Tutorial

ETABS BIM-Verknüpfung für die Stahlbauteil-Bemessung (AISC)

Stahl

Checkbot

Member

AISC (USA)

ETABS

GMNA

MNA

Dieser Artikel ist auch verfügbar in:

Mit KI aus dem Englischen übersetzt

In diesem Schritt-für-Schritt-Tutorial erfahren Sie, wie Sie ein tragwerksbezogenes Stahlbauteil mithilfe der BIM-Verknüpfung zwischen ETABS und IDEA StatiCa bemessen und den Normnachweis führen.

So aktivieren Sie den Link

Downloaden und installieren Sie (als Administrator) die aktuelle Version von IDEA StatiCa
Vergewissern Sie sich, dass Sie die unterstützte Version verwenden

IDEA StatiCa integriert den BIM-Link während der Installation automatisch in Ihre FEA-/BIM-Lösung. Sie können den Status überprüfen und weitere BIM-Links für nachträglich installierte Software im BIM-Link-Installer aktivieren.

Öffnen Sie IDEA StatiCa und navigieren Sie zum Bereich BIM und öffnen Sie den BIM Link Installer. Eventuell erscheint eine Meldung Als Administrator ausführen, bitte bestätigen Sie mit Ja.

Bitte beachten Sie, dass einige FEA-Lösungen zusätzliche Schritte erfordern, um ihre BIM-Verbindung zu IDEA StatiCa vollständig zu aktivieren.

Öffnen Sie IDEA StatiCa und navigieren Sie zum Tab BIM und öffnen Sie den BIM-Link-Installer (Aktivieren deinen BIM-Link...).

Eine Benachrichtigung "Möchten Sie zulassen, dass diese Anwendung Änderungen an Ihrem Gerät vornimmt?" erscheinen, wenn ja, bestätigen Sie dies bitte mit Ja.

Der BIM-Link für die ausgewählte Software (falls gefunden) wird installiert. Der Bildschirm informiert Sie auch über den Status anderer BIM-Links, die möglicherweise bereits installiert wurden.

Es sind einige zusätzliche manuelle Schritte in ETABS erforderlich, um die Integration abzuschließen:

Starten Sie ETABS und klicken Sie auf Tools > Add/Show Plugins, um den Plugin-Manager-Dialog zu öffnen. Mit dieser Option können Sie Add-ins (Programme) an den entsprechenden Stellen im ETABS-Menü installieren.

Navigieren Sie zu:

C:\Program Files\IDEA StatiCa\StatiCa 24.1\net48\IdeaETABSv1PluginWrapper.dll

(für ältere Versionen von IDEA StatiCa: C:\Program Files\IDEA StatiCa\StatiCa 23.0\IdeaETABSv1PluginWrapper.dll

oder C:\Program Files\IDEA StatiCa\StatiCa 22.1\ETABSv18PlugIn_IDEAStatiCa.dll).

Sie können den Plugin-Namen, der in Ihrem Dropdown-Menü als IDEA StatiCa Checkbot angezeigt wird, bearbeiten und anschließend auf Add klicken.

Hinweis

Falls das Fenster mit dem IDEA StatiCa Checkbot nicht erscheint, navigieren Sie bitte zu C:\Program Files\Computers and Structures\ETABS 22 und führen Sie die Datei RegisterETABS.exe als Administrator aus.

Verwendung der Verknüpfung

Laden Sie das beigefügte Projekt herunter, öffnen Sie es in ETABS und führen Sie die Berechnung durch, um die Schnittgrößen der Struktur zu ermitteln.

Die BIM-Verknüpfung ist bereits integriert. Sie befindet sich im oberen Menüband unter Tools -> IDEA StatiCa Checkbot.

Es erscheint eine Warnung zur Verwendung des Plugins; bitte bestätigen Sie diese, um fortzufahren.

Wählen Sie die Option Neu mit dem Projekttyp Stahl und der Bemessungsnorm AISC LRFD 360-22. Klicken Sie anschließend auf Projekt erstellen.

Das neue Checkbot-Projekt ist bereit, Bauteile aus ETABS zu importieren.

Wählen Sie in ETABS eines der inneren Bauteile aus. In der unteren linken Ecke des Bildschirms sehen Sie, wie viele Elemente ausgewählt sind und wie viele in Checkbot importiert werden.

Import

Wählen Sie dann in Checkbot Member.

Dadurch werden der Träger und seine Lasteffekte in Checkbot importiert – mit denselben Koordinaten, Ausrichtungen und Querschnittsabmessungen wie im FEA/BIM-Modell.

Bitte beachten Sie, dass Ihre Knoten- und Bauteillnummerierung abweichen kann.

Wie zu sehen ist, wurde das ausgewählte Bauteil mit allen zugehörigen Bauteilen importiert.

Sie können die Schnittgrößen überprüfen. Wählen Sie Draw, dann die gewünschte Schnittgröße und Kombination, klicken Sie anschließend mit der linken Maustaste auf das Verbindungsfeld und folgen Sie den nachstehenden Schritten im Bild.

Bauteile können direkt in Checkbot zusammengeführt werden; in der Member-Anwendung bilden sie dann ein einzelnes durchgehendes Element.

Führen Sie beide senkrecht angrenzenden Bauteile zusammen. Klicken Sie mit der linken Maustaste auf das I-Profil M-82, wählen Sie die Zusammenführungs-Operation, aktivieren Sie dann das Kontrollkästchen M83 im Zusammenführungsfenster und folgen Sie den im Bild gezeigten Schritten.

In diesem Fenster wird ein informativer Hinweis zur durchzuführenden Operation angezeigt; bestätigen Sie diesen.

Führen Sie dieselbe Zusammenführungsaktion für eine weitere Gruppe von I-Profilen durch. Nach den Änderungen sollte unser Modell wie im folgenden Bild aussehen.

Sie können steuern, welcher Lastfall oder welche Kombination in die Member-Anwendung geladen wird, indem Sie auf „Loads" klicken und die Ergebnisklassen für die Nachweise verwalten.

Standardmäßig ist außerdem die Funktion Evaluate critical effects aktiviert, die Lastfälle mit der ungünstigsten Wirkung herausfiltert. Sie dient der Beschleunigung der Berechnung und kann in den Loads-Einstellungen ebenfalls deaktiviert werden.

Wie im Artikel Bekannte Einschränkungen beschrieben, wird die Exzentrizität der Träger nicht in IDEA StatiCa übernommen. Daher haben wir die Pfetten manuell auf die korrekte Position gesetzt. Der Wert ergibt sich als 1/2 (20,8 + 7) = 13,9 in.

Dieser Wert muss auch für die benachbarten Bauteile links und rechts des untersuchten Trägers festgelegt werden.

Bevor wir das Modul Member öffnen, müssen wir den korrekten Wert des Elastizitätsmoduls für Zug/Druck und Schub gemäß AISC 360-16 festlegen.

Fügen Sie zunächst die neue Stahlgüte auf der Registerkarte Material des Projekts hinzu. Wählen Sie den Stahl A992.

Ändern Sie anschließend über die Schaltfläche Bearbeiten die Stahleigenschaften gemäß dem folgenden Bild. Der Elastizitätsmodul für Zug/Druck und Schub wird mit dem Faktor 0,8 abgemindert.

Wählen Sie anschließend nacheinander jeden Querschnitt aus und weisen Sie den korrekten Materialwert gemäß dem folgenden Bild zu.

Member-Modul

Jetzt können wir die Member-Anwendung öffnen. Klicken Sie einfach mit der linken Maustaste auf Open.

Im folgenden Bild sehen Sie die Member-Anwendung unmittelbar nach dem Start.

Zunächst bemessen wir die Verbindungen des U-Profil-Bauteils. Bitte wählen Sie die erste Verbindung aus und klicken Sie auf Edit connection. Wie Sie sehen können, wird das I-Profil durch ein einzelnes Element dargestellt, dank der zuvor durchgeführten Zusammenführung.

Verbindungsdesign

Klicken Sie auf Operation und wählen Sie Plate to plate. Wählen Sie Schraube A325 Größe 3/8.

Ändern Sie die Werte gemäß dem folgenden Bild. Beachten Sie, dass gemäß AISC 360-16 das Material verwendet werden muss, bei dem der Elastizitätsmodul in Zug/Druck und Schub um den Faktor 0,8 reduziert wird. Klicken Sie danach auf Editor.

Klicken Sie auf Explode, löschen Sie die Schrauben Nr. 2 und 4 und klicken Sie auf OK.

Nachdem Sie die Änderungen vorgenommen haben, sollte das Bauteil wie folgt aussehen. Fahren Sie fort, indem Sie auf OK klicken.

Die nächste Operation ist das Stiffening member, fügen Sie zunächst ein neues L-Profil L(Imp)3x3x1/4 gemäß den folgenden Schritten im Bild hinzu.

Ändern Sie dann die Werte gemäß den folgenden Anweisungen; das Verstärkungsbauteil sollte wie dargestellt positioniert sein.

Fügen Sie die Operation Bolt/Anchor grid mit den folgenden Werten hinzu.

Kopieren Sie die Operation GRD1 und ändern Sie die ausgewählten Werte wie im Bild dargestellt.

Fügen Sie nun eine Stiffening plate zur Verbindung mit den folgenden Werten hinzu.

Nehmen Sie danach im Editor Änderungen mithilfe der Fasen-Operation vor und richten Sie diese gemäß dem Bild ein.

Die letzte Operation ist der Schnitt der Platte, mit der wir unsere Verstärkungsplatte durch Schweißnähte mit dem Verstärkungsbauteil verbinden.

Klicken Sie nun auf Save und schließen Sie das Modul Connection.

Prüfung und Steuerung

Da wir auf beiden Seiten des Bauteils ähnliche Verbindungen haben, können Sie die Operationen vom ersten Knoten auf einen anderen kopieren. Wählen Sie einen anderen Knoten aus und klicken Sie dann auf Übernehmen.

Bevor Sie die Analyse starten, klicken Sie zunächst mit der linken Maustaste auf das U-Bauteil, fügen Sie die Operation Lateral Restraint hinzu und legen Sie die Werte gemäß der Abbildung fest.

Fügen Sie im nächsten Schritt die Operation Stiffeners auf dieselbe Weise wie im vorherigen Schritt hinzu und konfigurieren Sie die Werte wie dargestellt.

Für das realistische Verhalten der zugehörigen Bauteile schränken Sie die Lager von 177 und 117 auf X, Y, Z und Rx ein.

Schränken Sie außerdem die Lager von 145 und 83 auf X, Y, Z und Rx, Ry, Rz. ein.

Das Bauteil ist nun bereit zur Berechnung. Klicken Sie auf Berechnen, um die MNA-Analyse (materiell nichtlinear) zu starten.

Danach sehen Sie das Berechnungsergebnis. Wählen Sie dann die Registerkarte Nachweis und klicken Sie zunächst auf die Schaltfläche LBA und anschließend auf Berechnen.

Die zweite Analyse ist die LBA (Biegedrillknick-Analyse), bei der wir einen kritischen Faktor von weniger als 15 erhalten.

Dieses Ergebnis zeigt die Notwendigkeit, die GMNIA-Analyse (geometrisch und materiell nichtlinear) durchzuführen.

Da Biegedrillknicken untersucht wird, darf der Faktor k0 = 0,5 verwendet werden. Die Amplitude 0,5 • 16,4 • 12 / 200 = 0,492 Zoll wird auf die erste Knickform aufgebracht.

Klicken Sie auf das Feld Imperfektion für den kritischen Knickfaktor und tragen Sie den oben berechneten Wert in die Zeile ein, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Anschließend können Sie die letzte GMNIA-Analyse (geometrisch und materiell nichtlinear) starten.

Lesen Sie mehr über die Bauteilstabilität in IDEA StatiCa Member.