Position zur Verfügung. Dabei werden die am Fuß wirkenden Auflagerkräfte einer bestehenden Position an ein ausgewähltes Geschoss übergeben. Es kann ausgewählt werden, ob die vertikalen Auflagerkräfte aufsummiert in zwei sogenannten Überbaulastfällen mit jeweils konstantem Verlauf oder lastfallspezifisch in einzelnen Lastfällen übergeben werden. Das Eigengewicht wird im Gebäudemodell für alle tragenden Bauteile automatisch berücksichtigt.

Die Geschossdecken können ausschließlich als Stahlbetonplatten definiert werden. Dabei lassen sich unterschiedliche Dicken, Betongüten, Tragrichtungen (ein- und zweiachsig) sowie drillweiche und drillsteife Elemente ansetzen. Die Lagerung erfolgt auf Wänden und Stützen oder bei Bodenplatten auf elastischen Federn. Mit Plattengelenken, Tragrichtungs-, Bewehrungs- und Bettungsbereichen werden zusätzliche Eigenschaften definiert, die in eine spätere Bemessung mit dem Plattenprogramm PLT einfließen.

Wände dienen als linienförmige Auflager der Platte und können als starre oder elastische Lagerung angesetzt werden. Die elastische Lagerung lässt sich dabei frei definieren oder automatisch aus der Geometrie und den Materialeigenschaften ermitteln. Als Material stehen Mauerwerk und Beton zur Verfügung. Wände können wahlweise einzeln oder als zusammenhängender Wandpfeiler definiert werden.

Stützen dienen als punktförmige Auflager der Platte und können analog den Wänden als starre oder elastische Lagerung angesetzt werden. Die elastische Lagerung lässt sich dabei ebenfalls frei definieren oder automatisch aus der Geometrie und den Materialeigenschaften ermitteln. Als Material stehen Mauerwerk, Beton, Stahl und Holz zur Verfügung.

Unterzüge dienen als linienförmige Versteifungen der Platte. Es können Unter- und Überzüge definiert werden. Die Betongüte lässt sich abweichend von der Plattenbetongüte bestimmen. Neben Unter- und Überzügen aus Stahlbeton können auch Stahlträger als Unter- und Überzüge definiert werden. Dafür lassen sich alle gängigen Stahlprofile auswählen.

Brüstungen dienen im Gegensatz zu Unter- und Überzügen nur der Ergänzung des Eigengewichtes. Als Material stehen Mauerwerk und Beton zur Verfügung. Betonbrüstungen können auch als tragend angesetzt werden. Intern werden diese dann wie Unterzüge behandelt.

Die Massenermittlung wird über das Ausgabeprofil gesteuert. Die Tabellenausgabe kann individuell jeweils für die einzelnen Materialien und Bauteile sowie für einzelne Geschosse oder auch geschossübergreifend definiert werden. Es werden keine Betonstahlmassen ermittelt. Die Ergebnisse können wahlweise in eine Excel-Mappe oder CSV-Datei exportiert werden.