Intelligente Software als Grundlage für die optimale Gestaltung von Bodenelementen

In der Beton & Stahlbau Ausgabe 4 von 2018 wurde in dem Artikel "Vielseitige Software für die Betonfertigteilindustrie" erläutert, wie der Softwarespezialist i-Theses eine Lösung für den ganzheitlichen Prozess von der Bestellung bis zur Lieferung von Deckenelementen bietet. Neben dem administrativen Teil, dem Zeichnen, der Produktion und dem Einbau auf der Baustelle ist aber auch die Statik sehr wichtig.

Analyse von Kanalplatten unter dem Einfluss von Durchdringungen und Aussparungen.

Nach der europäischen Bauproduktenverordnung 305/2011 muss jedes in Verkehr gebrachte Bauprodukt sieben Grundanforderungen erfüllen. Das Grundprinzip lautet: "Das Bauwerk als Ganzes und auch seine einzelnen Teile müssen für den vorgesehenen Verwendungszweck geeignet sein. Die ersten beiden Grundanforderungen beziehen sich auf die Statik:

1 Mechanische Festigkeit und Stabilität:

a. Verhinderung von Einstürzen;

b. Begrenzung der signifikanten Verzerrung;

c. Vermeidung von Schäden an der Struktur oder anderen Teilen aufgrund erheblicher Verformungen.

2 Brandsicherheit:

d. Gewährleistung der Tragfähigkeit im Brandfall.

Damit wird deutlich, dass die Berechnung ein integraler Bestandteil der Verordnung ist, die die Grundlage für eine Leistungserklärung (DoP) und die CE-Kennzeichnung bildet. Der Leitfaden für statische Berechnungen sind harmonisierte Normen, deren Rückgrat die Eurocodes bilden. Für Deckenfertigteile aus Beton gibt es zusätzlich zu den allgemeinen Bestimmungen (EN13369) spezifische Produktnormen:

Rinnenplatten EN 1168

Kombinationsböden EN 15037

Rippenbodenelemente EN 13224

Breite Brammen EN 13747

Gesamtlösung
Im Jahr 2006 wurde Brecht Beirinckx vom Ingenieurbüro Streng-th gebeten, einen neuen Hersteller bei der Berechnung von vorgespannten Hohlkörperplatten zu beraten. "Diese Beratung führte zu einem Berechnungsblatt, das gut aufgenommen wurde und sich später zu einem vollwertigen, eigenständigen Programm entwickelte.
Anwendung, PreConSlab, die 2010 eingeführt wurde", blickt Beirinckx zurück. "Es wurde schnell klar, dass PreConSlab und die Werkzeuge von i-Theses komplementär eingesetzt werden können. Im Jahr 2011 gingen i-Theses und Streng-th eine Partnerschaft ein, um eine Gesamtlösung für Kanalplatten anzubieten."

AutoFloor - vorgespannte Deckenelemente werden automatisch mit PreConSlab berechnet.

Integration
Die Stärke dieser Zusammenarbeit liegt in der weitreichenden Integration von Zeichnung und Berechnung. "Die geometrischen Eigenschaften des Bodenelements und die einwirkenden Lasten werden direkt aus der Zeichnung an das Berechnungsmodul gesendet und durchgerechnet", so Beirinckx weiter. "Das Ergebnis mit optimierter Bewehrung wird in die Zeichnung übernommen. Anschließend kann ein Berechnungsbericht erstellt werden." PreConSlab verfügt auch über eine grafische Benutzeroberfläche, mit der detaillierte F&E-Berechnungen erstellt und analysiert werden können. Durch eine umfassende Parametrisierung können nahezu beliebige Formen definiert werden. Es ist auch möglich, Berechnungseinstellungen und Normkoeffizienten zu ändern, die als Vorlagen gespeichert werden können.

Zufällige Belastungen auf dem Kombinationsboden.

Nachbereitung
PreConSlab wurde ursprünglich für Hohlkörperdecken (EN1168) entwickelt. Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach einer integrierten Möglichkeit zum Zeichnen und Berechnen von Verbunddecken wurde das Paket weiterentwickelt und die Software um Berechnungsregeln für Verbunddecken (EN15037) erweitert. "Mit der Einführung der Eurocodes 2.0 - der neuen Generation von Baunormen, die für den Zeitraum 2021-2023 vorgesehen ist - wird ein weiterer Schritt in Richtung einer gründlichen Optimierung und eines nachhaltigen Entwurfs von Deckenelementen getan", so Beirinckx.

Überprüfung
Die Entwicklung von PreConSlab findet innerhalb der Unternehmensgrenzen von Streng-th statt. Dadurch ist es möglich, die verfügbaren Berechnungsregeln kontinuierlich an praktischen Fällen zu testen. Beirinckx: "Indem wir die Entwicklung der Normen und der verfügbaren Literatur verfolgen, bleibt PreConSlab auf dem neuesten Stand. Auch dank der praktischen Erfahrung in unserem Büro ist das Tandem PreConSlab-AutoFloor zur Referenz in der Branche geworden."

Text | Streng-th/Chris Elbers   Bild | i-Theses/Streng-th
Bild: Biegesteifes vorgespanntes Kanalbrett mit Öffnungen: M_Ed gegen M_Rd .