scia.basic - Basismodul

Das Modul scia.basic ist das Basismodul von SCIA Engineer, mit dem Sie 1D-Bauteile (Träger, Stützen usw.) einschließlich aller erforderlichen Randbedingungen, wie Auflager, Gelenke, Ausmitten oder variable Querschnitte entlang eines Trägers, in einer 2D- oder 3D-Umgebung frei modellieren und Lastimpulse anwenden können. Lasten können direkt als Einzel- oder Linienlasten auf die Träger angewendet werden oder aber über Lastenfelder übertragen werden, die die Last auf einzelne Bauteile oder Ränder verteilen. Die verschiedenen im Modul enthaltenen Bibliotheken erleichtern die Definition der Struktur und die Vorbereitung des Modells für die FE-Analyse. Verschiedene Lastfälle für beliebige Lasttypen stehen zur Verfügung und können mit automatischen LF-Kombinationen gemäß Eurocode oder in manuell erstellten LF-Kombinationen kombiniert werden. Mit diesem Modul können Sie eine lineare Analyse ausführen, Ergebnisse in Tabellenform oder als Grafik drucken und eine Projektdokumentation im Berechnungsprotokoll erstellen.

Das Basismodul ermöglicht ein einfaches Bearbeiten der Struktur mithilfe von Anzeigeparametern, Rastern und Bemaßungslinien, Lagen, Clipping Box usw. Bilder und Zeichnungen können in der Bildergalerie oder der Zeichnungsgalerie gespeichert oder direkt im Berechnungsprotokoll verwendet werden. Verschiedene Import- und Exportformate werden unterstützt, wie IFC, DWG und XML. Die Tabelleneingabe und die Ergebnistabellen bieten die Möglichkeit, Daten in tabellarischer Form zu importieren oder zu untersuchen oder Daten direkt mit MS Excel-Arbeitsblättern auszutauschen.

Die Funktionen des Moduls scia.m.frame lassen sich in folgende Gruppen unterteilen:

• Modellierung von 1D-Bauteilen in einer 3D-Umgebung, einschließlich Randbedingungen
• Anwendung von Lasten auf Träger und Verwendung von Lastenfeldern zum Verteilen von Flächenlasten
• Lineare Analyse
• Verwendung verschiedener Werkzeuge zur Steigerung der Produktivität

Modellierer für 1D-Bauteile

Das Modul ermöglicht das freie Modellieren von 1D-Bauteilen (Träger, Stützen usw.) einschließlich aller erforderlichen Randbedingungen, wie Auflager, Gelenke, Ausmitten oder variable Querschnitte entlang eines Trägers, in einer 2D- oder 3D-Umgebung. Der Modellierer bietet eine völlig freie Formgestaltung und ermöglicht das Erstellen gerader oder gekrümmter Träger. Bauteile können entweder in der Benutzeroberfläche von SCIA Engineer modelliert oder aus externen Quellen importiert werden.

Grafische Benutzeroberfläche

Anzeige

• Zoomskala, anpassbare Perspektiven
• Axonometrische und perspektivische Projektion der modellierten Struktur
• Drahtrahmen, Oberflächenlinien oder gerenderte Anzeige der Bauteile mit verschiedenen Rendering-Modi
• Möglichkeit, mehrere Grafikausgabefenster gleichzeitig zu öffnen, sodass mehrere Komponenten des Modells oder mehrere Perspektiven gleichzeitig angezeigt werden können
• Festlegen der Sichtbarkeit eines definierten Bauteils auf „aktiv“ oder „inaktiv“; Hinzufügen von Entitäten zu verschiedenen Lagen; mehrere Optionen zur Einstellung der Sichtbarkeit: Aktivität nach Auswahl, Aktivität nach Arbeitsebene, Aktivität nach Lage
• Animierte Ergebnisse
• Beliebig im Modellierraum positionierbare Clipping Box (in der Form eines rechteckigen Prismas), sodass dem Benutzer nur die modellierten Entitäten angezeigt werden, die sich innerhalb der Ränder des Prismas befinden

Grafische und numerische Eingabe

• In einer CAD-artigen Benutzeroberfläche kann der Benutzer die gewünschte Struktur auf dem Bildschirm „zeichnen“. Dies erfolgt über einfaches Definieren geometrischer Formen.
• Raster, Rendering- und weitere Grafikwerkzeuge stehen ebenfalls zur Verfügung.
• Je nach Wunsch kann auch die Tabelleneingabe verwendet werden. Diese Funktion ist außerdem nützlich, um extern vorbereitete Daten aus einem Arbeitsblatt eines Drittanbieterprogramms zu kopieren.
• Auch die Eingabe über die Befehlszeile wird unterstützt.

Eigenschaftenfenster

Im Eigenschaftenfenster werden je nach aktueller Auswahl kontextbezogene Parameter angezeigt. Jedes Mal, wenn eine Entität ausgewählt wird, werden im Eigenschaftenfenster alle verknüpften Eingabeparameter einschließlich abgeleiteter Eigenschaften angezeigt. Hier können die Parameter und Eigenschaften überprüft und bearbeitet werden. Ein neuer Querschnitt kann beispielsweise direkt im Eigenschaftenfenster neu zugewiesen werden. Die Änderungen werden sofort im Grafikfenster übernommen.

Modellierungswerkzeuge für 1D-Bauteile

SCIA Engineer enthält eine integrierte Querschnittsbibliothek mit einer umfangreichen Auswahl an Formen und Bemaßungen:

• Standardstahlprofile gemäß zahlreichen nationalen Normen (für Europa, Amerika, Russland, China, Brasilien, Japan, Indien usw.), Warmwalzstahlprofile und übliche kaltgeformte Stahlprofile verschiedener Hersteller sind verfügbar.

 

• Mit dem Editor für allgemeine Querschnitte (scia.m.csseditor) können verfügbare Querschnitte bearbeitet und neue Querschnitte hinzugefügt werden. Querschnittmerkmale wie Torsions- oder Wölbeigenschaften werden automatisch berechnet.
• Querschnitte können aus den in der Profilbibliothek verfügbaren Formen zusammengesetzt werden.
• Vorlagen für Beton-, Verbund- und Fertigteilquerschnitte mit Bewehrung und Holzquerschnitte stehen ebenfalls zur Verfügung.
• Übliche Brückenprofile und Querschnitte aus mehreren Werkstoffen können mühelos über eine begrenzte Anzahl Parameter definiert werden. Querschnittteile können außerdem mit verschiedenen Bauphasen verknüpft werden (erfordert Modul sens.20 „Bauphasen“).
• Allgemeine und numerische Querschnitte können ebenfalls verwendet werden.
• Querschnitte können im DXF- oder DWG-Format importiert werden.

Werkstoffe

Werkstoffdaten stehen in der (bearbeitbaren) Werkstoffbibliothek von SCIA Engineer zur Verfügung. Die Bibliothek enthält eine umfangreiche Liste von Stahl-, Beton- und Holzwerkstoffen gemäß verschiedenen nationalen Normen.

Katalogblöcke

Übliche Strukturkonfigurationen sind als Katalogblöcke verfügbar: 2D-/3D-Rahmen aus 1D-Elementen, 2D-/3D-Fachwerkträger, Türme, übliche Krümmungen. Der Benutzer kann neue Blöcke hinzufügen oder vorhandene Blöcke bearbeiten.

Maßeinheiten

Der Benutzer hat die Wahl zwischen dem metrischen und angloamerikanischen Einheitensystem. Die Maßeinheiten der einzelnen Eigenschaften sind voneinander unabhängig. Es ist möglich, die Geometrie in Meter zu definieren, berechnete Verschiebungen in Zoll anzuzeigen und in Verbindungszeichnungen Bemaßungslinien in Millimeter zu verwenden.

Koordinatensysteme und Raster

• Die Benutzerkoordinatensysteme und 2D-/3D-Raster sind anpassbar und können beliebig positioniert werden.
• Punkt- und Linienraster ermöglichen eine organisierte Eingabe durch Fangmodus und klare Visualisierung.
• Linienraster können als kartesisch, schräg, sphärisch oder zylindrisch definiert werden.
• In einem Projekt können mehrere Raster definiert werden.
• Die Raster können aktiviert und deaktiviert werden.

Sonstiges

1D-Bauteile können Öffnungen, Vouten, Querversteifungen und variable Querschnitte entlang ihrer Länge aufweisen.

Analyse- und Strukturmodell

Das Analysemodell enthält gerade genug Informationen zum Ausführen der Analyse: Trägergeometrie und -querschnitt, Werkstoff- und Lastdaten und Randbedingungen. SCIA Engineer bietet die Möglichkeit, auf schnelle Weise eine Beziehung zwischen dem Analysemodell und der wirklichen Form der Struktur (dem Strukturmodell) zu erstellen.

Vorteile eines Strukturmodells:

• Das Strukturmodell gewährleistet eine konsistente Kommunikation mit der CAD-Software und die Integrität des BIM-Prozesses.
• Das Strukturmodell kann Entitäten enthalten, die bei der Analyse nicht berücksichtigt werden (Geländer, Glasscheiben usw.). Das Strukturmodell kann aus dem Analysemodell erstellt werden und umgekehrt (siehe Thema „Structure2Analysis“).
• Vollständige Kontrolle über die Änderungen, die von den verschiedenen Teams an einem gleichen Projekt vorgenommen werden (Architekten, Ingenieure, Bauunternehmer usw.).
• Automatisch erzeugte Übersichtszeichnungen.

Lastenfelder und Flächenlastgenerator

Lastenfelder und Flächenlasten sind nichttragende Elemente, die Flächenlasten in Linien- und Einzellasten an Strukturelementen (1D- und 2D-Bauteilen) konvertieren.

Flächenlasten oder Lastenfelder können Folgendes darstellen:

• Wand- und Dachverbundplatten mit unzureichender Steifigkeit
• Dach-/Wandfenster, die Wind- oder Schneelasten ausgesetzt sind
• Wind- und Schneelasten auf Rahmenstrukturen oder Strukturen ohne modellierte Hülle

Lastenfelder

Lastenfelder bieten eine fortschrittliche Lösung zum Verteilen von Lasten von Flächen, die keine Last tragen oder sich nicht auf die Steifigkeit der Struktur auswirken. Lastenfelder werden auch für die Definition von 3D-Windlasten an Rahmenstrukturen (ohne lasttragende Wände) benötigt (hierzu ist das Modul sens.15 „3D-Windgenerator“ erforderlich). Die Lastenfelder bleiben nach der Lastumverteilung bearbeitbar. Die Berechnung reflektiert immer die aktuellen Eigenschaften der Lastenfelder. Lastenfelder werden nicht nur mit dem Flächenlastgenerator verwendet, sondern eignen sich für einen breiteren Anwendungsbereich.

Arten von Lastenfeldern

Lastenfelder verteilen die angewendeten Lasten auf die lasttragenden Entitäten. Diese Entitäten können entweder (i) Knoten, (ii) Ränder (z. B. Öffnungsränder) oder (iii) Träger in der Ebene des Lastenfelds sein:

• Ein Lastenfeld der Art „Last auf Feldknoten“ überträgt die angewendete Last auf alle oder ausgewählte Feldknoten (Feldknoten definieren die Feldgeometrie). 
• Ein Lastenfeld der Art „Last auf Feldkanten“ überträgt die angewendete Last auf alle oder ausgewählte Feldkanten. Die Kanten müssen von Trägern oder Rändern von 2D-Bauteilen getragen werden.
• Ein Lastenfeld der Art „Last auf Feldkanten/Feldstäben“ überträgt die angewendete Last auf alle oder ausgewählte Kanten. In diesem Fall kann ein genaueres Verfahren zur Ermittlung des Pfads der angewendeten Last verwendet werden: Die Lastverteilung wird mittels FEM-Analyse ermittelt.
• Lastenfelder können Öffnungen haben. Innenränder an Öffnungen können ebenfalls zur Aufnahme von Lasten verwendet werden (wenn dort Träger definiert sind).

Die ersten beiden Lastenfeldtypen verteilen die Last gleichförmig auf die teilnehmenden Knoten bzw. Kanten. Dabei werden die Längen der Kanten und die Anzahl der Knoten berücksichtigt. Der Benutzer kann jedoch das Gewicht einzelner Kanten oder Knoten anpassen, sodass diese relativ betrachtet größere oder kleinere Anteile der Last übernehmen.

Zusätzliche Funktionen

• Lastenfelder sind für alle Projektarten verfügbar.
• Alle Lastarten können auf einem Lastenfeld verwendet werden: freie Einzellast, freie Linienlast und freie oder normale Flächenlast, Wind- und Schneelasten usw.
• Die Lasten auf dem Lastenfeld können in eine beliebige Richtung wirken.
• Die tragenden Knoten und Kanten des Lastenfelds können angezeigt werden.
• Die Widerstandsfähigkeit und die Steifigkeit der Lastenfelder werden in der Analyse nicht berücksichtigt.

Flächenlastgenerator

Der Flächenlastgenerator konvertiert Flächenlasten in Einzellasten auf Tragbalken. Der Generator erstellt 2D-Ebenen, die nur zur Übertragung der Last auf die 1D-Elemente dienen und keine Auswirkung auf die Steifigkeit der Struktur haben.

Funktionen

• ie Lastebene wird grafisch im 3D-Fenster von SCIA Engineer eingegeben.
• Die Flächenlast kann in eine beliebige Richtung wirken.
• Die Lastebene kann rechteckig, kreisförmig oder ein allgemeines Vieleck mit geraden oder gekrümmten Rändern sein und Öffnungen beliebiger Form enthalten.
• Der Benutzer kann auswählen, welche Träger der Lastebene die Last tragen und welche Träger unbelastet bleiben.
• Die Lastebenen bleiben nach der Lastumverteilung bearbeitbar. Die Berechnung reflektiert immer die aktuelle Definition des belastenden Vielecks.

Einschränkungen

• 1D-Bauteile, die Last tragen, müssen in der Lastebene liegen.
• Das belastende Vieleck (die belastende Form) muss eben sein.

Analysezusammenfassung

SCIA Engineer kann für die Analyse unterschiedlichster Strukturen aus verschiedenen Bereichen eingesetzt werden:

• Hochbau: Wohnungen, Hochhäuser, Wohnhäuser, Büros, Dachsysteme, Vorhangfassaden, Glasstrukturen, Wintergärten ...
• Infrastruktur: Brücken, Bahnhöfe, Flughäfen, Parkhäuser, Stadien, Theater ...
• Gewerbegebäude: Portalkräne, Lagergebäude, Werkstätten ...
• Mechanische Industrie: Druckbehälter, Pipelines, lasttragende Strukturen ...
• Umwelt: Wasserbehandlungs- und Bodenreinigungsanlagen, Sicherheitsbehälter, Tanks ...
• Hafenanlagen: Kais, Sperrtüren, Verriegelungen ...
• Fertigteil-Betonstrukturen: Plattendecken, Platten, Wände, Balken und Stützen ...
• Sonstiges: Transporteinrichtungen, Fertigungswerke, Kräne, Masten, Türme, Gerüste, Treppen und andere Strukturteile
• Boden-Struktur-Interaktion, unterirdische Bauwerke: Tunnel, Ausschachtungen, U-Bahnen ...

Lineare Analyse von 1D-Bauteilen

Die lineare Berechnung in SCIA Engineer stellt ein professionelles Werkzeug für die Analyse von zwei- und dreidimensionalen Trägerstrukturen aus Stahl, Beton oder anderen Werkstoffen dar. Das Programm verknüpft die Ergebnisse der Stahl- und Betonstrukturanalyse mit verschiedenen Nachweisen.

• Lineare statische Berechnung von Strukturen mit Bauteilen und/oder Platten (finite Elemente), die in der Ebene (z. B. Rahmen, Wände) oder lotrecht zur Ebene (z. B. Raster, Deckenplatten) belastet werden
• Umfasst die Modellierung und Analyse von Auflagern (starr oder mit Gelenken an Knoten, Bauteilen oder Plattenumrandungen), internen Gelenken in Bauteilen und zwischen Platten, starren Verbindungen, Ausmitten, variablen Profilquerschnitten, variablen Plattendicken usw.
• Lasttypen: Eigengewicht, Knoten- und Einzellasten, Gleichstrecken- und Dreieckslasten, Streckenlasten oder veränderliche Lasten, Auflagerverschiebungen, Temperatur (gleichförmig verteilt oder Temperaturgefälle) usw.

• Automatische Lastkombinationen je nach gewählter Norm oder benutzerdefinierte Kombinationen
• Ergebnisse: numerische und grafische Darstellung der Verschiebungen, Auflagerreaktionen, Schnittgrößen und Spannungen
• Grafische Darstellung mit Perspektiven, Schnitten, Details, Isolinien und Isoflächen Alle Werkzeuge der Basismodule stehen zur Verfügung
• Vereinfachte Benutzeroberfläche für einfachere Modelle wie ebene Rahmen mit Lasten nur auf der Oberflächenebene oder Raster mit Lasten nur in der Ebene, die lotrecht zur Rasterebene liegt

Modell

Dem Benutzer stehen vielfältige Elemente zur Verfügung, um ein genaues Modell der Struktur erstellen zu können. Dies umfasst folgende Elemente:

• Träger und Platten (zur Modellierung von Platten und Hüllen ist das Modul scia.m.surface erforderlich)
• Starre Auflager, gelenkige Auflager, Rollauflager und elastische Punkt- und Linienauflager
• Gelenke in Träger- und Plattenverbindungen (für Gelenke an planaren Elementen ist das Modul scia.m.surface erforderlich)
• Starre Kopplungen zwischen Knoten der Struktur
• Ausmitten einzelner Träger und Platten
• Blockfundamente und Fundamentstreifen auf elastischem Baugrund
• Vouten und beliebige Profile
• Variable Dicken von Platten und Rippen (zur Modellierung von Platten und Rippen ist das Modul scia.m.surface erforderlich)

Last

Der Benutzer kann folgende Lastarten anwenden:

• Eigengewicht: Das Programm berechnet auf Grundlage des Trägerquerschnitts und Werkstoffs automatisch die angewendete Last.
• Einzel- und Momentlasten
• Gleichförmig oder trapezförmig verteilte Kraft und Momentlast an Trägern
• Verteilte Lasten auf Plattenrändern (für die Belastung von Platten ist das Modul scia.m.surface erforderlich)
• Flächenlasten auf Platten (für die Belastung von Platten ist das Modul scia.m.surface erforderlich)
• Außermittige Belastung
• Verschiebung (Setzung) und Drehung von Auflagern
• Temperaturlast (gleichförmig oder mit Gefälle)
• Absenzen von Bauteilen und Auflagern in bestimmten Fällen (zur Simulierung von Bauphasen)
• Aus gegebener Lagenzusammensetzung, z. B. von Böden, berechnete Lasten
• Durch Winddruck oder Schneegewicht verursachte Klimalasten

LF-Kombinationen

Das Programm bietet eine automatische Generierung von Lastkombinationen gemäß Norm (EC, DIN, NEN, ÖNORM, SIA, ČSN usw.). Bei Bedarf kann der Benutzer auch eigene LF-Kombinationen definieren.

Übersichtliche und detaillierte Ergebnisse

• Diagramme am Modell: Diagramme der Ergebniswerte werden am Modell in einem 3D-Grafikfenster abgebildet
• Resultierende: Lasten, Reaktionen, Kräfte in Querschnitten
• Detaillierte Ergebnisse an einzelnen Bauteilen: detaillierte Auswertung der Ergebnisse und Diagramme je Bauteil
• Umfassende Protokollierung der Berechnung
• Berechnungsprotokoll: Kombination von Tabellen und Bildern in einem strukturierten Bericht
• Ergebnistabellen: alle Ergebniswerte in Tabellenform (und optionalem Export zu MS Excel)

Umfassende Ergebnisse

Träger und Stützen:

• Diagramme
• Resultierende
• lokale und globale Extremwerte
• Ergebnisse an Trägern in benutzerdefinierten Fasern
• Biegemoment-Umlagerung

Sequenzielle analyse

Bei der sequenziellen Analyse wählen Sie eine vordefinierte Sequenz verschiedener Berechnungen aus. Jede Berechnung verwendet dabei die Ergebnisse der vorigen Berechnung als Eingabe. Die Ergebnisse der ersten Analyse werden also als Anfangszustand für die zweite Analyse verwendet.

Erfahrenen Benutzer bietet die sequenzielle Analyse die Möglichkeit, Ergebnisse zu erzielen, die mit einer einfachen statischen bzw. dynamischen Analyse nicht erreichbar sind. Es stehen zwei verschiedene Arten der sequenziellen Analyse zur Verfügung.

Die erste Art stellt eine Überlagerung zwei verschiedener Berechnungsmethoden dar (z. B. lineare + nichtlineare Berechnung). Die Ergebnisse der beiden Berechnungen werden dabei summiert. Diese Art der Analyse kann für die Kombination einer nichtlinearen Analyse mit einer linearen Analyse verwendet werden.

Die zweite Art der sequenziellen Analyse ist eine Analyse mit mehreren Phasen. Hierbei beginnt die zweite Analyse an der Stelle, an der die erste Analyse beendet wird, sodass die früheren Daten der Struktur berücksichtigt werden. Für diese Art sind verschiedene Analysekombinationen möglich:

• Lineare Stabilitätsberechnung nach einer nichtlinearen Berechnung
• Dynamische Berechnung nach einer nichtlinearen Berechnung:
  • Eigenformberechnung, die Nichtlinearitäten berücksichtigt
  • Harmonische Berechnung, die Nichtlinearitäten berücksichtigt
  • Erdbebenberechnung, die Nichtlinearitäten berücksichtigt
     

 

Produktivitäts-Toolbox

Die Produktivitäts-Toolbox bietet einige leistungsstarke Werkzeuge zur Steigerung der Benutzerproduktivität.

Projektvorlagen

Mit SCIA Engineer können vorhandene Projektdateien (ESA-Dateien) als Projektvorlagen definiert werden. Projektvorlagen enthalten Daten zu bevorzugten Werkstoffen, Querschnitte, Standardlastfälle, Standard-LF-Kombinationen und Layouts für das Berechnungsprotokoll. Mithilfe von Vorlagen können gesamte Projekte und Arbeitsumgebungen in Vorlagen gespeichert werden (Werkstoffe, häufig verwendete Profile, Bauvorschriften, Lastfälle/Lastfallkombinationen, Rechenprotokolle usw.).

• Sämtliche SCIA Engineer-Eingabedaten können in einer Projektvorlage konfiguriert werden.
• Der Benutzer muss nicht für jedes neue Projekt die Rechenprotokolle neu erstellen.
• Die Analyse von häufig verwendeten Strukturen wird effizienter gestaltet: In Verbindung mit dem Modul scia.m.parametric „Parametrische Modellierung“ können leistungsfähige Projektvorlagen erstellt werden. Nach dem Laden einer Vorlage sind für die Bemessung nur minimale Benutzereingaben erforderlich.
• Unternehmen erstellen oft standardisierte Projektvorlagen und verteilen diese dann an ihre Mitarbeiter, damit neue Projekte effizient gestartet werden können.

Tabelleneingabe

Die Tabelleneingabefunktion ermöglicht eine dynamische Eingabe und Bearbeitung der Projektdaten. Die bidirektionale Verknüpfung zwischen Modell und Eingabetabellen ermöglicht Folgendes:

• Die Eigenschaften aller vorhandenen Entitäten im Modell können in Tabellenform aufgelistet werden.
• Die Entitäten können durch Ändern der Werte in den Eingabetabellen aktualisiert werden.
• Neue Entitäten können durch Kopieren von Daten von MS Excel und Einfügen in die Tabelleneingabe definiert werden.

Merkmale der Tabelleneingabe:

 

• Das Tabelleneingabefenster kann gleichzeitig mit dem 3D-Modell angezeigt werden.
• Neue Bauteile, Lasten und Auflager können direkt über die Tabelleneingabe definiert werden.
• Änderungen in den Eingabetabellen führen zur sofortigen Neugenerierung des Modells.
• Auf andere Weise erzeugte Modelldaten werden ebenfalls im Tabelleneingabefenster angezeigt. Die vorhandenen Elemente, Randbedingungen und Lasten können hier bearbeitet werden.
• In MS Excel oder einem ähnlichen Tabellenkalkulationsprogramm können Massenänderungen vorgenommen werden (Kopieren und Einfügen ist aktiviert).
• Die Tabelleneingabe bietet Filter für Aktivität und Auswahl und Funktionen zum Sortieren und Filtern der Daten basierend auf dem Inhalt beliebiger Spalten.

Ergebnistabellen

Die Ergebnistabellen zeigen die Berechnungsergebnisse in tabellarischer Form an. Die Ergebnistabellen enthalten vielzählige berechnete Elemente, wie FEM-Ergebnisse für Knoten, 1D- und 2D-Bauteile und Ergebnisse der Bemessungsnachweise. Sobald eine Berechnung abgeschlossen ist und die Ergebnisse verfügbar sind, wird die Ergebnistabelle mit den Werten für die Schnittgrößen, Verschiebungen, berechneten Bewehrungsflächen usw. gefüllt.

Vorteile der Ergebnistabellen:

• Verknüpfung zur Windows-Zwischenablage
• Sortieren der Ergebnisse nach vielzähligen Kriterien (z. B. aufsteigende/absteigende/alphabetische Reihenfolge in den Spalten)
• Filterfelder in jeder Spalte zum Beschränken der Anzeige auf Ergebnisse, die bestimmte Kriterien erfüllen
• Vollständige Kontrolle über die Anzeige von Eigenschaften und die Sichtbarkeit der Spalten für jeden Ergebnistyp
• Speichern des bearbeiteten Tabellenlayouts zum späteren Laden auf dem gleichen PC oder Teilen zwischen PCs
• Filter für Aktivität und Auswahl und Funktionen zum Sortieren und Filtern der Daten basierend auf dem Inhalt beliebiger Spalten

Der aktive Ergebnistyp, der aktuell im Ergebnistabellenfenster angezeigt wird, ist völlig unabhängig vom 3D-Grafikausgabefenster. Dies ermöglicht die gleichzeitige Anzeige eines bestimmten Ergebnistyps in Tabellenform und eines anderen Ergebnistyps im Grafikausgabefenster.

Standardisierte Modellierungswerkzeuge

Rippenplatten

Diese Funktion ermöglicht die schnelle Eingabe einer Platte mit mehreren Versteifungsrippen.

Fertigplatten – 2D-1D-Upgrade

Das 2D-1D-Upgrade ist eine besondere Exportfunktion für Fertigplatten.

• Der Benutzer kann ein oder mehrere Träger einer Rippenplatte auswählen und sie in ein separates Projekt exportieren, in das dann die Lastfälle, Kombinationen und berechneten Schnittgrößen aus dem Originalmodell übertragen werden.
• Der Detailnachweis pro Träger (oder Platte) wird in diesem separaten Projekt ausgeführt.
• Zur Steuerung des Exports stehen dem Benutzer verschiedene Parameter zur Verfügung: wirksame Plattenbreite, Einstellungen zum Koordinatensystem, Optionen für Lasten und Lastkombinationen.
• Die Funktion ist besonders nützlich für die Analyse von Platten aus Hohlkammerplatten oder anderen Fertigteilen.
• Die Analyse der Gesamtstruktur im Originalprojekt (ESA-Datei) wird mit einer „Ersatzplatte“ ausgeführt, deren Eigenschaften den Eigenschaften des Träger-Platten-Systems entsprechen.

Adaptives Netz

Ein feines FE-Netz ermöglicht weitaus präzisere Ergebnisse als ein grobes Netz. Das manuelle Ermitteln der optimalen Netzgröße und die Auswahl der erforderlichen Parameter (Verhältniselementseiten, Verhältnis der benachbarten Elemente für die Netzverfeinerung) kann sehr aufwändig sein.

SCIA Engineer bietet deshalb eine neue Methode der automatischen Netzverfeinerung. Die Lösung setzt modernste Fehlerabschätzungsmethoden ein. Das Verfahren ermöglicht außerdem die Bewertung und Anzeige der Ergebnisqualität, die aus der Geometrie der 2D-Netzelemente abgeleitet wird.

Singularitätsnachweis

Mit dem Singularitätsnachweis kann der Benutzer überprüfen, ob das Modell instabil ist und/oder Übersetzungen oder Drehungen fehlen. Nicht verbundene Bauteile und Probleme mit Scherengelenken werden ebenfalls erkannt. Der Singularitätsnachweis wird nach einer nicht erfolgreichen Berechnung ausgeführt. Der Benutzer kann die resultierende Bewegung der Struktur oder ihrer Teile im 3D-Fenster interaktiv überprüfen.

Erweiterte 2D-/3D-Raster

Erweiterte Raster und Geschosse erleichtern das Modellieren komplexer Strukturen und das Erstellen von Zeichnungen und Rechenprotokollen noch höherer Qualität. Punkte, Linien und Formen können dank erweiterter Rasterfunktionen schnell in einer 2D- oder 3D-Umgebung definiert werden.

• 3D-Raster werden über Abstände und Winkelinkremente definiert. Es können kartesische, schräge, zylindrische und sphärische Raster erstellt werden.
• Freie Linien sind manuell erstellte Rasterentitäten. SCIA Engineer erkennt solche geraden oder gekrümmten Linien und fügt sie zum Raster in der Arbeitsebene hinzu. Freie Linien sind nützlich, wenn die Modellgeometrie komplexer ist und die Struktur oder die Lasten sich nicht so einfach über kartesische oder polare Raster definieren lassen. Zum Einrichten der freien Linien können Koordinaten, vorhandene Knoten und Rasterlinienkreuzungen verwendet werden.
• Rechteckige 2D-Raster werden über X- und Y-Inkremente und andere Eigenschaften (Wiederholungen, Ursprung, Beschriftungen, Symmetrieanzeige usw.) festgelegt.
• Kreisförmige 2D-Raster werden über X-Inkremente, Winkelinkremente und andere Eigenschaften festgelegt.
• 2D-Raster können aus mehreren Rastern unterschiedlichen Typs zusammengesetzt sein.
• Zur schnellen Erstellung komplexer beliebiger Raster können rechteckige und kreisförmige Raster in freie Linien aufgelöst und dann mit den CAD-Funktionen von SCIA Engineer bearbeitet werden.
• Linienraster sind Standardobjekte und werden nach ihrer Auswahl über die entsprechenden Eigenschaftendialoge bearbeitet.

Informationen zu freien Linien in 3D-Rasters finden Sie im Abschnitt „Geschosse“.

Klimalasten

Wind- und Schneelasten werden basierend auf benutzerdefinierten Wind- und Schneedruckkurven an der Struktur erzeugt.

Storeys

Ein Geschoss fügt Entitäten zusammen, die sich im Modell auf der gleichen Höhe befinden.

• Geschosse werden im 3D-Fenster von SCIA Engineer durch integrierte Bemaßungslinien angezeigt.
• In jedes Geschoss kann mühelos ein 2D-Raster projiziert werden, das die Definition eines benutzerdefinierten 3D-Rasters aus freien Linien ermöglicht.
• Geschosse ermöglichen die Analyse auf Stockwerkebene. Dies ist häufig für Analysen zur Erdbebensicherheit und für Stabilitätsanalysen erforderlich.
• Zusammengefasste und detaillierte Ergebnisse zur Erdbebenanalyse werden je Geschoss gedruckt.

Bemessungsgruppen

Die Verwendung von Bemessungsgruppen ermöglicht eine einfache Verwaltung der Bemessung und der Nachweise von Bauteilen, die bestimmte gemeinsame Eigenschaften aufweisen, beispielsweise Bauteiltyp, Länge oder Querschnitt. Mit diesem Konzept wird der Bemessungsvorgang weiter vereinfacht, da nicht einzelne Bauteile, sondern Gruppen aus ähnlichen Bauteilen betrachtet werden. Die Bemessung aller Bauteile einer Bemessungsgruppe erfolgt in einem einzigen Schritt für die Hülle der Ergebniswerte, die von allen Bauteilen der Gruppe erhalten wurden.

Querschnitte

Ebene Schnitte erstellen 2D-Ansichten eines 3D-Modells. Ebene 2D-Ansichten werden mithilfe der Clipping-Box-Funktion erstellt. Der Benutzer kann die Ränder der Clipping Box einstellen, um die Anzeige auf die jeweils relevanten Teile der Struktur zu beschränken.

• Der Benutzer definiert vertikale, horizontale und schiefe (allgemeine) ebene Schnitte.
• Die Anzeige ist stets lotrecht zur Schnittebene und jeder ebene Schnitt verfügt über eine feste Arbeitsebene.
• Durch irreführende 3D-Ansichten entstandene Modellierungsfehler können so einfach korrigiert werden.
• Alle im 3D-Fenster verfügbaren Bearbeitungsfunktionen sind auch in den 2D-Ansichten verfügbar.
• Ebene Schnitte werden beim Erstellen der automatisierten Übersichtszeichnungen definiert.

3D-Bemaßungslinien

Bemaßungslinien werden in den 2D- und 3D-Ansichten von SCIA Engineer definiert.

• Unterstützte Bemaßungstypen sind Versatzmaße, ausgerichtete Maße, Radialmaße, Durchmessser, Winkelmaße usw.
• Die Bemaßungen werden im Editor für Bemaßungsstile und über die Eigenschaften der jeweiligen Bemaßungslinie verwaltet.
• Es stehen Einstellungen für Beschriftungen, Beschriftungspositionen, Linientypen, Endmarkierungen usw. zur Verfügung.
• Lagen für Bemaßungen werden unterstützt.
• Die Funktion zum Andocken an das 2D-/3D-Raster vereinfacht das Definieren der Bemaßungslinien.

Externe Nachweise in MS Excel

Manchmal sind benutzerdefinierte Nachweise an den verfügbaren Analysedaten erforderlich. Benutzerdefinierte Nachweise in Tabellenkalkulationsblättern können in SCIA Engineer integriert und verwendet werden.

• Die Funktion für Nachweise in externen Anwendungen ermöglicht das Definieren eigener Berechnungsalgorithmen durch Verknüpfen einer oder mehrerer Excel-Dateien.
• Der Link ist bidirektional, d. h. Daten aus SCIA Engineer (Schnittgrößen, Bauteildaten, Lasten, Bemaßungen usw.) werden zu Excel übertragen und die Ergebnisse aus Excel zurückgesendet.
• Die Ergebnisse werden auf ähnliche Weise dargestellt wie die intern berechneten Ergebnisse: als Diagramme entlang den Trägern, numerisch im Vorschaufenster und im Berechnungsprotokoll.
• Ausgewählte Bereiche des Arbeitsblatts können im Rechenprotokoll als statische Bilder angezeigt werden.

Bilder- und Zeichnungsgalerie

Die Bildergalerie und die Zeichnungsgalerie sind erweiterte Werkzeuge für das Erstellen von Bildern. Sie ermöglichen das Erstellen einer fortgeschrittenen grafischen Dokumentation in Berichten und Vorschaudokumenten.

• Bilder werden über das Kontextmenü (Rechtsklick) im 3D-Fenster von SCIA Engineer erstellt und in der Bildergalerie gespeichert.
• Die Bilder bleiben dynamisch mit dem Modell verknüpft, d. h. sie werden automatisch aktualisiert, wenn Änderungen an der Struktur oder an der Lastdefinition vorgenommen werden. Der Benutzer muss die Bilder also nach einer Änderung des Modells nicht neu definieren.
• Text, Bemaßungen usw., die zuvor automatisiert erstellt wurden, werden ebenfalls aktualisiert.
• Jedes Bild enthält Informationen dazu, wie es erstellt wurde und welchen Bereich der analysierten Struktur es darstellt. So können die Bilder auf einfache Weise über das Eigenschaftenfenster geändert werden, zum Beispiel durch Anpassen der Blickpunkte, der Lastfälle oder Kombinationen oder der angezeigten Entität.
• Bei Bedarf können die Bilder in einem integrierten Grafikeditor weiterbearbeitet werden. Hier stehen Standardfunktionen für die grafische Bearbeitung zur Verfügung (Linie zeichnen, Bemaßungslinie hinzufügen, Text hinzufügen, Objekt verschieben, Objekt kopieren usw.).
• Die Bilder können in die gängigen Bildformate exportiert werden: BMP, WMP, VRML, U3D, EMF, EP3, DWG und DXF.

Übersichtszeichnungen

SCIA Engineer bietet Werkzeuge zum schnellen Erstellen von Übersichtszeichnungen. SCIA Engineer generiert automatisch Grundrisse und vertikale oder beliebige Querschnittansichten. Aus diesen Grundrissen und Querschnittansichten werden dann die Zeichnungen erstellt. Die Zeichnungen werden gemäß benutzerdefinierten Regeln erstellt. Dies erleichtert beispielsweise das Einhalten eines einheitlichen Unternehmensstils. Die erstellten Zeichnungen können anschließend weiterverarbeitet werden. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, Bemaßungslinien oder anpassbare Beschriftungen hinzuzufügen.

Die erstellten Zeichnungen lassen sich im integrierten Editor bearbeiten. Dort können Sie weitere Elemente wie Bemaßungslinien, Beschriftungen, Leitungen und andere grafische Entitäten (Körper, Oberflächen, Linien, Krümmungen, Text) manuell hinzufügen. Die endgültige Zeichnung mit Rahmen, Titelblöcken usw. besteht aus mehreren Teilzeichnungen und wird in der Zeichnungsgalerie gespeichert.

Die erstellten Zeichnungen können über integrierte Neugenerierungswerkzeuge aktualisiert werden, damit der Zustand der Struktur nach Änderungen am Modell wiedergegeben wird, ohne die manuell hinzugefügten Entitäten (Bemaßungslinien, Kennungen usw.) zu ändern.

PDF-Export aus der Galerie

Das System unterstützt den Export der Berichtdokumentation im PDF-Format.

• 3D-Grafiken können in 3D-PDF-Dokumente exportiert werden und dort mit Adobe Acrobat Reader oder einem anderen kostenlosen PDF-Reader gezoomt, verschoben und gedreht werden;
• Bilder werden direkt aus der Bildgalerie im PDF-Format gespeichert.

Berechnungsprotokoll

Das Berechnungsprotokoll ist ein modernes Werkzeug zum Erstellen und Verwalten von Strukturdokumentation in der Umgebung von SCIA Engineer. Im Berechnungsprotokoll können Inhalte aus beliebigen Bibliotheken, Geometrien, Lasten, Ergebnissen und Nachweisen benutzerdefiniert in grafischer oder tabellarischer Form eingefügt werden. Es können Kapitelstile, Kopf- und Fußzeilen definiert werden. Die Kapitel werden automatisch nummeriert. Das Inhaltsverzeichnis wird automatisch je nach Inhalt des Berechnungsprotokolls aktualisiert.

Die erweiterte Funktion zum Einrücken von Bildern unter Bibliotheken (Werkstoffe, Lagen, Querschnitte usw.) führt zur automatischen Generierung von Bildern mit der Struktur und mit den Ergebnissen. Wenn Bilder auf diese Weise erstellt werden und dann ein einzelnes Bezugsbild geändert wird, werden alle automatisch generierten Bilder ebenfalls aktualisiert. Diese Option bietet eine effiziente Lösung zum Erstellen umfangreicher Protokolle für Strukturen mit einer großen Anzahl an Bauteilen.

Neben den internen Daten aus dem Strukturmodell in SCIA Engineer können im Berechnungsprotokoll auch externe Daten angezeigt werden, zum Beispiel:

• Externe Bilder und Zeichnungen im DWG- oder DXFG-Format mit anpassbaren Linienstilen. Die Bilder können direkt durch Kopieren und Einfügen in das Berechnungsprotokoll eingefügt werden. Alternativ besteht die Möglichkeit, auf eine Bilddatei auf der Festplatte des Computers zu verweisen.
• Externe Textdateien oder Tabellen aus MS Excel. Separate Arbeitsblätter können mit verschiedenen Optionen angezeigt werden. Im Berechnungsprotokoll kann entweder das gesamte Arbeitsblatt oder beispielsweise nur der Druckbereich oder ein benutzerdefinierter Zellenbereich angezeigt werden.
• Verknüpfungen zu externen PDF-Dateien oder Berichten können eingefügt werden.
• Externe Elemente können entweder eingebettet oder als Verknüpfung auf die Quelldatei auf der Festplatte des Computers eingefügt werden. In diesem Fall kann der Inhalt bei einer Änderung der Quelldatei neu generiert werden.

Das Berechnungsprotokoll unterstützt verschiedene Exportformate:

• Export zu MS Word (.rtf) oder MS Excel
• Export zu PDF oder HTML
• Export als Bericht für besondere Workflows (umfangreiche Strukturprotokolle)
• Der Export kann manuell oder automatisch ausgeführt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, nach einer FE-Analyse eine automatische Neugenerierung und einen anschließenden Export auszuführen.

Design Forms im Berechnungsprotokoll

Design Forms ist eine eigenständige Lösung zum Erstellen von Skripten, die SCIA Engineer ergänzt. Sie ermöglicht das Erstellen benutzerdefinierter Bemessungsnachweise, die mit den Analyseergebnissen aus SCIA Engineer ausgeführt werden können. Design Forms ermöglicht das Ausführen dedizierter Berechnungen und liefert eine transparente Ausgabe dieser Berechnungen. Das Berechnungsprotokoll enthält eine Funktion in der Gruppe „Sonderposten“, über die der Ausgabebericht einer Design Forms-Berechnung direkt in das Berechnungsprotokoll eingefügt werden kann.

Vorlagen für das Berechnungsprotokoll

In der Installation des Berechnungsprotokolls sind vordefinierte Vorlagen enthalten. Benutzer können aber auch eigene Berichtvorlagen erstellen. Ein vollständiges Dokument (Inhalt + Layout) oder nur ein Ausschnitt (Ausschnitt bestimmter Elemente des Berechnungsprotokolls) kann zusammengestellt und zur späteren Verwendung in neuen Projekten gespeichert werden. Ein Dokument kann aus mehreren Vorlagen bestehen und optional um ad hoc hinzugefügte, benutzerdefinierte Inhalte ergänzt werden.

HTML-Export aus dem Berechnungsprotokoll

Die Funktion HTML-Export im Berechnungsprotokoll von SCIA Engineer bietet einige zusätzliche Funktionen:

• (Export zu Excel via HTML) Die exportierten HTML-Dateien werden in Excel geöffnet und bearbeitet. Alle Tabellen werden mit Kopfzeilen und Einheiten konfiguriert und alle Bilder als BMP-/JPG-/PNG- oder GIF-Dateien hinzugefügt.
• (Export zu Word via HTML) Die HTML-Dateien werden in MS Word geöffnet und bearbeitet. Das Layout ähnelt dem im Berechnungsprotokoll.

Attribute

Attribute enthalten Zusatzdaten zu einer modellierten Entität. Zusätzliche Eigenschaften (oder Tags bzw. Beschreibungen) können mit einem beliebigen Strukturbauteil (Träger, Stütze, Platte, Strebe usw.) verknüpft werden.

• Ein Attribut kann Zeichenketten, Zahlen, Kontrollkästchen und Kombinationsfelder enthalten.
• Für jedes definierte Attribut legt der Benutzer eine Liste der gültigen Daten fest (Liste, Wertebereich usw.).
• SCIA Engineer unterscheidet beim Erstellen von Berichten, Bildern oder Zeichnungen und beim Austausch von Daten über Standardschnittstellen wie XML nicht zwischen hartcodierten Eigenschaften und vom Benutzer hinzugefügten Attributen.
• Numerische Attribute werden als „summierbare“ Eigenschaften definiert, deren Summe in der Materialliste aufgeführt werden kann.
• Attribute können beim Ausführen externer Nachweise in MS Excel verwendet werden.
• Die Verwendung benutzerdefinierter Attribute reduziert die Verluste während des BIM-Prozesses.

Brückenbemessung gemäß EC

Für die Brückenbemessung sind besondere Berechnungsregeln erforderlich. Eine Brücke ist bestimmten Lasteinwirkungen ausgesetzt, wie Lasten durch Straßenverkehr, Fußgängerverkehr oder Bewegung von Gütern.

Dieses Modul ermöglicht das Definieren von Brückenkombinationen gemäß Eurocode 0 für drei verschiedene Brückenarten:

• Straßenbrücken
• Fußgängerbrücken
• Eisenbahnbrücken

Vorteile

• Um Fehler bei der Eingabe einer Kombination zu vermeiden, wurde ein Filter hinzugefügt, der dem Benutzer die Eingabe einer Gebäude- bzw. Brückenkombination erleichtert.
• Brückenkombinationen sind aufgrund der umfangreichen Psi-Beiwerte (Sicherheitsbeiwerte) und der zahlreichen Kombinationsregeln für die spezifischen Lasttypen sehr komplex. Um dies dem Benutzer transparenter darzustellen, wird in einem Dialogfeld eine Übersicht der EN-Kombinationen angezeigt.
• Die Brückenkombinationen werden automatisch auf Grundlage der im Eurocode 0 vorgeschriebenen Regeln und Beiwerte generiert.
• Für jeden Brückentyp sind vordefinierte Lastgruppen verfügbar.