Highlights
Das Modul sen.00 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 sen.00 lassen sich in folgende Gruppen unterteilen:
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.
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.
SCIA Engineer enthält eine integrierte Querschnittsbibliothek mit einer umfangreichen Auswahl an Formen und Bemaßungen:
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.
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.
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.
1D-Bauteile können Öffnungen, Vouten, Querversteifungen und variable Querschnitte entlang ihrer Länge aufweisen.
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:
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:
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:
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
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
Einschränkungen
SCIA Engineer kann für die Analyse unterschiedlichster Strukturen aus verschiedenen Bereichen eingesetzt werden:
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.
Dem Benutzer stehen vielfältige Elemente zur Verfügung, um ein genaues Modell der Struktur erstellen zu können. Dies umfasst folgende Elemente:
Der Benutzer kann folgende Lastarten anwenden:
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.
Träger und Stützen:
Die Produktivitäts-Toolbox bietet einige leistungsstarke Werkzeuge zur Steigerung der Benutzerproduktivität.
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.).
Die Tabelleneingabefunktion ermöglicht eine dynamische Eingabe und Bearbeitung der Projektdaten. Die bidirektionale Verknüpfung zwischen Modell und Eingabetabellen ermöglicht Folgendes:
Merkmale der Tabelleneingabe:
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:
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.
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.
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.
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 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.
Informationen zu freien Linien in 3D-Rasters finden Sie im Abschnitt „Geschosse“.
Wind- und Schneelasten werden basierend auf benutzerdefinierten Wind- und Schneedruckkurven an der Struktur erzeugt.
Ein Geschoss fügt Entitäten zusammen, die sich im Modell auf der gleichen Höhe befinden.
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.
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.
Bemaßungslinien werden in den 2D- und 3D-Ansichten von SCIA Engineer definiert.
Manchmal sind benutzerdefinierte Nachweise an den verfügbaren Analysedaten erforderlich. Benutzerdefinierte Nachweise in Tabellenkalkulationsblättern können in SCIA Engineer integriert und verwendet werden.
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.
Das System unterstützt den Export der Berichtdokumentation im PDF-Format.
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:
Das Berechnungsprotokoll unterstützt verschiedene Exportformate:
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.
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.
Die Funktion HTML-Export im Berechnungsprotokoll von SCIA Engineer bietet einige zusätzliche Funktionen:
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.
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:
Erforderliche Module:
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