V12 - 1

Lusail Katara Hotel, Katar: BIM-Planung mit REVIT Structure

Projektstrategie und Verformungsuntersuchungen

Dipl.-Ing. Matthias Mika, Dipl.-Ing. Rüdiger Axt, Dr. Georg Kaczmarzyk, Bautechniker Karlheinz

Schulz: Kling Consult, 86381 Krumbach, Germany

Zusammenfassung:

Das 5- und 6-Sterne-Hotel „Lusail Katara Hotel“ im Urbanisierungsgebiet „Lusail“ in Doha im

Golfstaat Katar soll als Hochhausprojekt durch seine markante Form zum Wahrzeichen für eine

aufstrebende Nation werden. Nach Vorgaben des Bauherrn sollte die Planung des Projekts als BIM-

Planung unter Verwendung von Autodesk REVIT durchgeführt werden. Als Generalplaner für das

Gesamtprojekt hat Kling Consult im eigenen Büro sowohl für Architektur als auch für

Tragwerksplanung für dieses Projekt hausintern erstmals eine BIM-Planung für Architektur und

Statik erstellt. Über die dabei gewonnenen Erkenntnisse in Arbeitsweisen, Erfahrungen, Probleme,

....... in Zusammenhang mit dieser neuen Technik wird im nachfolgenden Artikel berichtet.

Summary:

The 5- and 6-star-hotel „Lusail Katara Hotel“ as part of an urbanization development “Lusail” in

Doha in Gulf state of Qatar shall become as a high-rise project an iconic symbol for an upcoming

nation. The design of the project should be made based on the client’s request as BIM-project using

Autodesk REVIT. Kling Consult has made in their office for the first time as lead consultant for the

overall project an in-house BIM-design for architecture and structure. The following report

summarizes all findings made in working procedures, experiences, problems, ……using this new

technology.

Abbildung 1: links - Lageplan Katar mit Hauptstadt Doha, rechts - Urbanisierungsgebiet „Lusail“

1 EIN

1.1 Proje

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V12 - 3

Abbildung 4: Wettbewerbsentwurf Kling Consult

1.2 Allgemeine Projektdaten

Grundfläche: ca. 325 m x 146 m

Höhenentwicklung: 2 Untergeschosse, 1 Promenadengeschoss, 1 Erdgeschoss, 37 bzw. 38

Obergeschosse, 1 Sky-Restaurant am oberen Ende 6-Sterne-Tower

Gebäudeflächen: BGF: ca. 257 000 m² HNF: ca. 106 300 m²

Gebäudevolumen: BRI: ca. 1 250 000 m³

Gebäudehöhe: maximale Höhe: 217,10 m

Höhe bis Oberkante Stahlbeton: 182,21 m

1.3 Tragwerksplanerische Projektdaten

Gesamttragwerk: Stahlbetonskelettbauweise mit vorgespannten Flachdecken und

Unterzugsdecken

Teilung: 9 Einzelgebäude getrennt durch Bewegungsfugen

Sky-Restaurant: Stahlbau und Stahl-Verbundbau im Bereich der Decken

Turmspitzen: Stahlbau aus räumlichen Fachwerkträgern und Rahmensystemen

V12 - 4

Gründung: Pfähle unter Bodenplatte

Aussteifung: Stahlbetonkerne und -wandscheiben

1.4 Projektauftrag

Im Januar 2012 erhielt Kling Consult vom Bauherrn Katara Hospitality, Doha, Katar, den Auftrag,

das Projekt als BIM-Planungs-Projekt zu bearbeiten.

Der Gesamtauftrag beinhaltet sämtliche Generalplanerleistungen und verschiedene Untersuchungen

zur Erstellung eines solchen Projekts.

Architektur und Tragwerksplanung wurden im eigenen Haus bei Kling Consult abgearbeitet,

während sämtliche weiteren Leistungen wie Innenarchitektur, Haustechnik, Landschaftsarchitektur,

.... und Untersuchungen wie Baugrundgutachten, Windgutachten, .... an andere, meist internationale

Büros und Firmen vergeben wurden.

2 PROJEKTSTRATEGIE

2.1 Projektgeschichte ab Projektauftrag

Da zum Zeitpunkt des Projektauftrags noch keine BIM-Planungen im Haus Kling Consult

durchgeführt wurden, musste schnell entschieden werden, wie ein solch grosses und komplizíertes

Projekt, das sich sicherlich nicht als ein Einsteigerprojekt für BIM eignet, angegangen und

strukturiert wird.

Es wurde beschlossen, dass das Projekt ab Februar 2012 mit Autodesk REVIT für die Disziplinen

Architektur („Architecture“) und Tragwerksplanung („Structure“) im Haus selbst bearbeitet werden

soll. Andere Disziplinen, wie z. B. Haustechnik („MEP“), sollten noch nicht in die BIM-Planung

eingebunden werden.

2.2 Einführung BIM-Planung mit Autodesk REVIT bei Kling Consult

Ein ausgewähltes Team von Mitarbeitern der Architektur- und Tragwerksplanungsabteilung wurden

mit Hilfe von 2 REVIT-Ausbildern (für „Architecture“ und „Structure“) über einen Zeitraum von

ca. 6 Wochen intensiv geschult. Bei der Architektur bestand das Team im Wesentlichen aus

Architekten, während sich bei der Tragwerksplanung das Team zumeist aus Bauzeichnern und

Bautechnikern zusammensetzte. Es wurden jeweils 4-5 Stunden am Vormittag zur theoretischen

und praktischen Einarbeitung am Programm verwendet, am Nachmittag erfolgte dann die

Projektbearbeitung unter Koordinierung und Betreuung der REVIT-Ausbilder. Die REVIT-

Ausbilder waren selber auch für die Projektbearbeitung verantwortlich, so dass bereits nach 6

V12 - 5

Wochen deutliche Projektfortschritte bei der konzeptionellen Modellierung des Gesamtprojekts

erkennbar wurden.

Üblicherweise arbeiten bei BIM-Planungen die Projektbeteiligten an einem einzigen Modell (siehe

Abbildung 5).

Abbildung 5: BIM-Planung mit einem gemeinsamen REVIT-Modell „Architecture“ und „Structure“

Entgegen der üblichen BIM-Planungsweise, wurden bei diesem Projekt von Kling Consult

getrennte Modelle für Architektur und Tragwerksplanung erstellt (siehe Abbildungen 6 bis 8) und

diese zur Koordinierung miteinander verlinkt.

Diese Vorgehensweise stellte sich später als richtig heraus.

Abbildung 6: BIM-Planung KC mit getrennten REVIT-Modellen und Verlinkung beim Projekt Lusail Katara

Hotel

REVIT-Gesamtmodell:

Architektur + Tragwerksplanung

Module: „Architecture“ + „Structure“

REVIT-Gesamtmodell:

Architektur

Modul: „Architecture“

REVIT-Gesamtmodell:

Tragwerksplanung

Modul: „Structure“

Verlinkung

Verlinkung Teilmodell 1:

Bereich T1.0

Teilmodell 2:

Bereich T2.0

Teilmodell ...:

Bereich ....

Teilmodell 9:

Bereich P4.0

Teilmodell 1:

Kerne

Teilmodell 2:

Substructure

Teilmodell 3:

Superstructure 1

Verlinkung

Verlinkung

Teilmodell 4:

Superstructure 2

Teilmodell 5:

Fassade

Teilmodell 10:

Bereich Verbau

Gesamtmodell 11:

Bereich ALL

V12 - 6

Abbildung 7: REVIT-Modelle „Architecture“ (in Ansicht) - Teilmodelle 1 bis 5

= ∑ bis

Abbildung 8: REVIT-Modelle „Structure“ (im Grundriss) - Modelle 1 bis 11: Vertikalteilung

Teilmodell 2:

Substructure

Teilmodell 4:

Superstructure 2

Teil 1:

T1.0

Teil 3:

T3.0

Teil 4:

T4.0

Teil 2:

T2.0

Teil 5:

T5.0

Teil 6:

P1.0

Teil 8:

P3.0

Teil 9:

P4.0

Teil 7:

P2.0 Gebäudefuge

Teilmodell 3:

Superstructure 1

Teilmodell 1:

Kerne

Teil 10:

Verbau

Gesamtmodell 11 Teil 1 Teil 10

Teilmodell 5:

Fassade

V12 - 7

2.3 Allgemeine Anwendung REVIT-Structure mit Export zu/Import von FE-Programmen

Im Bereich Tragwerksplanung wurden neben den physikalischen Modellen (für die Positions- bzw.

Schalplanung) auch die analytischen Modelle (für den Export der Statikdaten in FE-Programme)

erzeugt.

Mit einem „REVIT-Vertieferworkshop“, durchgeführt von BIMOTION im Haus Kling Consult,

wurden im Juli 2012 ganz gezielt eine Vielzahl von Fragen und Punkten geklärt, die sich im Lauf

des mehrmonatigen Einführungsprozesses von BIM aufgezeigt haben.

In den Golfstaaten erfolgt das Design in der Regel aus geschichtlichen Gründen nach

amerikanischen und britischen Normen. Deutsche Normen und auch Software werden zumeist von

den Behörden nicht akzeptiert. Es wurden daher folgende Normen für die Bearbeitung des Projekts

für folgende Bereiche festgelegt:

• Betonbau:

o Gesamtstruktur: ACI 318-11 (Building Code Requirements for Structural Concrete)

• Stahlbau:

o Turmspitzen: Eurocode 3 (Design of Steel Structures)

o Vordächer: Eurocode 3 (Design of Steel Structures)

• Stahl-Verbundbau:

o Sky-Restaurant: AISC 360-10 (Specification for Structural Steel Buildings)

Das nachfolgend dargestellte REVIT-Modell (siehe Abbildung 9) war Basis für die verschiedenen

nachfolgend beschriebenen Exporte und Importe in Statik-Rechenprogramme.

Dargestellt ist das Gesamtmodell bestehend aus den einzelnen Teilmodellen 1 bis 9 (siehe

Abbildung 6). Der Verbau (Teilmodell 10) ist zur besseren Übersichtlichkeit im Gesamtmodell

nicht enthalten.

V12 - 8

Die Blickrichtung auf das Modell ist im Grundriss über einen Pfeil dargestellt: siehe auch

Abbildung 8.

Abbildung 9: Physikalisches REVIT-Modell („Structure“) - Gesamttragwerk

2.4 REVIT-Structure mit Export zu/Import von FE-Programmen: Bearbeitungsphasen 1 und 2

Für die Projektbearbeitung in den nachfolgend beschriebenen drei verschiedenen Planungsphasen

wurden die folgenden Exporte vom REVIT-Modell zu verschiedenen FE-Programmen bzw.

umgekehrt durchgeführt (siehe Abbildung 10).

Teil 6 - 9:

P1.0 - P4.0

Teil 1:

T1.0

Teil 2:

T2.0

Teil 3:

T3.0

Teil 4:

T4.0

Teil 5:

T5.0

V12 - 9

Bearbeitungsphase 1:

(„BIM-Vorstatik-Modell“)

Export (analytisch)

nach:

• FE-Programm

• BIM-Modell

Vorstatikphase

Entwurfsphase

Bearbeitungsphase 2:

(„BIM-Genehmigungs-Modell“)

-

Genehmigungsplanungsphase

Abbildung 10: Projektablaufplan BIM-Planung mit Integration FE-Berechnungen - Bearbeitungsphasen 1 und 2

REVIT-Modell:

„Start“

(physikalisch,

analytisch):

Beton

REVIT-Modell:

„Start“

(physikalisch,

analytisch):

Stahl

SOFISTIK:

Automatische Erzeugung

Gesamtmodell mit

Vernetzung FE-Modell

ETABS:

Automatische Erzeugung

Gesamtmodell ohne

Vernetzung FE-Modell

DLUBAL:

Automatische

Erzeugung

Gesamtmodell

SOFISTIK:

Systementwicklung,

Lastabtrag, Schnittgrössen,

Bauzustände

DLUBAL:

Systementwicklung,

Lastabtrag

Schnittgrössen

Erstellen prüffähiger

statischer Berechnung

ETABS:

Vernetzung FE-Modell

Beton

Zusammenführung REVIT-Modell:

„Genehmigung“

(physikalisch, analytisch):

Beton + Stahl

Endgültiges REVIT-Modell:

„Genehmigung“

(physikalisch):

Beton + Stahl: Planerzeugung

V12 - 10

In Bearbeitungsphase 1 als Vorstatikphase wurden einer der Tower komplett geometrisch wie auch

lastmässig als analytisches REVIT-Modell erzeugt und dann vollständig nach SOFISTIK exportiert

(siehe Abbildung 11a). Durch die vollautomatische Vernetzung des Gesamtmodells und da keinerlei

weitere Bearbeitungen in SOFIPLUS erfolgten, konnten vom bearbeitenden Ingenieur schnell

Systemuntersuchungen, z. B. zu den nachfolgend beschriebenen Stützenstellungen, gemacht

werden.

Abbildung 11a: FE-Towermodell T2.0 (SOFISTIK) - Gesamttragwerk (Beton)

Die zunächst vom Architekt gewünschten Schrägstützen (siehe Abbildung 11b) wirkten in

Teilbereichen der Türme sehr stark als Zugglieder für die Stabilisierung der durch exzentrische

Deckenlage stark außermittig beanspruchten Kerne. Die Decken wurden durch dieses System in

Oberkante Beton:

ca. 182 m

V12 - 11

verschiedenen Lastfällen stark nach unten gezogen und erhielten damit sehr hohe negative

Einspannmomente am Anschnitt an die Kerne. Mit einer schnellen Ummodellierung in REVIT von

Schrägstützen in Vertikallstützen (siehe Abbildung 11c) einschliesslich Neuexport und

Neuberechnung konnte eine deutliche Reduzierung der Zuggliedwirkung der Stützen erreicht

werden.

Abbildung 11b: FE-Towermodell - Schrägstützen Abbildung 11c: FE-Towermodell - Vertikalstützen

In Bearbeitungsphase 2 als Genehmigungsstatikphase wurden die Tower und alle anderen

Gebäudeteile (insgesamt: 9) komplett geometrisch als analytische REVIT-Modelle erzeugt und

dann vollständig nach ETABS exportiert. Sämtliche Nachweise einschliesslich der

Erdbebennachweise wurden dann mit diesem Programmmodul durchgeführt.

Der in der ETABS-Software vorhandene FE-Vernetzungsmodul war wegen der geometrischen

Form des Towers (Schrägstützen. schräge Wände, ....) nicht einzusetzen. Die FE-Vernetzung des

Gesamtmodells musste daher in „Handarbeit“ nachträglich erzeugt werden (Arbeitsaufwand für

einen Tower: ca. 5 Arbeitstage): siehe Abbildung 12.

V12 - 12

Abbildung 12: FE-Towermodell T4.0 (ETABS) - Gesamttragwerk (Beton und Stahl)

Stahl

Beton

Stahl-Verbund

V12 - 13

2.5 REVIT-Structure mit Export zu/Import von FE-Programmen: Bearbeitungsphase 3

Für die nächste Projekthase zur Bestimmung von Gebäudeverformungen wurde der folgende Export

vom REVIT-Modell zu SOFISTIK durchgeführt (siehe Abbildung 13).

Bearbeitungsphase 3:

(„BIM-Ausführungsplanungs-Modell“)

Export (analytisch)

nach:

• FE-Programm

Ausführungsplanungsphase

Abbildung 13: Projektablaufplan BIM-Planung mit Integration FE-Berechnungen - Bearbeitungsphase 3

Weitere Angaben zu den durchgeführten Untersuchungen sind in Kapitel „3 VERFORMUNGS-

UNTERSUCHUNGEN“ zusammengefasst.

SOFISTIK:

Automatische Erzeugung

Gesamtmodell mit Vernetzung FE-Modell:

Beton + Stahl

Endgültiges REVIT-Modell:

„Genehmigung“

(physikalisch):

Beton + Stahl: Planerzeugung

Umarbeitung REVIT-Modell:

„Genehmigung“ in „Ausführung“

(physikalisch, analytisch):

Beton + Stahl

SOFISTIK:

Untersuchung Gebäudeverformungen

- Konstruktionslastfälle

- Kriechen und Schwinden

V12 - 14

Nachfolgend ist in Abbildung 14 das endgültige SOFISTIK-Modell der Bearbeitungsphase 3

dargestellt.

Abbildung 14: FE-Towermodell T4.0 (SOFISTIK) - Gesamttragwerk (Beton und Stahl)

Stahl

Beton

Stahl-Verbund

V12 - 15

2.6 Modellierungsprobleme mit REVIT-Structure

Es zeigte sich, dass ein erheblicher Schulungs- und Übungsaufwand getrieben werden, um die

Software wegen der Komplexität der Modellierung mit REVIT-Structure richtig anwenden zu

können. Schwierigkeiten machten dabei auch immer wieder verschiedene Anwendungs-

sachverhalte, die zeigen, dass die Software teilweise noch nicht ausgereift ist. Im Folgenden werden

dazu 2 Beispiele erläutert:.

Beispiel 1: Modellierung von schrägen Wänden – unzureichende Programmierung

Das Modellieren von gegenüber der Vertikalen „schrägen“ Wänden ist nicht ordnungsgemäss in

REVIT implementiert. Es können grundsätzlich nur „vertikale“ Wände modelliert werden (siehe

Abbildungen 15a mit grünen „vertikalen“ Wänden und 15b mit blauer „vertikaler“ Wand).

Ersatzweise Abhilfe ist dann hier die Verwendung von Deckenelementen (siehe Abbildung 15b mit

weisser geneigter Wandfläche, später dort modelliert als „schräge Decke“).

Abbildung 15a: „Vertikale“ Wände (grün) Abbildung 15b: „Vertikale“ Wand (blau), „Schräge“ Wand

(weiss)

Wand (blau) nur

„vertikal“ möglich

Schräge Wand

ersatzweise als

„schräge Decke“

modelliert

V12 - 16

Beispiel 2: Verschieben von Wandenden – fehlerhafte Programmierung

Bei Deckenmodellierung können beliebige Deckenkanten verschoben werden, ohne dass

innenliegende Aussparungen davon berührt werden.

Entgegen dieser Philosophie werden innenliegende Aussparungen in Wänden bei Verschiebung von

Wandkanten verschoben (siehe Abbildung 16)

Abbildung 16: Verschieben von Wandende verschiebt Aussparungen

Wandende soll bis

zur nächsten

Querwand links

verschoben

werden

Wandende

verschoben

Aussparungen:

„richtige“ Lage

Aussparungen:

„falsche“ Lage

V12 - 17

3 VERFORMUNGSUNTERSUCHUNGEN

Aufgrund der geometrischen Form der Tower mit stark exzentrisch, über die Höhe der Tower

wechselnden Deckengeometrien ergeben sich allein aus dem Lastfall Eigengewicht schon deutliche

Horizontalverformungen der Tower.

Bei Towern dieser Grösse sind zudem zusätzlich Konstruktionslastfälle zur Berücksichtigung des

Bauablaufs und den sich daraus ergebenden Schnittgrössenänderungen zu untersuchen. Die

Untersuchung solcher Konstruktionslastfälle wurde in allen Bearbeitungsphasen immer parallel

durchgeführt, da der Schnittgrössenverlauf aus der als Eingusssystem gerechneten Struktur

teilweise stark von einer Struktur gerechnet mit Konstruktionslastfällen abwich.

Zum Zeitpunkt der Drucklegung dieses Berichts werden daher Untersuchungen durchgeführt für

• eine „Column Shortening Study “ (Stützenverkürzungs-Studie) und

• eine „Core Deflection Study“ (Kernverschiebungs-Studie),

die beide den Bauablauf und die zeit- und lastabhängigen Verformungen aus Schwinden und

Kriechen berücksichtigen sollen.

Als Ergebnis der ersten Studie sollen die Vertikalverformungen für alle Deckenstützpunkte

ermittelt werden, um durch geeignete Massnahmen wie Überhöhung der Deckenstützpunkte eine

im Endzustand möglichst horizontale Lage der Decken zu erzielen.

Die zweite Studie soll hauptsächlich die Horizontalverformungen der Kerne behandeln. Auch hier

soll dann durch geeignete Massnahmen (z. B. gezieltes „schiefes“ Bauen der Kerne) eine

möglichste genaue Lotrichtung der Kerne erreicht werden.

Diese oben beschriebenen zusätzlichen Untersuchungen, die die zeit- und lastabhängigen

Verformungen aus Schwinden und Kriechen berücksichtigen sollen, sind beim beschriebenen

Projekt nur mit SOFISTIK möglich, da die Software ETABS kein ausreichendes Softwaremodul

für solche Untersuchungen implementiert hat.

Die Konstruktionslastfälle wurden im SOFISTIK-Modul CSM (Construction Stage Manager) mit

„CANT 0“ (siehe Abbildung 17) gerechnet: damit wird simuliert, dass jedes neu gebaute

Stockwerk in Original-Koordinatenlage gemäss Ausführungsplanung auf das bereits darunter

errichtete und verformte Gebäudeteil aufgesetzt wird.

Abbildung 17: Eingabedatensatz SOFISTIK-Rechenprogramm CSM (Construction Stage Manager)

V12 - 18

Die nachfolgenden Abbildungen für den Tower T4.0 zeigen Verformungsfiguren für elastisch

gerechnete Zustände „Eingussystem“ (siehe Abbildung 18a) und „Konstruktionslastfälle“ (siehe

Abbildung 18b) aus reinem Eigengewicht (ohne Kriechen und Schwinden) in 200-facher

Überhöhung.

Abbildung 18a: Tower T4.0 – Eingusssystem Abbildung 18b: Tower T4.0 - Konstruktionslastfälle

Horizontale

Verformung:

max. ca. 56 mm

Horizontale

Verformung:

max. ca. 30 mm

Horizontale

Verformung:

ca. -16 mm

Horizontale

Verformung:

ca. 26 mm

V12 - 19

Nach Erstellung eines Szenarios für einen möglichen Bauablauf (Rohbau, Ausbau) werden dann

weitere Untersuchungen mit Berücksichtigung von Kriechen und Schwinden durchgeführt.

4 ZUSAMMENFASSUNG

4.1 Erfahrungen bei der Einführung von BIM-Planung bei Kling Consult

Die während der letzten beiden Jahre gemachten Erfahrungen bei der Bearbeitung von BIM-

Projekten lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Im deutschen Markt wird bisher wenig BIM-Planung durchgeführt: Anfragen zu BIM-

Planungen haben wir bisher nicht erhalten. Ebenso wurden keine weiteren kombinierten BIM-

Planungen mit Architekten aus Fremdbüros durchgeführt.

• Die gegenüber anderen 3-D-Programmen deutlich komplexere BIM-Software erfordert eine

gezielte Personalauswahl und ein vertieftes Personaltraining, um die Möglichkeiten der

Software nutzen zu können.

• Ein BIM-Manager mit speziellen Kenntnissen in der BIM-Planung, zur Einrichtung von

Projekten und zur Pflege eines hausinternen BIM-Systems ist ein „Muss“, um Projekte mit BIM

erfolgreich abwickeln zu können.

• Eine gemeinsame Bearbeitung eines Grossprojekts an einem einzelnen gemeinsamen Modell

disziplinübergreifend für Architektur, Statik, Haustechnik, ...erscheint heute bisher noch nicht

sinnvoll machbar, da

o die Rechnerkapazitäten nicht ausreichen, um lange Wartezeiten bei der Bearbeitung des

Gesamtmodells zu vermeiden und

o die Softwarenutzer voll mit den Softwaremöglichkeiten vertraut sowie darin trainiert

sein müssen und in der Anwendung dann absolute Disziplin herrschen muss.

• Bei komplizierten Projekten, wie z. B. bei dem oben beschriebenen Lusail Katara Hotel, hat sich

die Projektbearbeitung durch Splitting in 2 REVIT-Modellbereiche („Architecture“ und

„Structure“) und die Verlinkung der beiden REVIT-Modelle bewährt:

o Die Disziplinen „Architektur“ und „Tragwerksplanung“ konnten so unabhängig von der

anderen Disziplin das eigene Gebiet bearbeiten und ständig durch Verlinkung mit dem

anderen Modell kontrollieren und gegebenenfalls koordiniert fortscheiben.

o Das horizontale Splitting des Architektur-Gesamtmodells in 5 einzelne Architektur-

Modelle hat sich nicht bewährt, da diese 5 Teilmodelle immer noch zu gross waren und

die nötigen Rechenzeiten in REVIT zu verminderter Produktivität bei den

Projektbearbeitern der Architektur geführt hat.

o Das vertikale Splitting des Statik-Gesamtmodells in 10 einzelne Statik-Modelle entlang

den Gebäudefugen hat sich bewährt, da diese Modelle überschaubar waren und die

V12 - 20

Rechenzeiten in REVIT bei der Projektbearbeitung kaum spürbar waren. Zudem wurde

durch diese Teilung eine einfache Struktur für die Planerzeugung, Datenexport in FE-

Rechenprogramme und damit für die spätere Bauausführung erreicht.

• Die REVIT-Software zeigt deutliche Schwächen insbesondere bei der Modellierung von

komplizierten Projekten:

o „Rechtwinklige, gerade, vertikale, ebene, ...Projektstrukturen“ sind einfach und gut zu

modellieren.

o Bei Projekten mit

schrägen Stützen

schrägen Wänden

gedrehten Stahlträgen

schrägen Rampen

Krümmungen

...........

ist jedoch das Handling der Software stark fehleranfällig und oftmals schwer

nachvollziehbar.

• Die Transfer-Programme von REVIT-Structure in Richtung unterschiedlicher FE-Programme

sind unterschiedlich stark entwickelt und transferieren Daten teilweise fehlerhaft oder gar nicht:

o Wünschenswert ist für die Zukunft die volle Integration von Statikmerkmalen in die

REVIT-Modelle, so dass ein ständiger Wechsel zwischen verschiedenen

Gebäudemodellen entfällt (Gebäudemodelle sind jetzt z. B. für SOFISTIK in REVIT, in

SOFIPLUS und im FE-Rechenmodell vorhanden: in Zukunft sollte SOFIPLUS komplett

entfallen).

• Der Rücktransfer von Statikdaten nach REVIT-Structure funktionierte beim beschriebenen

Projekt bei SOFISTIK nicht, bei ETABS befriedigend und bei DLUBAL gut:

o Wünschenswert ist die vollständige Integration dieses Rücktransfers in das REVIT-

Modell, um Arbeitsprozesse zu vereinfachen und zu beschleunigen.

• Die Erstellung der BIM-Modelle erfolgte durch Bautechniker und Bauzeichner. Nach Training

der Bautechniker und Bauzeichner in modellierungsspezifische Themen der Statikrechen-

modelle können die Ingenieure von zeitaufwändiger Modellierungsarbeit entlastet werden. Über

Checklisten werden vor Beginn der Modellierungsarbeit Festlegungen hinsichtlich

Modellierungsmethoden und Umfang erstellt.

• Die Erstellung von BIM-Modellen erfordert hohe Zeichengenauigkeit (Fangoptionen, ....): Es ist

bekannt, dass in der Regel Zeichnungen von Tragwerksplanern einen deutlich besseren

Genauigkeitsgrad gegenüber Zeichnungen von Architekten erreichen – jedoch musste hier

V12 - 21

hausintern die Qualität verbessert werden, um fehlerfrei und optimal nutzbare Modelle zu

erzeugen.

4.2 Aktuelle Nutzung von BIM-Planung bei Kling Consult: „Insellösung“

Seit Bearbeitung des Grossprojekts Lusail Katara Hotel wird bei Kling Consult die BIM-Planung

mit REVIT-Structure in der Tragwerksplanung als „Insellösung“ in der Regel für Betonprojekte wie

nachfolgend beschreiben genutzt. „Insellösung“ definiert dabei den Sachverhalt, dass die BIM-

Planung nur innerhalb einer Fachdisziplin (hier Tragwerksplanung) angewendet wird.

Die folgenden Arbeitsschritte sind dabei:

• Erstellen von REVIT-Structure-Modellen für Entwurfs-und Genehmigungsphase der

Tragwerksplanung:

o Physikalisches Modell

o Analytisches Modell

• Export der Statikdaten aus REVIT-Structure-Modellen nach SOFISTIK

o Nachbearbeitung mit SOFIPLUS

o Vorstatische Berechnungen mit der SOFISTIK-Programmkette

o Statische Berechnungen mit der SOFISTIK-Programmkette

• Erstellen von Entwurfs- und Genehmigungsplänen mit REVIT-Structure

• Erstellen von Ausführungsplänen mit einer anderen Software

4.3 Wünsche für zukünftige BIM-Planungen

Aus den beschriebenen Projekterfahrungen ergeben sich folgenden Wünsche im Zusammenhang

mit BIM-Planung und der anschliessenden Nutzung von SOFISTIK-Rechenprogrammen:

• Die allgemeine Modellierung von Elementen in REVIT-Structure, die ausserhalb von

„rechtwinkligen, geraden, vertikalen, ebenen, ...Projektstrukturen“ liegen, sollte verbessert

werden.

• Das Progammmodul SOFIMESH sollte erweitert werden

o auf 64-bit, um lange Waterzeiten bei der Erzeugung von grossen Rechenmodellen zu

vermeiden und

o auf höhere Rechenmodellkapazität (beim beschriebenen Grossprojekt mussten bei den

Towern die meisten Aussparungen entfernt werden, um die Softwarekapazität nicht zu

überschreiten).

• Die Standardisierung einer gemeinsamen BIM-Schnittstelle für die Datenexporte zu

Rechenprogrammen sollte vorangetrieben werden, damit die Nutzung unterschiedlicher

Software verbessert wird.

V12 - 22

5 BETEILIGTE

Bauherr: Katara Hospitality, Doha, Katar

Architekt: Kling Consult Planungs- und Ingenieurgesellschaft für Bauwesen mbH,

Krumbach

Tragwerksplanung: Kling Consult Planungs- und Ingenieurgesellschaft für Bauwesen mbH,

Krumbach

6 LITERATUR UND SOFTWARE

[1] Ernst & Sohn Special 2013: BIM – Building Information Modelling

[2] Autodesk REVIT (Architecture und Structure), Version 2012 bis 2014: Software für BIM

(Building Information Modelling)

[3] SOFISTIK-Programmkette, Version 2012 bis 2014: FE-Berechnung und Bemessung von 3D-

Strukturen (Flächen- und Stabelemente)

[4] SOFISTIK-FEA Extensions für Autodesk REVIT, Version 2012 und 2014: Schnittstelle für

Autodesk REVIT

[5] CSI ETABS, Version 2012 bis 2013: FE-Berechnung und Bemessung von 3D-Strukturen

(Flächen- und Stabelemente)

[6] CSIXRevit, Version 2012 und 2013: Schnittstelle für Autodesk REVIT

[7] DLUBAL RSTAB8, Version 2012 und 2013: FE-Berechnung und Bemessung von 3D-

Strukturen (Stabelemente)

[8] DLUBAL RX-Revit, Version 2010 und 2013: Schnittstelle für Autodesk REVIT