Dipl.-Ing. Dirk Münzner

FreiformflächenVortrag Sofistik Seminar 2004

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Problemstellungen

Portal Tunnel Beuren

AllgemeinDie Landesstraße L 1210 wird aus der bestehenden Ortsdurchfahrt der Ortschaft Beuren in einenördliche Teilumgehung geleitet. Die Straße wird in einem Tunnel von 399 m Länge mitanschließender Grundwasserwanne geführt.

Bei der Planung des Nordportals des Tunnels wurde aufgrund der geometrischen Komplexität derSituation ein räumliches Modell erzeugt und als Grundlage für das Erstellen der Genehmigungs-statik verwendet..

Abb. Detail der Ausschreibungsplanung

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Umsetzung mit RhinoRhino3D ist ein CAD- Programm zur schnellen und intuitiven 3D- Konstruktion. Anders als z.B.AutoCAD Architectural Desktop erlaubt Rhino die Konstruktion mit beliebigen Flächentypen undkann diese auch mathematisch genau verschneiden. Rhino erzeugt, bearbeitet, analysiert undkonvertiert NURBS-Kurven, -Flächen und -Volumenkörper. Für das vorliegende Problem werden jedoch keine komplexen NURBS- Flächen benötigt,sämtliche Flächen können als Flächen mit vier Umrandungskurven (Coons- Patches) beschriebenwerden.

Abb. Erzeugung der Randkurven

Abb. Erzeugung der Deckenfläche

Auswahl der Berandungskurven

Erzeugung Deckenfläche

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Abb. Verschneidung mit den konstruierenden Ellipsen der Ausschreibung

Abb. Kontrolle der Konstruktion

Ungewolltes „Durchhängen“ der Schnittkurve der Ausschreibung

Erzeugende Ellipsen der Ausschreibung

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Umsetzung mit SofiPlusZunächst erfolgte eine architektonisch ansprechendere Neukonstruktion der Schnittkurven mitgeänderten Parametern und anschliessend ein Export nach AutoCAD.Die in Rhino erzeugten Flächen können in AutoCAD nicht eingelesen werden. Stattdessen werdendie Begrenzungslinien als Splines dargestellt, die wiederum von SofiPlus als Strukturkanten zurVernetzung der Fläche verwendet werden können.

Abb. Importierte Struktur in AutoCAD

Abb. Definition von Strukturelementen und Vernetzung

Weitere Bearbeitung mit Sofistik Programmen

Abb. Nachweis der Standsicherheit am Gesamtmodell, überhöhte Verformung