Mit Übergabe an Bemessungsprogramme

Zeiteffiziente Tragwerksplanung dank Open-BIM

Mit THE VIEW entsteht in Bad Aibling ein gigantisches Wohnquartier. Abb.: BPD Immobilienentwicklung

Das Ingenieurbüro concon aus Traunstein wurde mit der planerischen Gesamtbetreuung des Bauvorhabens betraut. Im Projektbericht gibt der verantwortliche Tragwerksplaner Florian Lindner ausführlich Einblick in den digitalen Planungsprozess, der von einem Datenaustausch mit offenen Informationsmodellen zwischen CAD- und Berechnungssoftware geprägt war.

Die Wohnanlage THE VIEW bietet im Stadtteil Harthausen auf einer Gesamtfläche von etwa 21.000 m² Platz für 17 Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 193 Eigentumswohnungen. Auch eine Kindertagesstätte wird dem Areal angehören. Der Bauabschnitt 1 (4490 m²) befindet sich bereits seit Juni 2022 im Bau. Für den Bauabschnitt 2 (3430 m²) ist der Baubeginn für das Frühjahr 2023 geplant. 

Dieser gründet zusammen mit dem dritten Bauabschnitt (4350 m²) auf einer gemeinsamen Tiefgarage. Während das Ingenieurbüro concon für den Bauabschnitt 1 neben der Kernkompetenz Tragwerksplanung, der Bewehrungs- und Schalplanung auch den Wärme- und Schallschutz übernahm, wurden die Ingenieure für die beiden darauffolgenden Abschnitte zusätzlich mit dem Brandschutz und dem GEG-Nachweis beauftragt.

Planerische Gesamtbetreuung

"Gerade bei einem solch großen Projekt ist es sinnvoll, dass wir die planerische Gesamtbetreuung für zwei der drei Bauabschnitte übernommen haben, um den Planungsablauf zu optimieren. Weil die gesamte Planung aus einem Büro kommt, können wir maximal effizient arbeiten", sagt Benjamin Di-Qual, der gemeinsam mit Raphael Huber die Geschäfte von concon führt. Weil alle drei Bauabschnitte mit Gebäuden der Gebäudeklassen 3 und/oder 4 geplant wurden und damit prüfpflichtig sind, bestand die Hauptaufgabe der Tragwerksplaner darin, eine prüffähige und nachvollziehbare Statik zu erstellen. Um dies zu gewährleisten, griff das Ingenieurbüro aus Traunstein auf Frilo als alleiniges statisches Rechenprogramm zurück.

Zunächst wurden die Daten des Modells, das vom verantwortlichen Architekturbüro mit Allplan angefertigt worden war, via IFC-Datei an den BIM-Connector übergeben und auf diese Weise in Frilo integriert. Dort reduzierte Florian Lindner, der das Projekt betreute, das Modell erst einmal über die Funktion "Lastabtrag über Material" auf die für den Lastabtrag relevanten, tragenden Bauteile.

"Die Zuordnung von tragenden und nichttragenden Strukturen funktioniert im Physischen Modell schnell und zuverlässig. Sind die eingesetzten Materialien vom Architekten korrekt klassifiziert, lassen sich Dämmungen, Trockenbauwände und sonstige Elemente, die für meine Statik belanglos sind, einfach per Knopfdruck entfernen. Der BIM-Connector ist eine enorme Hilfe, wenn es darum geht, ein Modell vom Architekten auf seine Tragwerksstrukturen zu reduzieren", resümiert der Ingenieur. "Bevor ich mit dem BIM-Connector gearbeitet habe, hätte ich für die manuelle Eingabe eines Projekts solcher Dimensionen in Frilo mehrere Tage gebraucht. Dank des automatisierten Modellimports über den BIM-Connector fällt die manuelle Eingabe nun weg. Die Obergeschosse der sechs Häuser konnte ich so an nur einem Tag eingeben und auf Plausibilität überprüfen", verdeutlicht er die signifikante Ersparnis an Arbeitszeit. Ab einem Bauvorhaben von der Größe eines Mehrfamilienhauses sei der Einsatz des BIM-Connector laut Lindner sinnvoll.

Vom Physischen Modell ins Berechnungsmodell

Nachdem die ersten Anpassungen vorgenommen waren, wechselte der Tragwerksplaner im BIM-Connector vom Physischen Modell ins Berechnungsmodell, wodurch die Volumenelemente automatisch in Stab- und Flächenelemente umgewandelt wurden. Die im Berechnungsmodell zur Verfügung gestellten Funktionen erlaubten es ihm, im Handumdrehen ein korrektes statisches Modell zu erzeugen. So lässt sich beispielweise die Geometrie der Berechnungselemente anpassen. Unverbundene Bauteile können verbunden, Wände können zerlegt werden. 

"Aufgrund der unterschiedlichen Wandstärken zwischen der Mauerwerkswand im Erdgeschoss und der Wand aus Stahlbeton im Untergeschoss musste ich in diesem Projekt die Außenwände manuell zueinander verschieben, um einen sauberen Lastabtrag in der Tragachse zu gewährleisten. Das hat aber super funktioniert", erklärt Lindner und ergänzt: "Auch Anforderungen an eine komplexere Geometrie wie Höhensprünge löste der BIM-Connector äußerst zufriedenstellend." Nachdem im Berechnungsmodell alle Eingaben überprüft und ungünstige Bauteilausrichtungen behoben worden waren, ging Lindner zur eigentlichen statischen Bauteilbemessung über.

Im Fall von Bauabschnitt 2 erstellte er für jedes der sechs Häuser eine eigene statische Position und ermittelte den Lastabtrag geschossweise Haus für Haus mit dem GEO von Frilo. Ein siebtes Modell wurde für die Tiefgarage erzeugt. "Um die Lastübernahme aus den Gebäudepositionen im Tiefgaragen-Modell zu berücksichtigen, habe ich die Lasten der sechs Häusermodelle auf die Tiefgarage weitergeleitet", beschreibt Lindner sein Vorgehen.

Bemessung einzelner Bauteile

Als der vertikale Lastabtrag für den kompletten Bauabschnitt ermittelt war, steuerte der Tragwerksplaner die entsprechenden Frilo-Programme für die Bemessung einzelner Bauteile an. Die Decken berechnete Lindner mit dem Plattenprogramm PLT. Für die Berechnung der Unterzüge griff er auf den Durchlaufträger DLT zurück. Bei der Nachweisführung für Wände und Stützen machte er vom B5+ Gebrauch.

Für jene Berechnungen wurden die im GEO bereits vordefinierten Geometrien sowie die dort ermittelten Lasten automatisch übergeben. Für die Bemessung des Dachstuhls kamen schließlich noch das DACH+ sowie das HTM+ und das HO1+ zum Einsatz. "THE VIEW war erst mein zweites Projekt mit dem BIM-Connector. Dank seiner klar strukturierten und übersichtlichen Benutzeroberfläche habe ich mich schnell zurechtgefunden. Außerdem hat mir die Schnittstelle zum GEO ein korrektes, prüffähiges und nachvollziehbares Ausgabedokument zu den statischen Berechnungen ermöglicht. Ich freue mich, den BIM-Connector auch für zukünftige Projekte einzusetzen", zieht Lindner ein positives Fazit.

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