Datenübertragung zwischen CAD- und Statikprogrammen

 

1. Die analysierte CAD- und Statikprogrammen

1.1. Bocad-3D CAD Programm (Rev. 17.611-b)

Bocad-3D ist ein anschaulich zu bedienendes, im Stahlbau außerordentlich leistungsfähiges 3D-CAD-System. Bocad-3D deckt das gesamte Stahlbau-Spektrum vom Tragwerk bis zum Komplettbau mit Dach und Wand ab. Es ist offen zur Kopplung an Fremdsysteme, bietet die wesentlichen Stücklisten, alle erforderlichen Zeichnungsarten und liefert die Steuerdaten für NC-Maschinen.

Im Programm enthältlich sind alle in Europa üblichen Stahlbauprofile, Bleche, Flachmaterial, Sonderprofile, Schrauben, Nieten und Schweißverbindungen.

Neben den elementaren 3D-Standard-Operationen (wie Verlängern, Verkürzen, Verschneiden, Anpassen, Zerschneiden, Abschneiden, Kopieren, Spiegeln, Verschieben, Gehrungsschnitte, Bohrungen, Langlöcher, Konturänderung etc.) werden Routine-Konstruktionsaufgaben im Stahlbau von Bocad-3D Stahlbau vollautomatisch durch bewährte Konstruktionsmethoden gelöst, die durch Leitbilder angesteuert werden.

Zusammenbaupositionen werden automatisch erkannt. Aufgrund der Gleichteileerkennung werden Positionsnummern nach steuerbaren und firmenspezifisch festlegbaren Regeln vergeben.

Bocad-3D liefert vollautomatisch alle im Stahlbau üblichen Stücklisten und Zeichnungsarten wie Naturgrößen, Abkantungen, Abwicklungen, werkstattgerechte Hauptpositions- und Einzelteilzeichnungen, Übersichten und Perspektiven, auch farbig und in photorealistischer Darstellung. Die erforderlichen Ansichten und Schnitte werden selbständig ermittelt, Maßketten und Positionsnummern kollisionsfrei plaziert.

1.2. ConSteel Statikprogramm (Ver. 1.0)

Das Programm verfügt über eine modellierende Umgebung, die zum Erzeugen des Flachen- und Raummodells fähig ist, und über allgemein benutzte Konstruktionsfunktionen verfügt. Mit dem Programm ist die Importierung des statischen Modells auch möglich.

1.2.1. Elementtypen

ConSteel baut das Konstruktionsmodell aus speziellen Elementen auf, mit denen es möglich ist, die für die Stahlkonstruktion charakteristische Auswirkung zu beachten.

1.2.2. Querschnittswerte

Das Programm automatisiert unter der Verwendung eines speziellen Querschnittmodells die Berechnung von Querschnittswerten für die im EC vorgeschriebenen vier Querschnittklassen, so ist es auch zur Bemessung der Plattenbeulung ausgelegenen Profile fähig.

ConSteel automatisiert die Schlankheitsgradbemessung der Elemente, so ist es ein wirksames Mittel der Festigkeits- und komplexen räumlichen Stabilitätsuntersuchung.

1.2.3. Belastungen

Das Programm geht mit Knotenlasten um, mit denen

modellierbar sind. Im Programm ist eine bewegliche, änderbare Fahrzeuglast definierbar. Die Last kann positioniert werden, oder über die Belastung einer Einflusslinie kann der entsprechende Platz gefunden werden.

1.2.4. Berechnungsergebnisse

Das Programm rechnet in erster Linie nach Eurocode und kann nach Theorie I. und II. Ordnung arbeiten. Man kann damit die kritische Last in der gewählten Lastkombination finden und es fertigt die Einflusslinien nach Theorie I. Ordnung an.

Die wichtigste Information aus wirtschaftlicher Sicht, ist die Kontrolle der Ausnutzung von Konstruktionselementen, die ConSteel auf einer farbgrafischen Abbildung darstellt. Aufgrund der Farben sind die kritischen Teile der Konstruktion leicht zu finden, bzw. diejenigen Elemente, die über bedeutende Reserve verfügen. ConSteel liefert ausführliche Daten über den Zustand der einzelnen Stabelemente, über den Ablauf und das Ergebnis der Kontrolle.

1.3. DIE-XRST Statikprogramm (Ver. 5.44)

DIE-XRST – (Räumliche Rahmentragwerke) berechnet beliebige räumliche Tragwerke mit beliebig vielen Elementen nach Theorie I. und II. Ordnung und führt die Biegebemessung sowie die Spannungsnachweise für Holz und Stahl.

1.3.1. Elementtypen

Im DIE-XRST stehen Biegebalken, Fachwerkstäbe (nur Normalkräfte), Zugstäbe (Seile), Druckstäbe, Nullstäbe (konstruktive Stäbe), zur Verfügung.

1.3.2. Querschnittswerte

Jedem Balkenelement wird ein Querschnitt zugeordnet. Vouten werden einfach dadurch definiert, das Balkenanfang und -ende unterschiedliche Querschnitte erhalten.

Folgende Arten der Querschnittsdefinition stehen zur Verfügung:

Zusätzlich kann eine Balkenverdrehung festgelegt werden, mit der verdreht eingebauten Querschnitte definiert werden können.

1.3.3. Belastungen

Jede Last kann mit einem beschreibenden Text versehen werden. Dieser wird beim Berechnungsprotokoll mit ausgegeben. Folgende Einwirkungsarten sind vorgesehen:

Alle Lasten können an beliebiger Stelle innerhalb des Querschnittes angeordnet werden. Eine ausmittig angeordnete Streckenbelastung erzeugt beispielsweise zusätzlich zu Querkraft und Moment auch planmäßige Torsion.

1.3.4. Berechnungsergebnisse

DIE-XRST liefert folgende Ergebnisse nach Theorie 1. und 2. Ordnung:

2. Schnittstellen

Immer wieder tritt bei der Abwicklung von Stahlbauprojekten in der internen Bearbeitung wie auch in der Zusammenarbeit mit anderen am Projekt Beteiligten das Problem der Übertragung von Daten auf. Diverse Softwaresysteme bieten Unterstützung für die Aufgaben der Tragwerksplanung und die verschiedenen Entwurfs- und Konstruktionsprozesse. Die heterogene Datenstruktur der CAD-, Statik- oder sogenannte Komplettsysteme bereiten Probleme beim Datenaustausch zwischen den Beteiligten. Heutzutage gibt es spezielle Datenformate mit den man den Datenaustausch zwischen den Bereichen CAD, Statik, Stückliste und NC teilweise beschreiben kann. Diese Bereiche sind so unterschiedlich und benötigen so verschiedene Daten beziehungsweise Datenstrukturen, dass für alle verschiedene Datenformate erzeugt wurden.

2.1. Produktschnittstellen

Die Produktschnittstelle Stahlbau (PSS), ist ein unter der Schirmherrschaft des DSTV (Deutscher Stahlbau-Verband) ausgearbeiteter Standard zum Austausch der Daten, welcher ein stählernes Tragwerk beschreibt. Sie beschreibt Produktdaten, sie ist also kein graphisches oder geometrisches Austauschformat, dem technische Informationen zugeordnet sind.

Die PSS beschreibt fast alle Daten, die vorher über die verschiedenen Einzel-Schnittstellen übergeben wurden und es führt alle technischen Daten zu einem einheitlichen Datenmodell zusammen.

In bezug auf die internationalen Standards zum Produktdatenaustausch ist die PSS direkt zu vergleichen mit CIMsteel beziehungsweise dem entsprechenden Anwendungsprotokoll 230 der ISO-Norm 10303 (STEP). Beide Normen beschreiben die Tragwerksdaten in stahlbautypischer Form. Ähnliche Anstrengungen in anderen Verbänden finden sich in den IFC (Industry Foundation Classes) wieder, die allerdings das Ziel verfolgen, die branchenübergreifenden Daten einheitlich darzustellen.

2.2. Vorteil der PSS

Der Mehrwert der PSS gegenüber den schon existierenden DSTV-Schnittstellen liegt sowohl im technischen Bereich als auch in den Möglichkeiten der Anwendung. Das vollständige Modell beschreibt erstmals Sachverhalte wie die Verbindungsstruktur (welches Verbindungsmittel verbindet welche Teile).

Es repräsentiert höherwertigere Informationen als bisher, so werden etwa Trägerbearbeitungen nicht nur im Ergebnis, nämlich in Form der entstehenden Konturen, beschrieben. Vielmehr ergibt sich die Form durch boolesche Operationen aus Grundkörpern und Bearbeitungen. Das bedeutet, dass Informationen über die Bearbeitungsvorgänge selbst gespeichert werden können.

Das Modell verknüpft Informationen aus verschiedenen Ingenieurdisziplinen, so können z.B. die statischen Elemente den physikalisch vorhandenen Profilen zugeordnet werden und umgekehrt. Das Modell führt eindeutige Identifikatoren der wesentlichen Datenobjekte, sowie Vorschriften für ihre Verwendung, ein. Damit ist eine Grundlage für das sogenannte Roundtrip-Engineering (Daten fließen hin und her und werden wiedererkannt) gelegt.

Das Modell erlaubt das Herauslösen von Untermodellen. In der Tat wird kaum ein Softwaresystem in der Lage sein alle in der PSS definierten Daten darzustellen. Die PSS definiert hier selbst typische Fälle, so etwa den Datenumfang, den ein Statiksystem darstellen können muss.

Der ganzheitliche Ansatz im Zusammenhang mit der technologischen Basis stellt eine verwendbare Grundlage für eine zentrale Datenbank mit allen Produktdaten dar. Die Entwicklung muss hier in Richtung Datenaustausch mit Architektur-, Massivbau- und ähnlichen Systemen gehen.

2.3. Inhalt der PSS

Die PSS umfasst statische, konstruktive und Fertigungsinformationen. Alle Daten sind bezogen auf die Stahlbauelemente selbst, das heißt die PSS enthält keinerlei administrative Daten zum Planungsverlauf, zu Terminen oder Verantwortlichkeiten. Einzige Ausnahme sind wenige Kopfdaten, die den Inhalt der Austauschdatei spezifizieren, wie Autor, schreibendes System usw.

Allgemein gestattet die PSS die Definition von Achsen und Achsrastern sowie von Strukturen zur Gruppierung von Elementen.

Konstruktiv beschreibt die PSS gerade und gekrümmte Profile, Bleche, Bearbeitungen der genannten Elemente, Schraubenbilder, Schweißnahtinformationen und Verbindungsinformationen. Möglich sind die Definition von Sonderprofilen, die Zuordnung von Querschnittswerten, zusammengesetzte Querschnitte.

Die PSS enthält Elemente der Stabstatik inklusive Gelenkinformationen, Lagerbedingungen, Bettungen, Lasten, Lastfällen. Elemente können zu Substrukturen gruppiert werden. Die Schnittstelle beschreibt Ergebnisse der Berechnung in Form von Verformungen und Schnittgrößen.

In bezug auf die Fertigung können Haupt-, Zusammenbau- und Einzelteile unterschieden werden. Die Bearbeitungselemente enthalten Hinweise auf die Art der Herstellung (Schrägschnitt, Klinkung usw.). Es können Körner und unterschiedliche Locharten beschrieben werden.
Die PSS kann erweitert werden um beliebige spezifische Informationen einzelner Softwaresysteme. Auch dies ist eine Grundvoraussetzung für Roundtrip-Engineering.

2.4. Mangelhaftigkeit dieser Schnittstelle

Die PSS ist heute auf Stabtragwerke ausgerichtet. Runden Bleche bzw. gekrümmte Blechbereiche können nicht auf direkte Weise beschrieben werden. Die Definition der Bearbeitungen ist beschränkt auf die technisch häufigen Fälle. Der Bereich Statik ist nicht für dynamische Berechnungen beziehungsweise Ergebnisse konzipiert.

Die Schnittstelle ist auf den Stahlbau fokussiert und hat keine direkte Verbindung zu anderen Gewerken.

Sie beinhaltet zwar Informationen mehrerer Ingenieurdisziplinen, kann aber natürlich selbst keine Konvertierung vornehmen. Wenn ein CAD-System nur konstruktive Daten exportieren kann und ein Statiksystem nur statische Daten importiert, erfolgt nach wie vor keine Datenübertragung. Eines der Systeme muss in der Lage sein, beide Untermodelle aufzunehmen und die Zuordnungen durchzuführen.

2.5. Datenmodell und Schnittstelle

Obwohl die PSS als Schnittstelle bezeichnet und verwendet wird, stellt sie tatsächlich ein Datenmodell dar, dem ein Austauschformat zugeordnet ist. Das mehrteilige, insgesamt etwa 150 Seiten starke Dokument beschreibt verbal, in Tabellen und Bildern das in der Modellierungssprache EXPRESS formulierte Datenmodell.

So ist ein verwendetes Material etwa beschrieben durch Attribute wie eine laufende Nummer und die Bezeichnung nach DSTV. Ein Profilquerschnitt kann beschrieben werden durch die DSTV-Standardbezeichnung, aber auch durch Verweis auf eine sogenannte Polylinie, die wiederum beschrieben ist durch eine Liste von Ecken usw. Diesem Modell ist nach einheitlichen Regeln (STEP) ein ASCII-Format zugeordnet, welches das Austauschformat für Dateien darstellt.

Die Anlehnung an die Regeln von STEP eröffnet in der Zukunft jedoch ebenfalls die Möglichkeit der direkten Datenablage in Datenbanken und der direkten Kommunikation von Programmen untereinander.

2.6. Heutiger Stand

Die PSS wird seit dem 27.04.1996 durch den DSTV zur Anwendung empfohlen. Die Erweiterung um Schraubenbilder bzw. Schraubgarnituren wurde abgeschlossen und liegt zur Verabschiedung vor.

Es existieren Implementierungen in verschiedenen Systemen und in unterschiedlicher Qualität. Obwohl die Schnittstelle punktuell bereits seit längerer Zeit erfolgreich angewendet wird, ist ein allgemeiner Datenaustausch (zwischen beliebigen Systemen) ohne Abstimmung im Moment noch nicht gegeben.

2.7. Vorteile der PSS

Die Vorteile der PSS, die den EDV-Ausschuß bewogen haben, diese zur Anwendung zu empfehlen, sind:

3. Datenübertragung zwischen dem CAD Programm Bocad-3D und dem Statikprogramm ConSteel

Die Datenübertragung zwischen Bocad-3D und ConSteel funktioniert in beide Richtungen. Es ist möglich mit dem CAD Programm die Konstruktion erstellen und es als Datei in das Statikprogramm zu importieren.

Das Statikprogramm benötigt nur die auf den Systemlinien angelegten Profile, mit den Verbindungen kann es leider nichts anfangen. Es ist also sinnvoll nur die Haupttragelemente zu konstruieren, ohne Anschlüsse, ohne Spezifikationen, und dann dem Statikprogramm zu übergeben. Nach den statischen Berechnungen, und den Veränderungen kann man das modifizierte System zu dem CAD Programm zurückgeben.

Die Profilerkennung in ConSteel funktioniert nicht problemlos. Es gibt solche Profiltypen die Bocad-3D als Standardprofil bietet, aber im Statikprogramm nicht vorkommen, und bei den existenten Profiltypen fehlen auch einige Profile (z.B. aus dem Profiltyp HD fehlt das Profil HD260*93).

C HD I L T U Z
  HEA IB     UAP ZETA
  HEB IPBS     UB ZK
  HEL IPBS     UNP ZSAB
  HEM IPE     UPE  
  HP IPEA     UPN  
    IPEO        
    IPER        
    IPES        
    IPEV        
    IPN        

In ConSteel existente Bocad-3D Profiltypen

Bocad-3D bietet insgesamt 95 Standardprofiltypen von denen ConSteel nur 30 erkennt. Das sind nur 32% aber die am häufigsten benutzten Profiltypen gehören dazu.

Die Lage ist ähnlich, wenn man alle in Bocad-3D existenten Profile mit denen in ConSteel vergleicht. Aus 3.601 Profilen sind 1.258 in ConSteel bekannt (35%).

Mit diesen Einschränkungen kann man nicht sagen dass die Datenübertragung vollkommen ist, aber mit den alltäglichen Stahlprofilen ist es funktionsfähig.

3.1. Funktionsfähigkeit der Datenübertragung

Um die Funktionsfähigkeit zu bestätigen, habe ich mehrere einfache Testkonstruktionen mit Bocad-3D erzeugt und sie als Datei an ConSteel übergegeben. Das statische Modell habe ich geändert und wieder als Datei an Bocad-3D zurückgegeben.

Ich habe die Konstruktionen nicht nur selbst in den Programmen analysiert, sondern auch die Austauschdaten untersucht. Mit einem einfachen selbstgeschriebenen Visual Basic Programm habe ich die Daten in Excel eingelesen und dort verglichen und analysiert.

Die Datenübertragung war mit den in ConSteel existenten Profilen unabhängig von der Profillage immer fehlerfrei. Mit ConSteel konnte man die Profile auch problemlos verändern und Bocad-3D konnte diese Veränderungen berücksichtigen.

4. Datenübertragung zwischen dem CAD Programm Bocad-3D und dem Statikprogramm DIE-XRST

Mit Bocad-3D tauscht DIE-XRST in beiden Richtungen Daten aus. Die Konstruktion wird von Bocad-3D nach DIE-XRST übergeben, in DIE-XRST berechnet und in DIE-XRST vorgenommene Veränderungen (z.B. an Querschnitten) werden dann in der Konstruktion in Bocad-3D berücksichtigt.

4.1. Allgemeines

Die Dateien liegen im ANSI Format vor. Informationen werden zeilenbasiert abgelegt. Jede Zeile enthält einen Satz Informationen der für sich alleine betrachtet gelesen und ausgewertet werden kann. Jede Zeile wird durch ein Keywort eingeleitet das die restlichen Informationen der Zeile beschreibt. Jedes Keywort kann beliebig häufig auftreten.

Zeilen die mit unbekannten Keywords eingeleitet werden werden ignoriert.

Jede Zeile ist mit einem CR-LF abgeschlossen.

4.2. Keywords, Beschreibung der Keywords

Folgende Keywords werden im Bocad-3D-Filter verwendet:

Bocad_PROFILE_STEEL: Definition eines Stahlprofils
Bocad_PROFILE: Definition eines Rechteckprofils
Bocad_NODE: Definition eines Knotens
Bocad_BEAM: Definition eines Balkens

4.2.1. BOCAD_PROFILE_STEEL

Bedeutung: Die Zeile definiert ein Standard-Stahlprofil zur späteren Verwendung.

Format: %-4.4s %s %s

%-4.4s: Name des Profils (max. 4 Zeichen).
%s: Reihe des Profils.
%s: Typ innerhalb der Reihe.

Die zur Verfügung stehende Standardprofile sind im Abschnitt Stahlprofile mit Ihre Reihen- und Typenangabe aufgelistet.

4.2.2. BOCAD_PROFILE

Bedeutung: Die Zeile definiert einen Rechteckquerschnitt.

Format: %-4.4s %lf %lf

%-4.4s: Name des Rechteckquerschnitts (max. 4 Zeichen).
%lf: x-Abmessung des Querschnittes im lokalen Balkenkoordinatensystem [cm].
%lf: y-Abmessung des Querschnittes im lokalen Balkenkoordinatensystem [cm].

4.2.3. BOCAD_NODE

Bedeutung: Definiert einen Knoten (Start- bzw. Endpunkt eines Balkens).

Format: %-4.4s %lf %lf %lf

%-4.4s: Name des Knotens.
%lf: X-Koordinate des Knotens [m].
%lf: Y-Koordinate des Knotens [m].
%lf: Z-Koordinate des Knotens [m].

Knoten sind geometrisch eindeutig; d.h. DIE-XRST lässt die Generierung von mehreren Knoten mit identischen Koordinaten nicht zu. Der von einem Knoten eingenommener Raum entspricht einem Würfel mit einer Kantenlänge von einem Millimeter.

4.2.4. BOCAD_BEAM

Bedeutung: Definiert einen Balken.

Format: %-4.4s %-4.4s %-4.4s %-4.4s %-4.4s %-4.4s %lf

%-4.4s: Name des Balkens (max. 4 Zeichen).
%-4.4s: Name des Anfangsknotens.
%-4.4s: Name des Endknotens.
%-4.4s: Name des Anfangsquerschnittes.
%-4.4s: Name des Endquerschnittes.
%-4.4s: Name des Materials.
%lf: Reserviert für die Rotation des Querschnittes [°]. Momentan immer 0.0.

Vor der Definition eines Balkens müssen alle vom Balken verwendeten Eigenschaften bereits definiert sein. Als Material werden zunächst ausschließlich die vordefinierten Materialien unterstützt. Diese sind mit Ihren Bezeichnen im Abschnitt Vordefinierte Materialien aufgelistet.

Beim Import von Balken in DIE-XRST werden alle Anschlüsse der Balken per Default als eingespannt definiert; alle Balken werden ferner per Default als normale Balkenelemente festgelegt.

4.3. Bedeutung der Formatstrings

%lf: Fließkommazahl 64 Bit.
%d: Vorzeichenbehaftete Ganzzahl 32 Bit.
%c: Ein Zeichen (Charakter) 8 Bit.
%s: Zeichenkette. Das Ende einer Zeichenkette ist in der Datei durch ein Leerzeichen oder ein CR/LF symbolisiert.
%-4.4s: Zeichenkette der maximalen Länge von 4 Zeichen, linksbündig. Wenn die Zeichenkette kürzer als 4 Zeichen ist, wird sie rechts mit Leerzeichen aufgefüllt.
%-26.26s: Zeichenkette der maximalen Länge von 26 Zeichen, linksbündig. Wenn die Zeichenkette kürzer als 26 Zeichen ist, wird sie rechts mit Leerzeichen aufgefüllt.
%-s: Zeichenkette, linksbündig.

4.4. Vordefinierte Materialien

DIE-XRST kennt eine Reihe vordefinierter Materialien. Ausschließlich für diese Materialien werden die Spannungsnachweise bzw. die Bemessung durchgeführt. Die vordefinierten Materialien werden bei der Definition von Balken anhand ihres Bezeichnens verwendet.

Die Materialien sind bei der Verwendung der DIN wie folgt definiert. (Bei der Verwendung anderer Normen stehen andere Definitionen zur Verfügung.)

Name Beschreibung Name Beschreibung

Name Beschreibung   Name Beschreibung
b1 B15 (keine Bemessung)   s1 St37 DIN 18800 '81 LF H
b2 B25 (keine Bemessung)   s2 St37 DIN 18800 '81 LF H
b3 B35 (keine Bemessung)   s3 St37 DIN 18800 '90 / EC 3
b4 B45 (keine Bemessung)   s4 St52 DIN 18800 '81 LF H
b5 B55 (keine Bemessung)   s5 St52 DIN 18800 '81 LF Hz
b6 B15/BSt220   s6 St52 DIN 18800 '90 / EC 3
b7 B25/BSt220      
b8 B35/BSt220   h1 VH (NH) I
b9 B45/BSt220   h2 VH (NH) II
b10 B55/BSt220   h3 BSH (NH) I
b11 B15/BSt420   h4 BSH (NH) II
b12 B25/BSt420   h5 VH (LH) A
b13 B35/BSt420   h6 VH (LH) B
b14 B45/BSt420   h7 VH (LH) C
b15 B55/BSt420      
b16 B15/BSt500      
b17 B25/BSt500      
b18 B35/BSt500      
b19 B45/BSt500      
b20 B55/BSt500      
 4.5. Stahlprofile

DIE-XRST kann die im folgenden angegebenen Standard-Stahlprofile verwenden.

I TB U Z
IPB      
IPE      
IPEo      
IPEv      

In DIE-XRST existente Bocad-3D Profiltypen

Aus den in Bocad-3D vorkommende 95 Profiltypen erkennt DIE-XRST nur 8. Das sind nur 8%, aber das sind die am häufigsten benutzten Profiltypen.

Die Lage ist ähnlich, wenn man alle in Bocad-3D existenten Profilen mit die im DIE-XRST existenten vergleicht. Aus 3.601 Profilen sind insgesamt 120 in DIE-XRST bekannt (3%).

 

Die Datenübertragung zwischen Bocad-3D und DIE-XRST, funktioniert mit den alltäglichen Stahlprofilen. Der Datenaustausch zwischen Bocad-3D und DIE-XRST konnte, wegen Versionsproblemen, nicht an Hand eines praktischen Versuches untersucht werden.

5. Integration von Konstruktion und Bemessung

Es wäre gut ein solches Model aufzubauen, wobei es von dem realen Stahlbautragwerk ausgeht und nicht von seiner Abbildung in einem CAD- oder Statikprogramm. Der Ansatz sollte vollständig objektorientiert realisiert werden. Man braucht ein umfassendes und in sich geschlossenes Konzept für die Integration von Programmen zum Zeichnen, Konstruieren, zur Tragwerksberechnung und zur Bemessung von Bauteilen und Verbindungen. Das Datenformat muss eine eindeutige Abbildung der Realität auf ein Modell erzeugen. Und umgekehrt muss vom Modell eindeutig auf die reale Konstruktion geschlossen werden können.

Die Information des Tragwerkes ist auf einer zentralen von der Rechnerplattform unabhängigen Datenbank gespeichert, formuliert in der Beschreibungssprache, die auf der Sprache des Stahlbaus aufbaut. Daraus werden unterschiedliche Modelle abgeleitet. Die Qualität dieser Modelle wird in hohem Maße durch die Information in der Datenbank bestimmt. Aus dem selben Modell könnten also die verschiedenen Applikationen die für sie wichtigen Daten raussuchen und dem Benutzer anzeigen.

Stellen wir uns vor, dass am Ende der Planung einer komplizierten Konstruktion einige wichtige Teile eine Verstärkung brauchen. Sowohl die Konstruktion als auch die Elektro-, Sanitär- und Klimainstallationspläne sind schon fertig.

Der Statiker bekommt also die Aufgabe Verstärkungspläne auszuarbeiten. Ihm sind die Nebensysteme unwichtig, er soll sie trotzdem berücksichtigen. Er kann die Konstruktion so sehen wie er will, z.B. die Profile als Linien, und die Knoten als Punkte, um die statische Eigenschaften einfacher zu modellieren. Das Statikprogramm könnte die Knoten mit deren realen statischen Werten beachten, weil es die Daten aus der selben Datenbank bekommt wie das CAD Programm. Um zu sehen, ob die Verstärkung eine Auswirkung auf die Nebensysteme hat, könnte er alle Systeme ansehen, weil deren Pläne auch in der selben Datenbank gespeichert sind.

Die nötigen Elemente werden also verstärkt. In Wirklichkeit werden die Informationen in der Datenbank geändert und das Konstruktionsprogramm könnte später diese Veränderungen problemlos beobachten.

Eine solche nachherige statische Prüfung des Gesamtbauwerkes mit direktem Datenaustausch zwischen CAD und Statikprogramm ist heutzutage fast unmöglich. Die Berücksichtigung der Pläne der verschiedenen Planungsbereiche ist auch unvorstellbar, weil alle Systeme mit ihren eigenen Datenbanken arbeiten. Zwischen diesen Systemen sind nur Teildaten übertragbar.

 

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