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Forschung

EIBSIM - Entwicklung ingenieurmäßiger Berechnungsmethoden für die Sicherheitsauslegung von Hoch- und Ingenieurbauwerken im Massivbau (Beton- und Mauerwerk- und Stahlverbundbau) unter Detonationseinwirkungen

Kurzbeschreibung

Die Bedrohungslage von wichtigen Bauwerken im Hoch- und Ingenieurbau hat sich im vergangenen Jahrzehnt drastisch verändert. Bei den herkömmlichen Auslegungen von Tragwerken auf eine Lebensdauer von 50-100 Jahren werden vorwiegend Wind-, Erdbeben und Schneelasten sowie Anprall- und Temperaturlastfälle berücksichtigt. Die Beanspruchung von kritischen Bauteilen durch absichtlich herbeigeführte Explosions- und Anpralllasten ist hingegen derzeit noch nicht ausreichend wissenschaftlich fundiert und für die Anwendung in der Praxis beschrieben. Weiterhin fehlen – zumindest im europäischen Raum – Berechnungsmethoden, die in der Lage sind diese Beanspruchungen physikalisch zutreffend und realitätsnah zu erfassen.

Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung geeigneter Berechnungsmethoden für die Praxis (in Form von Ingenieurmodellen) ein wesentliches Kriterium bei der erfolgreichen Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen im baulichen Schutz. Es wurden sowohl Handrechenverfahren als auch Softwareanwendungen für den Praxiseinsatz auf Basis der europäischen Normengrundlagen entwickelt.

Laufzeit: 2011-2014

IngBauPLM: Praxisgerechter, digitaler Entwurf von trassengebundenen Infrastrukturbauwerken mit einem Product Lifecylce Management (PLM) – Objektplanung (Entwurf) für repräsentative Ingenieurbauwerke mit PLM

Kurzbeschreibung

Gebäudedatenmodellierung, engl. Building Information Modeling, (BIM), wird in Deutschland heute bereits im Hochbau als Planungsinstrument in der Ausführungsplanung benutzt und stellt für den Planer, die ausführende Firma und insbesondere für den Bauwerksbetreiber ein attraktives Werkzeug für ein durchgängiges Produkt-Lebenszyklus-Management dar. Der wesentliche Unterschied zur klassischen CAD-Planung ist der objektorientierte Aufbau einer räumlich strukturierten, einheitlichen Datenfusion, der es ermöglicht jedem Objekt des Bauwerks beliebige Information zuzuordnen, etwa zu Funktion, Lage, Sicherheitseigenschaft, Wartungsintervall, Bauzustandsbewertung, etc., so dass die gesamte Historie des Bauwerks von der Entstehung bis zum Betrieb in einem gemeinsamen 5D-Modell (Räumliches 3D-Modell mit Zeit- (4. Dimension) und Kostenentwicklung (5. Dimension)) erfasst und fortgeschrieben werden kann. Die Anwendung eines PLM für Infrastrukturbauwerke ist hingegen noch nicht gleichermaßen weit entwickelt. In Deutschland besteht zurzeit noch erheblicher Entwicklungsbedarf für eine praxisreife Anwendung.

Dieses Projekt soll wichtige Aspekte für den Bauingenieur als Objekt- und Tragwerksplaner, die aus der Schnittstelle zwischen den heterogenen 2D und 2,5D-Bestandsgrundlagen dem 3D-Fachmodell und sowie der statischen Berechnung mit einem 3D-FEM Gesamtgebäudemodell entstehen, durch wissenschaftliche und ingenieurtechnische Untersuchungen an konkreten Bauwerken weiterentwickeln.

Im Fokus steht die Anwendung in den Leistungsphasen 2 (Projekt- und Planungsvorbereitung), Leistungsphase 3 (System und Integrationsplanung) sowie Leistungsphase 6 (Ermittlung der Mengen und Aufstellung von Ausschreibungsunterlagen) im Sinne der Objektplanung gemäß HOAI13.

Die Leitfrage ist dabei: Wie kann PLM nach heutigem Stand der Technik als interaktives Ingenieurmodell im Objektentwurf effizient eingesetzt werden und zusammen mit der FEM in der Tragwerksplanung interagieren?

Laufzeit: 06/2014-06/2017

Kooperationspartner und Auftraggeber: Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH, Düsseldorf

Projektbeispiele

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