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SCIA Engineer - Funktionen

Haupt-Reiter

EINFACH AUSGEDRÜCKT, SCIA ENGINEER GEHT ÜBER DIE TRADITIONELLE STATIKSOFTWARE HINAUS

Dank der intuitiven und produktiven Umgebung und der breiten Anwendungsmöglichkeiten bietet SCIA Engineer Ihnen mehrere Vorteile:

  • Schnelle und effiziente Modellierung
  • Erweiterte Analyse
  • Multimaterialausführung
  • Koordinierte Dokumentation und Berichterstattung
  • Interoperabilität und Zusammenarbeit

Im Folgenden erfahren Sie mehr über ausgewählte Highlights der SCIA Engineer-Funktionen.

 

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Erste Schritte mit SCIA Engineer

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PRODUKTBROSCHÜRE HERUNTERLADEN

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Modellierung im BIM-Verfahren

SCIA Engineer ermöglicht ein intuitives Arbeiten mit Tragwerkobjekten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Softwaretools, die eine Eingabe einzelner Knoten und finiter Elemente erfordern, kann der Benutzer in SCIA Engineer Elemente mit nur einem Klick definieren und gekrümmte Schalenteile auf ebenso einfache Weise zeichnen wie in in modernen CAD- und BIM-Tools.

SCIA Engineer Curved Shapes

Gekrümmte Formen

Gekrümmte Träger oder Schalenteile mit konstanter oder variabler Dicke lassen sich durch die Eingabe weniger Parameter einfach definieren. Durchdringungen zwischen mehreren Oberflächen können auf einfache Weise generiert und als Grundlage für das Erstellen von Ausschnitten verwendet werden. Die Modellierung komplexer Strukturen gestaltet sich so weit einfacher als mit herkömmlichen FE-Verfahren.

SCIA Engineer Grid & Stories

Raster und Geschosse

Zur einfachen Modellierung von Gebäuden und Stabwerken bietet SCIA Engineer zahlreiche 2D- und 3D-Raster:

  • Kartesisch
  • Schiefwinklig
  • Zylindrisch
  • Kugelförmig
  • Raster beliebiger Form

In einem Projekt kann eine beliebige Anzahl Raster verwendet werden. Die Raster können aktiviert und deaktiviert und frei gedreht werden.
Bei Mehrgeschossbauten vereinfacht die Verwendung von Geschossen die Navigation im Modell und ermöglicht einen schnellen Wechsel von einer Ebene zu einer anderen. Außerdem ist eine Ergebnisanzeige pro Geschoss verfügbar.

SCIA Engineer Filtering

Leistungsstarke Filter- und Auswahlwerkzeuge

Die verschiedenen Filter- und Auswahlwerkzeuge bieten einen einfachen Zugriff auf alle Tragwerkobjekte und zusätzlichen Daten. Die mühsame Navigation in einer 3D-Umgebung erübrigt sich:

  • Nach der Auswahl eines Elements können über Filter ganz einfach alle Modellelemente angezeigt werden, die eine beliebige gemeinsame Eigenschaft haben.
  • Die Arbeit am Bildschirm kann auf einen Teilsatz des aktiven Projekts beschränkt werden. Die Filterung lässt sich auf die verschiedenen Layer des Modells, auf die Nähe zu Arbeitsebenen, auf Clipping-Boxen usw. basieren.
  • Die Auswahlen können gespeichert, bearbeitet und später wiederverwendet werden.
Scia Engineer Table Input

Tabelleneingabe

Wenn die Modellierung eines Projekts in der 3D-Umgebung keine effiziente Lösung ist, kann die Geometrie mittels Tabelleneingabe erstellt werden.  Die Tabelleneingabe bietet unter anderem folgende Funktionen:

  • Eingabe der meisten Tragwerkelemente, Lasten und Bibliotheken in SCIA Engineer
  • Importieren umfangreicher Datensätze oder Funktionen aus Excel
  • Filter- und Sortierfunktionen für die Datenanalyse
  • Verknüpfung zwischen Tabelleneingabe und Grafikausgabefenster zur einfachen Identifizierung einzelner Auswahlen
  • Unterstützung für parametrische Modellierung und Tastenkombinationen
SCIA Engineer Parametric Modelling

Parametrische Modellierung

Mit der parametrischen Modellierung kann der Benutzer das Modell aktiv anpassen, um schnell Bemessungsiterationen wiederholt verwendeter oder komplexter Strukturen zu erstellen.  Zum Erzeugen der parametrische Modelle werden Parameter definiert, die sich auf beliebige Modellelemente oder Eigenschaften (Koordinaten, Bemaßungen, Querschnitte, Materialien, Lasten usw.) beziehen. Außerdem können parametrische Vorlagen definiert werden, mit denen der Benutzer mithilfe von vordefinierten Objekten Projekte erstellen oder ändern kann. Dies ermöglicht einen besonders effizienten Modellierprozess.

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Unkomplizierte Anwendung von Lasten

Mit SCIA Engineer lassen sich die üblichen Lasten wie Kräfte und Momente von Einzel- und Flächenlasten, Untergrundsetzung und thermische Beanspruchung als visuelle Objekte modellieren. Diese Lastobjekte können anschließend zu anderen Teilen oder Lastfällen verschoben oder kopiert werden. Über das Eigenschaftenfenster lassen sie sich auf einfache Weise filtern und bearbeiten, wie alle anderen Daten in SCIA Engineer.

Free loads swimming pool

Freie Lasten

Die Funktion der freien Lasten ist ein äußerst leistungsfähiges Lastmodellierungswerkzeug in SCIA Engineer: Mit dieser Funktion können Lasten unabhängig von der Geometrie und Vernetzung des Tragwerks definiert werden.

Freie Lasten eignen sich beispielsweise für die Modellierung von Schneeverwehungslasten auf Dächern, hydrostatischen Lasten auf komplexen Schalenteilen oder Lastenmuster auf Böden. Selbst komplexe Lastsituationen lassen sich so in wenigen Mausklicks erstellen.

3D wind

3D-Windgenerator

 SCIA Engineer erzeugt automatisch 3-dimensionale Windlasten und wendet sie gemäß Eurocode 1 oder ASCE 7-05 bzw. 7-10 an die gesamte Struktur an.  Für ASCE werden das Richtungsverfahren (alle Höhen) und das Hüllenverfahren (geringe Geschosszahl) unterstützt, um Lastfälle, einschließlich Torsionslastfällen, an geschlossenen bzw. teilweise geschlossenen Strukturen zu erzeugen.

Auf der grafischen Benutzeroberfläche von SCIA Engineer kann der Benutzer die Druckbeiwerte und Oberflächenlasten überprüfen, die an den verschiedenen Positionen der Struktur wirken.

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Praktische Lastenfelder

Lastenfelder werden in SCIA Engineer dazu verwendet, die angewendeten Lasten auf die Strukturelemente des Modells zu verteilen.  In den meisten Anwendungen stellen die Lastenfelder Fassaden oder andere nicht tragende Strukturelemente dar. Mithilfe dieser Elemente werden die Lasten in SCIA Engineer vor der Analyse in 1 oder 2 Richtungen verteilt. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Modellgröße, eine kürzere Berechnungszeit und eine bessere Transparenz der angewendeten Lasten und Ergebnisse.

Auf der grafischen Benutzeroberfläche von SCIA Engineer kann der Benutzer die Druckbeiwerte und Oberflächenlasten überprüfen, die an den verschiedenen Positionen der Struktur wirken.

Linear mesh refinement

FE-Netzerstellung und Netzverfeinerungen

Die Netzerstellung in SCIA Engineer gewährleistet einen nahtlosen Übergang bei komplexen Oberflächen oder unterschiedlichen Netzgrößen und ermöglicht so hochwertige Ergebnisse der FE-Analyse.

  • Konsistente und fehlerfreie automatische Erzeugung des FE-Netzes auf Grundlage von benutzerdefinierten, globalen Netzeinstellungen
  • Lokale Netzverfeinerungen an besonderen Stellen, zum Beispiel im Bereich von Knoten, Linien oder Rändern oder an einer gesamten Oberfläche
  • Optionale automatische Netzverfeinerung beseitigt das Raten der optimalen Netzeigenschaften und gibt Rückmeldung zur Qualität des aktuellen Netzes und zur vorgeschlagenen Verfeinerung

Weitere Informationen zur automatischen Netzverfeinerung finden Sie im entsprechenden Artikel auf Engineering.com.

Leistungsstarker FEA-Rechenkern

Der FE-Rechenkern von SCIA Engineer unterstützt 64-Bit-Prozessoren und Mehrkernprozessoren und ist besonders schnell.
Selbst umfangreiche nichtlineare oder dynamische Berechnungen an komplexen Strukturen oder Hochhäusern dauern nicht lange, sodass mehr Iterationen in kürzerer Zeit ausgeführt werden können.

SCIA Engineer Large Displacements

Starke Verschiebungen

SCIA Engineer ermöglicht das Ausführen einer Analyse nach Theorie I. und II. Ordnung an beliebigen Strukturtypen und mit einer beliebigen Kombination aus 1D- und 2D-Teilen. Diese Analysen berücksichtigen die Verformungen der Struktur (Effekte P-δ und P-Δ), wobei Imperfektionen, die den Teilen zugewiesen sind, berücksichtigt werden können oder nicht.

  • Zahlreiche Iterationsmethoden (Timoshenko, Newton-Raphson, Picard) und Randbedingungen (nur Zug, Anfangsspannungen, Grenzkraft, Spalten und Seile)
  • Anwendung direkter Analysemethoden oder äquivalenter theoretischer Lasten mittels globaler oder lokaler Imperfektionen
SCIA Engineer Plasticity Baseplate

Nichtlinearitäten des Materials

In der Analyse können verschiedene Arten von Nichtlinearitäten des Materials berücksichtigt werden:

  • Eingabe nichtlinearer Gelenke und Federn durch Definieren der Funktionen, sowohl an linearen Elementen als auch an anderen Oberflächen (Randgelenke)
  • Nichtlineares Materialverhalten (Plastizität) kann durch Verwendung von plastischen Gelenken an 1D-Teilen bzw. von allgemeiner Plastizität an 2D-Teilen berücksichtigt werden
  • Die Nichtlinearität von Beton kann über eine physikalische nichtlineare Analyse betrachtet werden, die die Umlagerung auf Grundlage genauer Verhaltensregeln des Betons und der Bewehrungsstäbe berücksichtigt.
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Bauphasen

Mithilfe der Bauphasen in SCIA Engineer kann der Benutzer den zeitlichen Verlauf der Struktur präzise modellieren und analysieren.  Hierbei stehen unter anderem folgende Möglichkeiten zur Verfügung:

  • Progressive Konstruktion von Querschnitten
  • Graduelle Anwendung von Lasten und Vorspannung
  • Änderungen der Randbedingungen
  • Entfernen vorübergehend eingesetzter Strukturelemente und Stützen

Zusätzlich kann das Elastizitätsmodul der Materialien einer benutzerdefinierten Funktion folgen, um Kriechen und andere langfristige Einwirkungen zu berücksichtigen.

Seismicity and IRS

Dynamik

Neben der Standardeigenformanalyse zur Ermittlung der Eigenfrequenzen und Eigenformen ermöglicht SCIA Engineer das Ausführen aller dynamischen Standardanalysen und darüber hinaus zusätzlicher Analysen: Erdbebenanalyse mittels modaler Überlagerung, Analyse harmonischer (Sinus-)Lasten, Analyse Karmanscher Wirbelstraßen und vollständige Verlaufsanalyse mit beliebiger definierten Zeitfunktionen für die Lasten.

Das IRS-Verfahren (Improved Reduced System) reduziert die Anzahl der Eigenformen, die für die Erdbebenanalyse berücksichtigt werden müssen. Dies ermöglicht eine Reduzierung der lokalen Modi und damit der Gesamtdauer der Berechnung.

SCIA Engineer Displacements

3D-Verschiebungen und Spannungen

Verformungen und Spannungen sind die ersten Ergebnisse einer FE-Analyse und äußerst wichtig, um zu überprüfen, ob das Tragwerk ordnungsgemäß modelliert wurde und sich wie erwartet verhält, beispielsweise unter der Eigenlast. SCIA Engineer bietet eine sehr genaue Darstellung dieser Ergebnisse an der anfänglichen und der verformten Form. Die Ergebnisse werden je Faser im Querschnitt und auf beiden Seiten einer Oberfläche dargestellt, sodass der Benutzer den bestmöglichen Einblick in die Struktur erhält.

SCIA Engineer Storeys

Geschossergebnisse

Nach dem Ausführen einer Seitenlastanalyse (Wind, Erdbeben usw.) können die Ergebnisse nach Geschoss zusammengefasst werden. Dabei stehen folgende Informationen zur Verfügung:

  • Zusammenfassende Geschossergebnisse: Schwerpunkt, Beschleunigungen, gegenseitige Stockwerksverschiebung
  • Detaillierte Geschossergebnisse: Kräfte an tragenden Stützen und Wänden
SCIA Engineer Flexible Graphical Results

Flexible grafische Ergebnisse

Keine Ergebnisdarstellungsart ist für alle Situationen optimal. SCIA Engineer bietet daher vielfältige Möglichkeiten der Ergebnisdarstellung, mit verschiedenen Farbschemen, flexiblen Diagrammen, Filter- und Auswahlwerkzeugen, anpassbaren Beschriftungen und Schrifttypen usw.

SCIA Engineer Results Table

Ergebnistabellen

Ein Bild spricht tausend Worte. Aber unsere Benutzer benötigen oft zusätzlich Tabellen. Deshalb können alle Ergebnismengen auch in einem leistungsstarken Tabellenergebnistool angezeigt werden:

  • Benutzerdefinierbare Spalten
  • Sortieren und Filtern beliebiger Werte
  • Farbbalken in den Zellen zur visuellen Hervorhebung der Mindest- und Höchstwerte
  • Unterstützung für Direktauswahl und Kopieren und Einfügen über die Zwischenablage in Excel-Arbeitsblätter
SCIA Engineer Concrete

Transparente Stahlbetonbemessung

Die Betonbemessung in SCIA Engineer kombiniert die Vorteile einer integrierten Lösung, wie höhere Produktivität und Verhindern von Fehlern durch Kopieren und Einfügen, mit den Vorteilen der manuellen Berechnung.

Die Scia-Design-Forms-Technologie ermöglicht eine transparente, vollständige und schnelle Eurocode Bemessung von Stahlbetonstützen und -trägern:

  • Transparent: Der Bericht zeigt alle verwendeten Normformeln mit der ursprünglichen mathematischen Notation, den numerischen Zwischenwerten und dem Endergebnis.
  • Vollständig: Alle Querschnittformen und Schnittgrößen werden unterstützt, einschließlich Normalkraft, biaxialem Biegen, biaxialem Schub und Torsion.
  • Schnell: Die Technologie unterstützt die Verwendung aller verfügbaren Prozessorkerne für die parallele Verarbeitung.
SCIA Engineer Prestress

Vorspannen mit sofortigem oder nachträglichem Verbund

Vollständig integrierte Lösung zur Modellierung, Analyse, Bemessung und Berichterstellung von mit sofortigem oder nachträglichem Verbund vorgespannten 1D- und 2D Teilen.  SCIA Engineer ermöglicht das Ausführen linearer und zeitabhängiger Analysen, die genaue Ergebnisse für die gesamte Lebensdauer des Tragwerks liefern.  Bemessungsnachweise gemäß EN 1992-1-1 und EN 1992-2 sind in die Software integriert. Die Überprüfung gemäß ACI 318-14 befindet sich derzeit in der Entwicklung.

Baustahlbemessung

Das Programm ermöglicht die Querschnittbemessung von Stahlteilen gemäß EN 1993, AISC 360-10 und vielzähligen älteren Normen. Die Funktionen umfassen auch eine automatische Bemessung (AutoDesign) zahlreicher Querschnitte aus der Profilbibliothek, von zusammengesetzten Querschnitten oder von beliebigen Profilen.

Alle Einwirkungen werden berücksichtigt: Querschnittwiderstand in Bezug auf Normalkräfte, Biegen, Schub, Beulen, Drillknicken, Biegedrillknicken, Ausbeulen usw. Die Knicklängen werden automatisch ermittelt und können grafisch und numerisch überprüft werden.

Verbundträgerbemessung

Ein vollständig integriertes Verfahren mit echtem, phasenweisem Mehrfachmodellansatz ermöglicht das Ausführen von Bau- und Verbundphasenanalysen und Bemessungen ohne Änderungen am Modell.  Hierbei stehen unter anderem folgende Funktionen zur Verfügung:

  • Herstellerbibliotheken für Stahldübel und Beläge
  • Bemessung und Optimierung von Stahlprofilen und -dübeln gemäß Eurocode 4 und AISC 360-10 (LRFD und ASD)
  • Konstruktive Auflagen für Betonplatten, Stahldecken und -dübel
  • Nachweise der Gebrauchstauglichkeit (in Bezug auf Wölbung) für Bau- und Verbundphasen
  • Völlig transparente Berechnungsausgabe mit gerenderten Formeln und allen Berechnungsschritten
     

Stahlverbindungen

SCIA Engineer bietet dem Benutzer die einzigartige Möglichkeit, Stahlverbindungen innerhalb des 3D-Modells zu modellieren.  Die Verbindungen können als starre Verbindungen, Gelenkverbindungen oder Diagonalverbindungen mit verschiedenen Platten, Bolzen, Steifen, Vouten und Schweißungen definiert werden.  Nach der Modellierung einer Verbindung kann ihre Steifigkeit ermittelt und die Verbindung dann als Gelenktyp in einem größeren Bauwerkmodell verwendet werden.  Mit der Bereitstellung von SCIA Design Forms kann der Benutzer außerdem bestimmte Verbindungstypen auf FEA-Knoten anwenden und so eine komplette Grenzzustandsbemessung mit dynamischen Grafiken und völlig transparenter Ausgabe ausführen.

SCIA Engineer Open Design Checks

Open Design Checks

Die vereinfachte C#-Programmiersprache mit einfachen Befehlen und Bedingungen ermöglicht dem Benutzer die direkte Eingabe von Formeln und Funktionen und erstellt automatisch eine klare und unkomplizierte Ausgabe.
Die in SCIA Design Forms verfassten, transparenten Bemessungsnachweise bieten eine einfache Überprüfung aller erforderlichen Normvorschriften.
Einzelne Bemessungsformulare können eigenständig (vergleichbar mit Excel) oder für Knoten-, Träger- und Oberflächenelemente vollständig in SCIA Engineer integriert verwendet werden, um einen nahtlosen Workflow zu erhalten.

SCIA Engineer Timber Aluminium

Holz, Aluminium und Gerüste

 Die umfassende Unterstützung der Eurocodes in SCIA Engineer deckt auch Folgendes ab:

  • Holz gemäß EN 1995: Querschnitts- und Stabilitätsnachweise für Holzträger. Umfasst besondere Nachweise für Kriechen, Elemente mit variabler Höhe und gekrümmte Elemente.
  • Aluminium gemäß EN 1999: Bemessung und Nachweis von Standardaluminiumprofilen und benutzerdefinierten Aluminiumprofilen. Umfasst die Berechnung wirksamer Eigenschaften und Einwirkungen von Wärmeeinflusszonen.
  • Nachweise für Gerüste gemäß EN 12810 und EN 12811: Rohr- und Anschlussstücke und Systemgerüste werden unterstützt.
SCIA Engineer Engineering Report

Berechnungsprotokoll

  • Das Berechnungsprotokoll ist eine integrierte Dokumentationsplattform zur Erstellung von detaillierten Berechnungstabellen mit Inhaltsverzeichnis, Modelleingabe, Lasten, Analyse- und Bemessungsergebnissen, Modellansichten und Grafiken. 
  • Die zum Protokoll hinzugefügten Elemente sind im Navigator verfügbar und können dort vom Benutzer auf einfache Weise geändert werden.  Das Protokoll ist dynamisch mit dem Modell verknüpft, sodass alle geänderten Elemente automatisch neu generiert werden, um die Änderungen im Modell wiederzugeben.
SCIA Engineer Engineering Reports Template

Berichtvorlagen

Über die Vorlagenfunktion kann der Benutzer benutzerdefinierte Berichtvorlagen (mit allen Ergebnissen und Grafikeinstellungen) speichern, um eine schnellere Erstellung von Routineberichten zu erreichen.

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Unterstützung für (3D-)PDF-Dokumente

Die Exportfunktion vom Berechnungsprotokoll zu Word, Excel oder in das PDF-Format (einschließlich 3D-PDF) ermöglicht ein unkompliziertes Fertigstellen und Teilen der Berichte.

SCIA Engineer General Arrangements Drawings

Allgemeine Übersichtszeichnungen

  • Automatische Erstellung von Grundriss- und Querschnittansichten des Tragwerks auf Grundlage der vordefinierten Geschosse und Linienraster-Ebenen.
  • Die Ansichten und Querschnitte können zusammen mit Beschriftungen, Bemaßungen, zusätzlichen grafischen Modellansichten und Tabellenergebnissen in Seiten mit anpassbarem Layout eingefügt werden.
  • Alle Zeichnungen sind direkt mit dem Modell verknüpft und werden automatisch neu erzeugt, wenn am Modell Änderungen vorgenommen werden.
  • Die Zeichnungen können in das PDF-Format und in andere Bilddateiformate exportiert oder zur Verwendung in anderen BIM/CAD-Programmen als DWG-, DXF- oder VRML-Datei gespeichert werden.
SCIA Open BIM Solutions

EINE REIHE VON BIM-LÖSUNGEN ZUR VERBESSERUNG TECHNISCHER ARBEITSABLÄUFE

Die Zusammenarbeit zwischen allen Disziplinen, einschließlich Architekten, Modellbauern, Bauingenieuren, Bauzeichnern und anderen, ist das Herzstück für die Schaffung einer sicheren, nachhaltigen gebauten Umwelt, die wiederum ein positives, dauerhaftes Vermächtnis hinterlässt. Wir arbeiten ständig an Innovationen, um den Arbeitsablauf im Ingenieurwesen zu verbessern und BIM zu einer praktikablen Realität für alle zu machen. Wir sind uns bewusst, dass dies nicht alles über einen "one size fits all"-Ansatz erreicht werden kann, und so haben wir eine Reihe verschiedener Lösungen zur Unterstützung unterschiedlicher Arbeitsabläufe entwickelt.

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Was unsere Kunden sagen

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Wir nutzen SCIA Engineer schon seit mehr als 20 Jahren und haben erlebt, wie es sich von einer leistungsfähigen FEM-Software für die Bauindustrie zu eine Paket entwickelt hat, das alle Funktionen bietet, die ein modernes Ingenieurbüro benötigt.

Sven Dumortier, Director Engineering

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