BIM gestützte strukturdynamische Analyse mit Volumenelementen höherer Ordnung

Building Information Modeling ermöglicht die automatisierte Erstellung von Simulationsmodellen und schafft somit eine wichtige Grundlage, Zeit und Kosten einzusparen sowie die Qualität der Planung von Gebäuden zu erhöhen. Die Art des Simulationsmodells hängt jedoch wesentlich von der konkreten Problemstellung ab. Für Schwingungsanalysen bei Massivholzkonstruktionen ist eine mechanisch korrekte Beschreibung der Stoßstellen zwischen den Bauteilen von großer Bedeutung. Dafür eignen sich Modelle aus hexaedrischen finiten Elementen erheblich besser als Schalenelemente. Ein konformes Hexaedernetz kann allerdings mit verfügbaren Netzgeneratoren nur bei bestimmten Gebäudegeometrien automatisch erzeugt werden und weist an Stoßstellen eine große Anzahl von Elementen auf, was zu einem hohen Rechenaufwand führen kann. Im vorliegenden Beitrag wird deshalb ein alternatives Verfahren vorgestellt, mit dem ein hexaedrisches Finite Elemente Modell automatisch aus einem Bauwerksinformationsmodell (BIM) abgeleitet werden kann. Die im BIM definierten Bauteile werden dabei getrennt voneinander vernetzt und deren Verbindungen zueinander mit Hilfe der Mortar-Methode abgebildet. Eine große Recheneffizienz wird durch die Verwendung von Ansatzfunktionen höherer Ordnung in Kombination mit einem relativ groben Netz erreicht. Nach der Beschreibung des Verfahrens wird seine Anwendbarkeit an einem mehrgeschossigen Massivholzgebäude demonstriert.     «

Building Information Modeling ermöglicht die automatisierte Erstellung von Simulationsmodellen und schafft somit eine wichtige Grundlage, Zeit und Kosten einzusparen sowie die Qualität der Planung von Gebäuden zu erhöhen. Die Art des Simulationsmodells hängt jedoch wesentlich von der konkreten Problemstellung ab. Für Schwingungsanalysen bei Massivholzkonstruktionen ist eine mechanisch korrekte Beschreibung der Stoßstellen zwischen den Bauteilen von großer Bedeutung. Dafür eignen sich Modelle aus...     »