Verbindungen mit nur wenigen Klicks bemessen!

Keine Zeit zum Ausruhen

Warum ist es so wichtig, mit den Innovationstrends Schritt zu halten? Mit einem Wort: Produktivität. Es ist kein Geheimnis, dass die Zahl der neuen Bauingenieure und der Studenten an technischen Hochschulen rückläufig ist. Zudem wird leider erwartet, dass die Zahl in Zukunft eher ab- als zunehmen wird.

In der Zwischenzeit treiben die Anforderungen an Entwicklung und Design, der schnellere Bau in Entwicklungsländern, der Bedarf an Wohnraum und das Streben nach Kosten- und Umweltoptimierung den Bedarf an kürzeren Projektlaufzeiten voran. Mit weniger Menschen und mehr Arbeit wird eine höhere Produktivität unerlässlich.

Glücklicherweise ermöglicht es uns die Technologie, diesen Anforderungen gerecht zu werden. So können wir Entwürfe in wenigen Minuten fertig stellen, die mit herkömmlichen Methoden länger dauern würden.

Und was nun?

Die eigentliche Frage ist: Welche Möglichkeiten haben wir? Ehrlich gesagt, es gibt viele. Es ist fast genug, um jemanden in den Wahnsinn zu treiben! Der Schlüssel liegt darin, sie zu verstehen, und der erste Schritt besteht darin, überhaupt zu wissen, was auf dem Markt verfügbar ist. IDEA StatiCa bietet mehrere Möglichkeiten, Verbindungen mit wenigen Klicks zu gestalten. Einige davon gibt es schon länger, während andere, wie parametrische Vorlagen und die automatische Bemessung von Schweißnähten und Schrauben mit Hilfe von maschinellem Lernen (AI), erst kürzlich in der neuesten IDEA StatiCa v24.0 eingeführt wurden. Schauen wir uns das Ganze einmal genauer an.

Parameter in IDEA StatiCa und parametrische Vorlagen

Ich werde mich auf die Parameter konzentrieren, die direkt in IDEA StatiCa und den parametrischen Vorlagen gesetzt werden können, da sie meine absoluten Favoriten sind. Das Tolle daran ist, dass sowohl sehr erfahrene Profis als auch Neulinge von ihnen profitieren können.

Praktisch jeder kann den Entwicklermodus/Reiter in IDEA StatiCa Connection aktivieren. Hier können Sie Parameter festlegen, die mit bestimmten Komponenten auf der Grundlage der von Ihnen festgelegten Logik verknüpft werden können. Wenn Sie also eine Komponente ändern, passen sich die anderen verknüpften Elemente automatisch entsprechend an.

Sehen Sie sich zum Beispiel die folgende Abbildung an. Ich kann festlegen, dass sich bei einer Änderung der Breite der Verbreiterung auch die Position der Versteifungen entsprechend meinen Vorgaben ändert. Dasselbe gilt für alle Schweißnähte usw. Auf diese Weise kann ich mehrere Eigenschaften miteinander verbinden, was mir viel Zeit spart, da ich nicht jedes Mal, wenn eine Änderung erforderlich ist, wiederholte manuelle Anpassungen vornehmen muss.

Verstehen Sie, worum es geht?

In Version 24.0 haben wir diese Parameter noch ein wenig weiter entwickelt. Wir haben parametrische Vorlagen in die Verbindungsbibliothek aufgenommen, die innerhalb des Programms zugänglich ist. Jetzt können Sie nicht nur auf die vorhandenen Vorlagen zurückgreifen und sie für passende Topologien verwenden, sondern auch deren Einstellungen beim Erstellen Ihrer eigenen Verbindungen erkunden. Selbstverständlich können Sie die von Ihnen angepassten Vorlagen zur weiteren Verwendung speichern oder mit anderen in Ihrem Unternehmen teilen.

Dies ist nur ein kurzer Abriss der Funktionsweise. Wenn Sie mehr technische Details wissen möchten, lesen Sie die entsprechenden Versionshinweise oder erkunden Sie die Option direkt im Programm.

Ich werde versuchen, einige Beispiele für mögliche Arbeitsabläufe anzuführen, bei denen ich die Verwendung parametrischer Vorlagen für besonders nützlich halte und Sie von dieser Funktion profitieren können.

• Sie haben es mit einer komplexen Struktur zu tun, bei der sich die Topologie der Verbindungen in einem Projekt wiederholt. Anstatt die gleichen Vorgänge jedes Mal wiederholen zu müssen, können Sie eine einzige Vorlage definieren, die Sie wieder verwenden können. Dann passen Sie jeden Parameter im Abschnitt Entwurf durch einfache Eingaben an.
• Als leitender Ingenieur, der einen jüngeren Kollegen beaufsichtigt, möchten Sie die volle Kontrolle über das Modell behalten und gleichzeitig eine effiziente Überprüfung der verbleibenden Verbindungen sicherstellen. Sie erstellen zunächst ein Modell, von dem Sie überzeugt sind. Anschließend kann Ihr jüngerer Kollege die Abmessungen anpassen, ohne das Modell selbst zu verändern, so dass keine weiteren Eingriffe erforderlich sind.

• Sie arbeiten an Offshore-Strukturen, bei denen Sie immer wieder dieselbe Art von Verbindungen herstellen müssen. Speichern Sie Ihre parametrischen Vorlagen zur Wiederverwendung in mehreren Projekten.

Ich bin überzeugt, dass Ihnen noch weitere Möglichkeiten zur Verwendung der Parametrisierung einfallen werden. Aber schauen wir mal, was es sonst noch gibt, denn die Effizienzsteigerung hängt nicht nur von der Parametrisierung ab. Es gibt noch weitere alternative Möglichkeiten, Verbindungen zu gestalten.

Automatischer Entwurf der Komponenten

Von nun an müssen Sie nicht mehr Schweißnaht für Schweißnaht entwerfen. Wie wäre es, wenn Sie einfach auf eine Schaltfläche klicken, und die Größenbestimmung wird automatisch durchgeführt? In IDEA StatiCa haben wir mehrere Optionen für Schweißnähte, aber auch etwas für Schrauben.

Schweißnähte können automatisch entsprechend der Kapazitätsabschätzung oder der Festigkeit der verbundenen Bleche (Duktilitätsgrad) ausgelegt werden, je nachdem, welche Option Sie wählen.

Die Schweißnahtauslegung nach Duktilität wird nach Formeln aus den Normen berechnet. Die wichtigsten Eingaben sind dabei die Dicke und der Werkstoff der Anschlussbleche, aus denen dann die Werte für die Schweißnähte ermittelt werden.

Zusätzlich zu der obigen Option gibt es die Schweißnahtauslegung nach Festigkeitsabschätzung. Und das ist DIE Innovation.

Über die Vorteile der KI ist schon viel gesagt worden. Die Zeit ist reif für praktische Anwendungen und endlich mal etwas Neues und nicht nur die altbekannten Chatbots. Mit automatisierten Konstruktionen, ob mit Schweißnähten oder Schrauben, betreten wir eine ganz andere Dimension der Prozessbeschleunigung. Diese auf Eurocode (EN)-Projekte zugeschnittene Funktionalität schätzt die Kapazität aller Schweißnähte innerhalb des Modells. Sie nutzt Daten aus maschinellem Lernen, die Tausende von Schweißnahtmodellen umfassen, die verschiedenen Belastungsszenarien ausgesetzt wurden. Der Kapazitätsschätzungsprozess berücksichtigt sowohl das Verbindungsdesign als auch die Einwirkungen.

Eine ähnliche Option wurde für Schrauben entwickelt. Die automatische Bemessung von Scherschrauben kann unter Berücksichtigung der Scherbelastung einen effizienten Entwurf für Rippenplatten oder Verbindungsstellen vorschlagen. Die Schraubenauslegung wird automatisch so angepasst, dass sie der Belastung standhält und gleichzeitig der vorgegebene Auslastungsgrad eingehalten wird.

Ziemlich fortschrittliches Zeug, viele Möglichkeiten, und wir machen weiter.

Parametrischer Entwurf mit dem Grasshopper-Plugin

Im Zusammenhang mit unserem Thema steht die Möglichkeit des parametrischen Designs mit dem Grasshopper Plugin, aber das ist ein so langes Thema, dass es besser für einen anderen Beitrag geeignet ist. In der Zwischenzeit kann sich jeder, der an diesem Thema interessiert ist, unser bereits gestreamtes Webinar zum selben Thema ansehen.

Die Zukunft ist da

Wie Sie sehen, gibt es zahlreiche Möglichkeiten, Ihren Arbeitsablauf zu verbessern. Angesichts des zunehmenden Drucks auf die Produktivität probieren wir auch Funktionen aus, die Ihre Entwürfe beschleunigen können. Ich schlage vor, sie einzeln auszuprobieren und an die spezifischen Entwürfe anzupassen, an denen Sie arbeiten. Auch wenn es sich zunächst überwältigend anfühlt, werden die Vorteile dieser neuen Optionen bald die anfänglichen Herausforderungen überwiegen.