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DIE GENERATION 8

Einleitung

Bei der Entwicklung der Generation 8 haben wir folgende Schwerpunkte gesetzt, welche sich durch die ganze Programmpalette ziehen:

Neben diesen Schwerpunkten haben wir alle Programme weiterentwickelt, viele neue Funktionen addiert und bestehende verbessert, um Ihnen noch produktivere Werkzeuge für den Praxiseinsatz anzubieten.

Die Schwerpunkte

Building Information Modeling (BIM)

Um die Cubus-Berechnungsmodelle möglichst einfach mit der BIM-Welt zu verknüpfen, haben wir das Modul BIMlink entwickelt, welches sowohl in CEDRUS als auch in STATIK integriert ist. BIMlink ist ein flexibles Werkzeug, welches dem Benutzer erlaubt, digitale Gebäudedaten unterschiedlicher Datenqualität einzulesen und daraus ein Berechnungsmodell zu erstellen. Dank der eingebauten Update-Funktion kann das Berechnungsmodell nach Änderungen an den BIM-Daten mit wenig Aufwand aktualisiert werden.

(Lesen Sie die Details zu CEDRUS und STATIK)

BIM

MURUS-P: Pushover-Analyse von Mauerwerksgebäuden

Das Modul MURUS-P als Option zu MURUS ermöglicht den Erdbebennachweis von Gebäuden aus Mauerwerk sowie gemischter Bauweise (Stahlbeton und Mauerwerk) nach den SIA Normen. Das Programm wurde speziell für die aktuellen Schweizer Verhältnisse (d.h. Baustoffe, Geometrie, Bauweise, seismische Gefährdung) entwickelt und auf Praxistauglichkeit ausgelegt. Mit MURUS-P können in CEDRUS erstellte Gebäude mittels Pushover-Berechnungen im Programm STATIK analysiert werden.

(Lesen Sie die Details zu MURUS-P)

MURUS-P

Stahlbetonwände des Hochbaus

Um die Bewehrungsberechnung von Hochbauwänden in den Cubus-Programmen produktiver zu gestalten, haben wir zwei neue Rechenmodule entwickelt. Das erste Rechenmodul wurde für die Programme FAGUS, STATIK und CEDRUS entwickelt und ist für einzelne Tragwände oder Kerne ohne Öffnungen optimiert (z.B. Erdbeben­wände). Das zweite Rechenmodul ist eine Erweiterung des Gebäudemoduls von CEDRUS und ermöglicht die Bemessung von grossen Stahlbetonwandscheiben mit Öffnungen direkt im Plattenstapelmodell.

(Lesen Sie die Details zu CEDRUS, STATIK und FAGUS)

BIM

CubusExplorer und Grafikeditor

Wir haben den CubusExplorer, welcher mit den neueren Windows-Versionen nicht mehr optimal harmoniert, vollständig neu programmiert und ihn dadurch viel produktiver machen können. Auch der Grafikeditor, die grafisch interaktive Schnittstelle aller Cubus-Programme, wurde rundum erneuert, ohne die gewohnte Cubus-Arbeitsweise zu verändern. Neben den vielen optischen Verbesserungen, welche sich insbesondere bei hochauflösenden Bildschirmen entfalten, haben wir zur Produktivitätssteigerung bestehende Funktionen verbessert und neue hinzugefügt.

(Lesen Sie die Details zum CubusExplorer und zum Grafikeditor)

BIM

Softwareinstallation und Lizenzverwaltung

Das Installationsprogramm und die Lizenzverwaltung wurden rundum erneuert. Mit der Generation 8 verzichten wir auf die Installations-CD und bieten neu die Installation direkt ab unserer Homepage an. Die dabei verwendete Standard­paketierung mittels MSI reduziert zudem den Installationsaufwand für Systemadministratoren und erlaubt neu das Einspielen von Updates während des laufenden Betriebes.

(Lesen Sie die Details zur Softwareinstallation)


CEDRUS

Building Information Modeling (BIM)

Das Gebäudemodell ist mit dem neuen Modul BIMlink direkt an die BIM-Welt angeschlossen. Als Erweiterung des Gebäudemodelles (Option G) erlaubt BIMlink die flexible Übernahme von BIM-Daten aus Quellen sehr unterschiedlicher Qualität: Vom digitalen 2D-Plan über das 3D-Architekturmodell bis zum 3D-Tragwerksmodell. BIMlink kann im Dialog mit dem Benutzer diese Daten effizient in ein sinnvolles Berechnungsmodell überführen.

Architekturmodell
3D-Architekturmodell

3D-Architekturmodell

Geschossdaten
Extrahierte Geschossdaten des Gebädemodells

Extrahierte Geschossdaten des Gebäudemodells

Dank der praktischen Update-Funktionalität kann BIMlink spätere Änderungen an den BIM-Daten durch Vergleich mit dem Original entdecken. Dabei werden nur die für das Berechnungsmodell relevanten Änderungen angezeigt und das Berechnungs­modell lässt sich somit gezielt auf den neuesten Stand bringen.

BIM Updatefunktion in 3D-Strukturansicht
Ansicht der Struktur nach einem BIM-Update: Veränderte Stütze in der 3D-Ansicht (links) und in der Geschossansicht (rechts).

Ansicht der Struktur nach einem BIM-Update: Veränderte Stütze in der 3D-Ansicht (links) und in der Geschossansicht (rechts).

Die Features im Detail:

Wandpfeiler aus Stahlbeton

Mit der neuen Wandpfeiler-Berechnung des Gebäudemoduls kann die Bemessung der Bewehrung von Wänden und Wandpfeilern direkt im Plattenstapelmodell erfolgen. Die neue Berechnung erlaubt die detaillierte Bemessung der Vertikal- und Horizontalbewehrung (d.h. Durchmesser und Abstand) und den Nachweis einer gegebenen Bewehrungsanordnung für vertikale und horizontale Lasten (z.B. Erdbeben-Ersatzkräfte).

Die Features im Detail:

3D-Strukturansicht
Stahlbeton-Wandpfeiler in der 3D-Strukturansicht und im Bemessungsdialog mit Bewehrungsdetails

Stahlbeton-Wandpfeiler in der 3D-Strukturansicht und im Bemessungsdialog mit Bewehrungsdetails

Stahlbetonscheiben

Mit der neuen „CEDRUS-S”-Berechnung des Gebäudemoduls können Wandscheiben mit grossen Öffnungen und Abfangscheiben mittels der FE-Methode direkt im Plattenstapelmodell berechnet werden. Die Bewehrung der Stahlbetonscheiben wird mit dem Scheibenmodul (Option S) ermittelt, wobei die Geometrie-, Material- und Lastdaten aus der Plattenstapelberechnung stammen. Ist die Option H vorhanden, können zudem auch horizontale Lasten (z.B. Erdbeben- Ersatzkräfte) untersucht werden.

CEDRUS, Scheibe mit grossen Öffnungen
Wandscheibe mit grossen Öffnungen

Wandscheibe mit grossen Öffnungen

Resultierende Hauptspannungen
Resultierende Hauptspannungen

Resultierende Hauptspannungen

Hochbausteifigkeit

Manchmal steht eine Wand nur auf einer Platte, ohne untenstehende Wände oder Stützen, welche die Last weiterleiten. Um zu verhindern, dass diese Wand zu viel Last übernimmt und die Platte damit zu grosse Durchbiegungen erhält, konnte der Benutzer bisher die Wandsteifigkeit manuell reduzieren. Mit dem neuen Feature „Hochbausteifigkeit” des Gebäudemoduls ist dies nun nicht mehr notwendig. Das Plattenstapelmodell bestimmt bei aktivierter Hochbausteifigkeit die Steifigkeitswerte von Wänden und Stützen automatisch aus der Konfiguration der untenstehenden Elemente. Dies führt zu realistischeren Durchbiegungen und Fusskräften von Wänden und Stützen.
3-D-Rendering eines Gebädemodells
3D-Rendering eines Gebäudemodells

3D-Rendering eines Gebäudemodells

Fusskräfte von Wandscheiben ohne Hochbausteifigkeit
Fusskräfte von Wandscheiben ohne Hochbausteifigkeit

Fusskräfte von Wandscheiben ohne Hochbausteifigkeit

Fusskräfte von Wandscheiben mit Hochbausteifigkeit
Fusskräfte von Wandscheiben mit Hochbausteifigkeit

Fusskräfte von Wandscheiben mit Hochbausteifigkeit

Diagnose-Werkzeug bei Modellierungsfehlern

Das Gebäudemodul bietet neu ein Diagnose-Werkzeug an, welches die Behebung von Modellierungsfehlern im Stabmodell vereinfacht. Mit dem grafisch-interaktiven Werkzeug kann die Fehlerursache schneller erkannt werden und das Problem einfacher behoben werden.

Lokale Durchbiegungen von Platten

Zur Unterstützung des Gebrauchstauglichkeitsnachweises von Platten können zusätzlich zu den absoluten Durchbiegungen entlang eines Schnittes auch die lokalen Durchbiegungen zwischen den Auflagerpunkten ermittelt werden.

Relative Durchbiegungen der Platte in 3D-Ansicht
Relative Durchbiegungen der Platte in 3D-Ansicht

Relative Durchbiegungen der Platte in 3D-Ansicht

Relative und absolute Durchbiegungen
Relative (unten) und absolute (oben) Durchbiegungen

Relative (unten) und absolute (oben) Durchbiegungen


STATIK

Building Information Modeling (BIM)

STATIK ist mit dem neuen Modul BIMlink direkt an die BIM-Welt angeschlossen. Als Erweiterung der 3D-Option erlaubt BIMlink das Einlesen von 3D-BIM-Modellen zur Erstellung eines sinnvollen Berechnungsmodelles. Dank der praktischen Update-Funktionalität kann BIMlink spätere Änderungen an den BIM-Daten durch Vergleich mit dem Original entdecken. Dabei werden nur die für das Berechnungsmodell relevanten Änderungen angezeigt und das Berechnungs­modell lässt sich somit gezielt auf den neuesten Stand bringen.

BIM-Modell einer Stahlstruktur
BIM-Modell einer Stahlstruktur und Querschnittsübernahme im Stab-Dialog

BIM-Modell einer Stahlstruktur und Querschnittsübernahme in den Stab-Dialog

Die Features im Detail:

Wandpfeiler aus Stahlbeton

Mit der neuen Wandpfeiler-Berechnung kann die Bewehrung von Wänden und Wandpfeilern eines Cubus-Gebäudemodelles analysiert werden. Die neue Berechnung erlaubt die detaillierte Bemessung der Vertikal- und Horizontalbewehrung (d.h. Durchmesser und Abstand) und den Nachweis einer gegebenen Bewehrungsanordnung für vertikale und horizontale Lasten. Zusammen mit der Option Dynamik kann die Erdbebensicherheit von Stahlbetonwänden mit der Ersatzkraft-, der Antwortspektren- oder der Zeitintegrationsmethode nachgewiesen werden.

Stahlbetonwand mit berechnetem Spannungsfeld
Stahlbetonwand mit berechneten Spannungsfeldern

Stahlbetonwand mit berechneten Spannungsfeldern

Stahlbetonwand mit berechnetem Spannungsfeld
Dialog mit den Bewehrungsdetails

Dialog mit den Bewehrungsdetails

Zeitintegration für Erdbeben

Zusätzlich zum bereits vorhandenen Antwortspektrenverfahren besteht neu auch die Möglichkeit, eine direkte Zeitintegration mit Beschleunigungs­zeitverläufen, sogenannten Akzelerogrammen, durchzuführen. Im Gegensatz zum Antwort­spektren­verfahren erfüllen die berechneten Schnittgrössen in jedem Zeitpunkt die Gleichgewichts­bedingungen und es sind für jede Schnittgrösse deren zugehörige Schnittgrössen verfügbar.

Neben den mitgelieferten Akzelerogrammen können auch eigene erzeugt und benutzt werden. Die Berechnung liefert die Verschiebungen und die Schnittgrössen der Struktur zu einem bestimmten Zeitpunkt sowie die Erdbebenmaxima, die in jede Grenzwertspezifikation aufgenommen werden können. Die Diagramme der modalen Verschiebungen sind ebenfalls verfügbar.

Akzelerogramm und modale Verschiebung
Akzelerogramm und modale Verschiebung

Akzelerogramm und modale Verschiebung

Neue Querschnittsdarstellungen

Bei grossen Strukturen mit vielen Stäben und unterschiedlichen Querschnitten kann es schwierig sein, die Querschnitts­eigenschaften der Stäbe zu visualisieren. Wir haben deshalb eine zusätzliche Darstellungsart eingeführt, die es erleichtert, die Querschnitts­eigenschaften zu kontrollieren und zu dokumentieren. Dabei werden die Stäbe anhand des Querschnittstyps und der Querschnitts­grösse in unterschiedlichen Farben dargestellt.

Neue Querschnittsdarstellung
Neue Querschnittsdarstellung

Neue Querschnittsdarstellung


FAGUS

Stahlbetonwände

Mit der neuen Analysefunktion „Stahlbetonwände” von FAGUS lassen sich Einzelwände und ganze Wandpfeiler effizienter bemessen und nachweisen.

Bei der klassischen Balken-Betrachtungsweise werden die Beanspruchungen aus „Biegung mit Normalkraft” und „Querkraft- und Torsion” getrennt berechnet und die zusätzlich erforderliche Längsbewehrung infolge V-T an den Knotenpunkten (Wandenden) je zur Hälfte addiert. Dies führt bei Wänden meistens nicht zu einer optimalen Lösung. Verantwortlich dafür ist eine in der Regel grosse Normalkraft, welche günstigere Lösungen zulässt.

Unter Verwendung von Spannungsfeldern kann eine Bewehrung bestimmt werden, welche den erforderlichen Widerstand aufgrund von Gleichgewichtsüberlegungen am Scheibenelement herstellt. Dies gilt auch für die klassische Biegebetrachtung, falls die Wand als gesamtes Element betrachtet und bemessen wird.

Spannungsfelder in einer Stahlbetonwand
Spannungsfelder in einer Stahlbetonwand

Spannungsfelder in einer Stahlbetonwand

Vorteile dieser Betrachtungsweise:

Neu bei der Bemessung von Wänden und Wandpfeilern:

Erdbebenanalysen: Verbesserte Torsionssteifigkeit von Wandpfeilern

Bei einem Gebäude mit Pendel-Stützen und einem einzigen Kern stellt die Ermittlung einer realistischen Torsionssteifigkeit für offene Querschnitte eine Herausforderung dar.

Neben der St. Venant'schen Torsion muss unbedingt auch ein Anteil aus Wölbtorsion berücksichtigt werden. Im Rahmen eines Stabprogrammes ist dafür aber keine exakte Lösung möglich und die Schwierigkeit besteht in der Formulierung von Randbedingungen an den Stabenden. Das statische Modell eines Gebäudes stellt einen Sonderfall dar, weil die Struktur immer ähnlich aufgebaut ist: Die Geschossdecken bilden in regelmässigen Abständen (Stockwerkhöhen) Querschotte zum Kern, welcher als einziger vertikaler Stab eine Torsionssteifigkeit liefert.

Geschossplatte mit torsionssteifem Kern
Geschossplatte mit torsionssteifem Kern

Geschossplatte mit torsionssteifem Kern

FAGUS als Batch-Programm


AVENA

In den bisherigen Versionen von AVENA beschränkte man sich darauf, einen Nachweis zu erbringen, indem man die entsprechenden Formelwerte für die gegebenen Beanspruchungen auswies. Ein Wert kleiner als Eins bedeutete, dass der Nachweis erfüllt war. Immer öfter wurde jedoch der Kundenwunsch geäussert, einen Ausnutzungswert in Bezug auf die gegebenen Schnittkräfte zu erhalten. Mit der neuen Generation ist dies nun möglich.

Bei Nachlaufberechnungen aus dem STATIK-Programm heraus, kann das oben beschriebene Berechnungsverfahren optional ausgeschaltet werden, um die damit verbundenen grösseren Rechenzeiten zu vermindern.

In der neuen AVENA-Generation werden zusätzlich die gegebenen Schnittkräfte so lange gesteigert oder reduziert, bis der höchste Formelwert genau den Wert Eins erreicht.

Zusätzlich zur numerischen Dokumentation der Analyse kann neu auch ein grafischer Druckeintrag für den Bericht erstellt werden.

Grafischer Druckeintrag
Grafischer Druckeintrag für Stützen

Grafischer Druckeintrag für Stützen

Grafischer Druckeintrag
Grafischer Druckeintrag für Träger

Grafischer Druckeintrag für Träger


LARIX

Standsicherheit

Im Modul „Standsicherheit” muss der Bereich der zu untersuchenden Gleitkreiszentren vor der Berechnung festgelegt werden. Um die massgebende Gleitlinie zu finden, muss Grösse und Lage des Bereichs anhand der Resultate meistens angepasst werden. Die Festlegung dieses Bereichs wird neu mit einer Vorschau der resultierenden Standsicherheiten extrem erleichtert. Beim Verändern des Bereichs werden die Isolinien der Sicherheiten im Hintergrund gerechnet und sofort angezeigt. Larix Standsicherheit, Vorschau Sicherheiten
Vorschau der Sicherheiten

Vorschau der Sicherheiten

Baugruben

Bis anhin wurden die Erddrücke und die Erdwiderstände nach der klassischen Erddrucktheorie von Coulomb berechnet. Entsprechend mussten die Bedingungen für die Anwendbarkeit, wie horizontaler Schichtverlauf, ebene Terrainoberfläche usw., eingehalten werden. Um für künftige Entwicklungen flexibler zu sein, haben wir den Rechenkern des Moduls „Baugruben” komplett neu programmiert. Dabei setzen wir für die Erddruckberechnung, wie im Modul „Stützmauern”, die verallgemeinerte Methode nach Culmann ein.

Die Features im Detail:

  • Bessere Konvergenz bei der iterativen Wandlängenermittlung
  • Die Abstützungen können nun auch für mehrere Etappen als elastische Federn definiert werden.
  • Der Erddruck von beliebigen äusseren Lasten wird, wie der Erddruck aus Bodeneigengewicht, mit der Methode nach Culmann bestimmt und kann für jede Belastung ausgegeben werden.
  • Der Lastfall Erdbeben mit seinen auf den Boden wirkenden zusätzlichen Beschleunigungen wird mit der Methode Culmann realistischer erfasst.
Larix Baugruben
Baugruben: Erddruck aus äusserer Last mit Bruchlinien

Baugruben: Erddruck aus äusserer Last mit Bruchlinien


CubusExplorer

Das seit der ersten Version des CubusExplorers eingesetzte Protokoll für die Kommunikation zwischen dem CubusExplorer und den Cubus-Programmen funktioniert mit den neueren Windows-Version nicht mehr optimal. Dieses und andere Probleme haben dazu geführt, dass der CubusExplorer auf einigen Systemen immer langsamer wurde.

Dies hat uns veranlasst, den CubusExplorer von Grund auf neu zu programmieren und an die neuen Gegebenheiten der Betriebssysteme anzupassen. Mit der Generation 8 wird dieser neue CubusExplorer zum Einsatz kommen.

Folgende Neuerungen erwarten Sie:

CubusExplorer Vorschau
Vorschau von Platten im Gebäude

Vorschau von Platten im Gebäude

CubusExplorer Querschnitte
Vorschau der Querschnittsbibliothek in einer Statik-Berechnung

Vorschau der Querschnittsbibliothek in
einer Statik-Berechnung


Grafikeditor

Clipping-Box

Für die 3D-Module STATIK-8, CEDRUS-8-Gebäude oder BIMlink wurde die Sichtbarkeitssteuerung mit der sogenannten Clipping-Box erweitert. Neben der numerischen Eingabe von Position und Grösse kann diese jetzt sehr bequem grafisch verschoben und in der Grösse verändert werden (siehe Video).

Grafische Anpassung der Clipping-Box

Benutzeroberfläche

Die Benutzeroberfläche aller Programme wurde überarbeitet. Einerseits wurden die Programme an die Bedürfnisse der aktuellen Windows-Versionen angepasst und andererseits erfordert die Unterstützung von hochauflösenden Bildschirmen grössere Anpassungen.

Bei hochauflösenden Bildschirmen, z.B. mit einer UHD-Auflösung, kann es notwendig sein, Texte und andere Elemente der Benutzeroberfläche zu vergrössern (Anzeigeeinstellungen von Windows). Diese Skalierung erfordert eine Anpassung der Programme, welche bereits in der Generation 7 enthalten war.

Die auf den Schaltflächen abgebildeten grafischen Symbole (Icons) wurden bisher aber nicht skaliert und waren bei höheren Skalierungsgraden nicht mehr gut erkennbar. Für die Generation 8 haben wir sämtliche Icons aller Programme neu erstellt. Sie werden jetzt entsprechend dem Skalierungsgrad der Bildschirme angepasst.

Grafikeditor-1
Neue, skalierbare Icons auf den Schaltflächen

Neue, skalierbare Icons auf den Schaltflächen

Tastenkürzel

Der vielfache Wunsch nach Tastenkürzel für die Funktionen des Grafikeditors wurde realisiert. Sämtliche Funktionen des Bearbeiten-Kontextmenus können vom Anwender in einem Dialog mit einem Tastenkürzel versehen werden, welcher dann auch im Kontextmenu angezeigt wird. Dies vereinfacht und beschleunigt das Arbeiten mit häufig benutzten Funktionen. Sie tippen nach der Selektion, ohne das Kontextmenu zu öffnen, nur einen Buchstaben, um die Aktion auszulösen.

Shortcuts-1
Dialog zur Konfiguration der Tastenkürzel

Dialog zur Konfiguration der Tastenkürzel

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Grafikeditor: Kontextmenu mit Tastenkürzel

Grafikeditor: Kontextmenu mit Tastenkürzel


Softwareinstallation und Lizenzverwaltung

Die neue Features sind: