ETABS und SAP2000 BIM-Verknüpfung mit Detail

Diese Verknüpfung adressiert den Bedarf an effizienter Kontinuität zwischen der globalen Analyse und der detaillierten Stahlbetonbemessung. Während ETABS und SAP2000 primär für die globale Tragwerksanalyse auf Basis der Bernoulli-Navier-Hypothese (Ebenbleiben der Querschnitte) ausgelegt sind, erfordern Bereiche mit Diskontinuitäten einen fortgeschritteneren analytischen Ansatz. Das in IDEA StatiCa Detail implementierte Kompatibles Spannungsfeldverfahren (CSFM) ist speziell für die Analyse dieser Bereiche konzipiert und erfasst nichtlineares und lokalisiertes Verhalten mit höherer Genauigkeit.

Ohne diese Verknüpfung müssen Ingenieure Wandmodelle manuell neu aufbauen und Lasten in IDEA StatiCa Detail neu aufbringen. Nach der Übertragung bietet Detail erweiterte nichtlineare Analyse, Bewehrungsbemessung und Normnachweise und erweitert damit die Möglichkeiten von ETABS und SAP2000 über das globale Verhalten hinaus zur lokalen Tragwerksverifikation.

Diese Verknüpfung ist für alle Versionen von ETABS und SAP2000 verfügbar und unterstützt Bemessungsnormen für EC, ACI und AUS.

Arbeitsschritte des ETABS-zu-Detail-Workflows

Um den Export aus ETABS zu ermöglichen, fügen Sie das IDEA StatiCa-Plugin hinzu, das sowohl für Stahl- als auch Beton-Workflows verwendet wird. Um das Plugin hinzuzufügen, navigieren Sie in ETABS oder SAP2000 zur Registerkarte „Tools" und wählen Sie dann Add Plugin. Die Plugin-Datei befindet sich unter:
C:\Program Files\IDEA StatiCa\StatiCa 25.1\net48\IdeaETABSv1PluginWrapper.dll

1. Modell vorbereiten: Führen Sie die Analyse in ETABS oder SAP2000 für alle erforderlichen Lastfälle und Lastkombinationen durch.
2. BIM-Verknüpfung aktivieren: Starten Sie Checkbot durch Aktivierung des Plugins in ETABS oder SAP2000. Erstellen Sie ein neues Beton-Projekt.
3. Wände importieren: Wählen Sie die zu importierenden Wandelemente aus. Andere ausgewählte Elemente können ebenfalls in Checkbot erscheinen.
4. Details erstellen: Verwenden Sie Detail+, um Detail-Elemente zu erstellen. Wählen Sie Wandelemente in der 3D-Szene aus und bestätigen Sie. 
5. Nach Detail exportieren: Exportieren Sie die ausgewählten Detail-Elemente als Detail-Modell.
6. In Detail bemessen: Öffnen Sie das Modell in Detail 2D und fügen Sie Lager hinzu, die der in ETABS definierten Geometrie entsprechen, und verwenden Sie dabei entweder Randbedingungen oder Wandverbindungen je nach Bedarf.
7. Bewehrung hinzufügen: Definieren Sie die Bewehrung basierend auf dem Spannungsfluss.
8. Analysieren: Führen Sie die Berechnung durch und werten Sie die Ergebnisse aus.
9. Bericht: Erstellen Sie einen Bericht.

Für detaillierte Schritte folgen Sie bitte diesem Tutorial.

Kraftübertragungsprozess

Die Übertragung von Schnittgrößen in 2D-Elementen ist ein komplexer Prozess, der sich zwischen verschiedenen Softwareanwendungen unterscheiden kann. Aus diesem Grund lag unser anfänglicher Fokus auf ETABS. In diesem Abschnitt erläutern wir den Hintergrund und die Methodik zur Kraftübertragung zwischen ETABS und IDEA StatiCa Detail 2D.

Der grundlegende Prozess ist nachfolgend beschrieben:

• Extraktion der Schalenkräfte
  Knotenkräfte aus Schalenelementen in ETABS werden über die Ausgabetabelle Element Joint Forces – Shells ermittelt.
  So greifen Sie in ETABS auf diese Werte zu:
  1. Wählen Sie die Wandelemente in der 3D-Ansicht aus.
  2. Navigieren Sie zu:
     Display → Show Tables → Analysis Results → Element Output → Area Output → Table: Element Joint Forces – Shells

Gleichgewichtsprüfung
Für jede Schale werden an jedem Knoten die entsprechenden Schalenkräfte für alle sechs Freiheitsgrade ausgewertet, um zu prüfen, ob Gleichgewicht erreicht wird.

1. Wenn das Gleichgewicht erfüllt ist (d. h. die Summe der Kräfte und Momente gleich null ist), wird der Knoten ignoriert und der Prozess geht zum nächsten über.
2. Wenn nicht, werden die unausgeglichenen Punktkräfte erfasst und für die Übertragung an Checkbot vorbereitet.

• Knotenmomente (M1, M2, M3) werden von den Gleichgewichtsberechnungen ausgeschlossen.
• In der Regel befinden sich Knoten, die nicht im Gleichgewicht sind, entlang der Ränder der Flächenelemente. Interne Knoten können jedoch in bestimmten Fällen ebenfalls Ungleichgewichte aufweisen, beispielsweise wenn Flächenelemente an Plattenkreuzungen nicht vorvernetzt sind oder wenn einzelne Punktlasten direkt auf einen Knoten aufgebracht werden.

• Kraftpositionierung
  Die resultierenden Knotenkräfte werden anschließend an einer bestimmten 2D-X-Y-Koordinate auf dem Flächenpanel in der Detail-Ansicht zugewiesen. Diese Kräfte werden dann an Checkbot übertragen, wo sie gespeichert und für den Export nach Detail 2D vorbereitet werden.

Zusätzliche Lastübertragung
Bestimmte Lasten, die auf oder innerhalb des Flächenelements wirken, werden durch die Knotengleichgewichtsmethode nicht erfasst und müssen mit einem alternativen Ansatz übertragen werden, um die Konsistenz zwischen ETABS und Detail 2D zu gewährleisten. Dazu gehören:

• Eigengewicht des Elements – Wenn das Eigengewicht in ETABS für ein bestimmtes Lastmuster definiert ist, wird es automatisch berechnet und dem entsprechenden Lastfall in Checkbot gespeichert. Es wird dann als gleichmäßige Last auf das Detail 2D-Bauteil aufgebracht.
• Gleichmäßige Flächenlast – Jede gleichmäßige Last, die auf ein Flächenelement in ETABS aufgebracht wird, wird im Lastfall gespeichert und automatisch als gleichmäßige Last auf das Detail 2D-Bauteil übertragen.
• Aus Benutzersicht gibt es keinen Unterschied im Arbeitsablauf – diese Lasten werden automatisch im Übertragungsprozess verwaltet und erfordern keine zusätzliche Eingabe oder Aktion.

Bekannte Einschränkungen

Weitere Informationen finden Sie im Artikel: Einschränkungen der BIM-Verknüpfung zwischen ETABS, SAP2000 und IDEA StatiCa für die Betonwandbemessung in Detail.