Integrierte Softwarekonzepte für das Entwickeln und Bewerten von Tragwerksvarianten im interdisziplinären Kontext des Planungsprozesses
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Allgemeines Ziel war es, Methoden der Sensitivitätsanalyse in den kooperativen, disziplinübergreifenden Planungsprozess des konstruktiven Ingenieurbaus einzubringen, die im vorherigen Schwerpunktprogramm entwickelt worden waren. Im vorliegenden Transprojekt sollten diese Methoden exemplarisch für den tatsächlichen Einsatz in der Baupraxis mit Software von RIB implementiert und erprobt werden. Durch eine Analyse des Planungsstandes sowie der möglichen Auswirkungen eigener Entscheidungen in der Wechselwirkung mit den Partnern und daraus folgend eine möglichst zutreffende Prognose des Planungsfortschrittes soll der Planungsprozess unterstützt und insgesamt schnellere und wirtschaftlichere Lösungen ermöglicht werden. Wichtige Voraussetzung dafür sind netzwerkübergreifende Produktmodelle und Kontrollmechanismen, mit denen fachübergreifende Entwurfsparameter identifiziert und die Auswirkungen von Modifikationen über die Grenzen der Fachdomänen hinweg verfolgt werden können. Das konkrete Ziel war die Umsetzung der vorliegenden Methoden und Werkzeuge für die Entwicklung und Beurteilung von Tragwerksvarianten unter Beachtung von Einflüssen anderer Disziplinen. Es sollte zum Beispiel ermöglicht werden, mit den RIB-eigenen produktmodellbasierten Planungswerkzeugen, an einem Gesamtmodell schnell und sicher verschiedenste Tragwerksvarianten, z.B. im Stahlbetonskelettbau, zu erstellen, zu analysieren, zu bewerten und zu modifizieren, wobei neben aktuell gültigen Tragwerksnormen auch baubetriebswirtschaftliche Aspekte, wie Kosten oder Bauablaufplanung berücksichtigt werden sollten. Dafür waren die verschiedenen Softwareprodukte der infrage kommenden Fachdomänen aufzubereiten, Schnittstellen zu definieren und dafür Connectoren bzw. Agenten für den Datenaustausch zu entwickeln, den Workflow festzulegen und Techniken für Identifikation und Handhabung ausgewählter Parameter für eine Sensitivitätsanalyse zu entwickeln. Darauf aufbauend war als zweites konkretes Ziel die Verallgemeinerung der Methoden und Modelle formuliert worden, um die vollständige interdisziplinäre Kopplung und Steuerung des gesamten Bauablaufes zu erreichen. Dieses Ziel ging in der neuen Produktstrategie von RIB auf, derzufolge die durchgängige Produkt- und Prozessmodellierung die Grundlage aller Neuentwicklungen ist. Die vollständige Integration von Prozessmanagement, CAD und FEM wird konsequent verfolgt und kann als erfolgreicher Input dieses Transferprojekts verbucht werden. Insgesamt konnten alle genannten, wesentlichen Ziele erreicht werden, wie sie im Antrag formuliert worden sind. Wesentliche neue methodische Ergebnisse, die über den bisherigen Stand des Wissens hinausgehen, wurden nicht erzielt. Dagegen wurde die Erkenntnis bestätigt, dass nach wie vor ein äußerst großes Potential für derartige Methoden im Bauwesen besteht. Dazu zählen dynamische Prozessmodellierung, Kopplung unterschiedlicher, fachspezifischer Lösungen und die damit verbundene Sensitivitätsanalyse sowie, über die Ziele des Projekts hinausweisend, Optimierung, Robustheitsbewertungen oder Optimalkontrolle der Prozessabläufe. Diesbezüglich bestehen noch erhebliche Potentiale für weitere Forschungsarbeiten und bedeutende Anwendungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A flexible interface program for code coupling in partitioned multiphysics analysis. 2nd GACM Colloquium on Computational Mechanics , München, 2007
Israel, U., Kupzok, A., Lähr, A., Gallinger, T., Wüchner, R., Bletzinger, K.-U.
- Agent-based Distributed and Interdisciplinary Collaboration and Analysis in Heterogeneous Engineering Environments. In: Proceedings of the 7th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO), Seoul, South Korea, May 21-25, 2007
Lähr, A., Bletzinger, K.-U.
- Modellbildung in der Tragwerksplanung und ihre Grenzen. Workshop Statik mit Gesamtmodellen im Hochbau, Technische Universität München und Vereinigung der Prüfingenieure in Bayern, Juni, 2007
Kimmich, S.
- Sensitivitätsanalyse netzwerkübergreifender Produkt- und Strukturmodelle bei Planungsprozessen des Konstruktiven Ingenieurbaus. In: Grundlagen, Methoden, Anwendungen und Perspektiven zur vernetzten Ingenieurkooperation, Rüppel, Uwe (Hrsg.), 2007, pp 251-271
Bletzinger, K.-U. ,Lähr, A.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-540-68104-5) - Update Scheme for Sequential Correlation Approximations in Design Optimisation. Computers & Structures, 85, 606-614, 2007
Jurecka, F., Ganser, M., Bletzinger, K.-U.
- Computerstatik am Gesamtsystem – Modellierung ohne Grenzen? Tagungsband Baustatik-Baupraxis 11, Universität Innsbruck / TU - Graz, 21./22. Februar 2011, S. 195-208, 2008
Bischoff, M., Kimmich, S.
- Modellbildung in der Tragwerksplanung - Welchen Beitrag leistet Software bei der Lösung komplexer Ingenieuraufgaben. Tagungsband Baustatik-Baupraxis 10, Universität Karlsruhe, 17./18. März 2008, S. 195-208, 2008
Kimmich, S. Sauer, R. Tompert, K.
- Statik am Gesamtmodell – Möglichkeiten und Ansprüche. Tagungsband Baustatik-Baupraxis 10, Karlsruhe 17./18. März 2008, S. 49-60, 2008
Bischoff, M., Bletzinger, K.-U.
- BIM-Online Konferenz Prozessübergreifende Zusammenarbeit mit 5D-Bauwerksmodellen, 24.09.2010
- Realization of an integrated structural design process: analysis-suitable geometric modelling and isogeometric analysis. Computing and Visualization in Science, pp 315—330, 2010
Schmidt, R., Kiendl, J., Bletzinger, K.-U., Wüchner, R.
- Statik am Gesamtsystem – Grenzen der Berechenbarkei.; X 11-05-vpi: Neue Normen und EDV-gestützte Berechnungen, Bayerische Ingenieurekammer-Bau, 10. November 2011
Bletzinger, K.-U., Bischoff, M., Kimmich, S.
