Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer · 2 PROJEKTTEAM Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer war im Anschluss an das Studium des Bauingenieur- wesens als Assistent am Lehrstuhl für Bauinformatik

2

Herausgegeben von:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer

Fakultät Bauingenieurwesen – Bauinformatik/CAD

Hochschule Regensburg

Prüfeninger Straße 58

93049 Regensburg

http://www.hs-regensburg.de

Gesamtredaktion: Dipl.-Ing. Mathias Obergrießer M.Eng.

Textredaktion: M.Eng. Dipl.-Ing. Mathias Obergrießer, Dipl.-Ing. Tim Horenburg

Fachbeiträge: Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer, Prof. Dr.-Ing. Willibald A. Günthner,

M.Eng. Dipl.-Ing. Mathias Obergrießer, Dipl.-Ing. Tim Horenburg

Quelle: eigene Erhebung 2008-2011

Bildredaktion: Dipl.-Ing. Tim Horenburg

Bildnachweis: eigene Bilder

Gestaltung: Dipl.-Ing. Tim Horenburg

Produktion: printy A.Wittek GmbH, München

© Copyright 2011 – Printed in Germany

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbe-

sondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, der Entnahme von Abbildungen, der

Wiedergabe auf photomechanischem oder ähnlichem Wege und der Speicherung in

Datenverarbeitungsanlagen bleiben – auch bei nur auszugsweiser Verwendung –

vorbehalten.

Die urheberrechtlichen Verwertungsrechte liegen beim Herausgeber. Nachdruck, Über-

setzung, Vervielfältigung oder Speicherung auf Datenträger ist nur mit schriftlicher

Genehmigung des Herausgebers möglich.

Für Satz- und Druckfehler, für unrichtige Angaben der Unternehmen sowie für Marken-

oder Urheberrechte wird jeglicher Schadensersatz ausgeschlossen.

1

CAD-MODELLIERUNG IM BAUWESEN

Integrierte 3D-Planung von Brückenbauwerken

Studie

Fakultät Bauingenieurwesen – Bauinformatik/CAD


2

PROJEKTTEAM

Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer war im Anschluss an das Studium des Bauingenieur-

wesens als Assistent am Lehrstuhl für Bauinformatik an der Technischen Universität in

München beschäftigt. Nach der Promotion trat er als Leiter der Entwicklungsabteilung in

die Firma Fides DV-Partner GmbH ein. Im Jahr 2002 erfolgte der Ruf an die Hochschule

Regensburg. Euringer vertritt dort an der Fakultät für Bauingenieurwesen das Fachgebiet

Bauinformatik / CAD.

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Willibald A. Günthner studierte an der Technischen

Universität München Maschinenbau sowie Arbeits- und Wirtschaftswissenschaften. Nach

seiner Promotion am dortigen Lehrstuhl für Förderwesen trat er als Konstruktions- und

Technischer Leiter für Förder- und Materialflusstechnik in die Fa. Max Kettner Ver-

packungsmaschinen ein. 1989 übernahm er die Professur für Förder- und Materialfluss-

technik an der FH Regensburg. Seit 1994 ist Günthner Leiter des Lehrstuhls für Förder-

technik Materialfluss Logistik an der TU München. Im Bayerischen Forschungsverbund

ForBAU hatte er die Sprecherrolle inne.

Dipl.-Ing. Mathias Obergrießer M.Eng. studierte von 2000 bis 2005 Diplom-

Bauingenieurwesen mit Vertiefung im konstruktiven Ingenieurbau an der Fachhochschule

Regensburg. Sein Studium ergänzte er von 2005 bis 2007 durch ein zusätzliches

Masterstudium an der Fachhochschule Erfurt. Seit Anfang 2008 arbeitet er als

wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Hochschule Regensburg. Seine Schwerpunkte im

Forschungsprojekt ForBAU liegen im Bereich der trassengebundenen und parametrischen

3D Modellierung von Ingenieurbauwerken sowie in der Integration von geotechnischen

Planungsprozessen.

Dipl.-Ing. Tim Horenburg studierte von 2003 bis 2009 Maschinenwesen an der

Technischen Universität München mit den Schwerpunkten Fahrzeug- und Regelungs-

technik. Seit Anfang 2009 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für

Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München. Im bayerischen

Forschungsverbund ForBAU arbeitete er am Teilprojekt BAULOG, in dem innovative

Konzepte für die Versorgung und Materialbereitstellung von Infrastrukturbaumaßnahmen

entwickelt wurden. Seine Hauptaufgabenfelder liegen im Bereich der Materialflussplanung

und Baulogistik.

3

INHALT

1 Einleitung 4

2 Zusammenfassung 8

3 Brückenmodellierung im Bauwesen – Status Quo 10

4 Vorteile räumlicher Modellierung 14

5 Herausforderungen räumlicher Modellierung 16

5.1 Voraussetzungen für den Einsatz von 3D-CAD 16

5.2 Anforderungen an die Modellierungssoftware 17

6 Instrumente für die 3D-Modellierung von Brückenbauwerken 20

6.1 Maschinenbau-CAD 20

6.2 CAD für das Bauwesen 22

6.3 Hybrid CAD 23

7 Bewertung von CAD-Systemen für die Modellierung im Brückenbau 24

7.1 Untersuchungsmethodik 24

7.2 Bewertungsmatrix 25

7.3 Ergebnisse der CAD-Bewertung 30

8 Brückenmodellierung am Praxisbeispiel 41

9 Fazit und Ausblick 49

10 Lehrstuhlprofile 51

11 Literatur 53

INHALT & PROJEKTTEAM

4

1 Einleitung

Das Bauwesen unterliegt heute enormen Anforde-

rungen. Immer komplexere Bauvorhaben müssen

in immer kürzerer Zeit realisiert werden. Gleichzei-

tig erzeugt der starke Wettbewerb in der Branche

einen nachhaltigen Kostendruck. Diesen Anforde-

rungen wird die deutsche Bauindustrie nur durch

eine Steigerung der Effizienz in Planung und Ab-

wicklung von Bauvorhaben begegnen können. Im

Augenblick muss jedoch konstatiert werden, dass

die im Bauwesen erreichte Prozessqualität, vor

allem hinsichtlich Termintreue und Kostensicher-

heit, stark hinter der anderer Branchen zurück-

bleibt.

Die Gründe hierfür sind vielfältig und liegen unter

anderem in den komplexen Rahmenbedingungen,

denen die Bauindustrie unterliegt:

die Fertigung von Unikaten,

die Abhängigkeit von Witterungseinflüssen,

die starke Fragmentierung der Branche,

die ausgeprägte Segmentierung entlang der

Prozesskette und

die eingeschränkte Nutzung moderner Infor-

mations- und Kommunikationstechnologien.

Experten aus Wissenschaft und Industrie haben

sich daher im dreijährigen Forschungsverbund

„ForBAU – Digitale Werkzeuge für die Bauplanung

und -abwicklung“ der Herausforderung gestellt, ein

Konzept zur computergestützten Abbildung kom-

plexer Bauvorhaben zu entwickeln.

Gemeinsam mit einer Vielzahl von Unternehmen

aus der Bau- und Softwareindustrie erarbeiteten

Lehrstühle der Technischen Universität München,

der Universität Erlangen-Nürnberg, der Hochschu-

le Regensburg und vom Deutschen Zentrum für

Luft- und Raumfahrttechnik Methoden und Kon-

zepte für das Bauen im 21. Jahrhundert. Dabei

galt es, die Vision der Digitalen Baustelle mit Le-

ben zu füllen und die konzeptionelle und techno-

logische Grundlage für ihre Umsetzung zu schaf-

fen. ForBAU konzentrierte sich dabei auf die Rea-

lisierung von Verkehrstrassen und der darin ent-

haltenen Brückenbauwerke. Anhand des Infra-

strukturbaus konnten die Vorteile einer ganzheitli-

chen, integrierten Abbildung der im Zuge von

Planung und Ausführung anfallenden Daten und

ihre vielfältige Nutzung aufgezeigt werden.

Von besonderer Bedeutung war der interdiszipli-

näre Charakter des Forschungsverbunds, der es

ermöglichte, die in anderen Industriezweigen

gesammelten Erfahrungen bei der Einführung der

digitalen Prozesskette zu nutzen und auf die Spe-

zifika des Bauwesens zu übertragen. Im Rahmen

des ForBAU-Projekts wurden Methoden und

Technologien zur Umsetzung der Vision einer

Digitalen Baustelle entwickelt. Dazu gehören die

konsequent 3D-gestützte Planung, die Nutzung

von Systemen zur zentralen Datenhaltung, die

computergestützte Simulation des Bauablaufs und

die Einführung moderner Logistikkonzepte.

Die Komplexität von Baumaßnahmen wird künftig

weiter steigen. Dies gilt insbesondere für den

Infrastrukturbau. Digitale Technologien können

helfen, die erhöhte Komplexität von Planungs-

und Ausführungsprozessen zu beherrschen.

5

EINLEITUNG

Abb. 1-1 Die Vision der Digitalen Baustelle

Ergebnis ist ein Digitales Baustellenmodell, wel-

ches in jeder Projektphase – von der Planung

über die Ausführung bis zur Bewirtschaftung –

unterstützen und so die erheblichen Potentiale für

eine Effizienz- und Qualitätssteigerung im Bauwe-

sen erschließen kann. Dieses zentrale Modell

entsteht aus mehreren Bauteilen und Baugruppen,

die innerhalb eines 3D-Modellierungssystems

erstellt werden.

Eine umfassende Darstellung aller im Rahmen

des ForBAU-Projektes entwickelten Konzepte und

Methoden ist im Springer-Buch „Digitale Baustelle

– innovativer Planen, effizienter Ausführen“ zu

finden (Günthner und Borrmann 2011).

Bereits im Jahr 2008 setzten 70% der Unterneh-

men im Baugewerbe mit mehr als 100 Mitarbeitern

in irgendeiner Form auf 3D-CAD, kleinere Unter-

nehmen hingegen gerade einmal zu 40% (Günth-

ner und Zimmermann 2008). Erfahrungen aus der

Praxis bestätigen, dass trotz im Unternehmen

vorhandener Infrastruktur nur in seltenen Fällen

ein 3D-Modell erstellt wird. Zum einen wird ein

solches von Seiten der Bauherren kaum gefordert,

zum anderen kann der erzeugte Mehrwert den

erhöhten Aufwand noch nicht kompensieren. Um

die beachtlichen Potentiale auszuschöpfen, sind

Anpassungen in der heutigen Vergabe von Bau-

projekten notwendig. Insbesondere müssen die

notwendigen Voraussetzungen sowohl auf Auf-

traggeberseite als auch Auftragnehmerseite ge-

schaffen werden (vgl. Kapitel 5).

Gegenüber der 2D-gestützten Planung ergeben

sich aus der 3D-Modellierung eine Reihe von

Vorteilen. Dazu gehören die automatisch gesi-

cherte Konsistenz später abgeleiteter Schnitte und

Ansichten, das problemlose Aufdecken von geo-

metrischen Konflikten und die Möglichkeit, Bau-

6

teilanalysen und Simulationen durchzuführen,

ohne geometrische Informationen erneut eingeben

zu müssen. Moderne CAD-Systeme basieren

häufig auf parametrischer Konstruktion und geo-

metrischen Zwangsbedingungen. Infolgedessen

können Änderungen schnell und einfach durchge-

führt werden und bedingen keine weitere Neukon-

struktion.

Im Maschinen- und Fahrzeugbau hat sich aus

diesen Gründen die 3D-Modellierung bereits wei-

testgehend durchgesetzt. So plant heute der

überwiegende Teil dieser Industrie vollständig in

3D. In den 1990er Jahren stand der Maschinen-

bau an der Schwelle, welche die Bauindustrie

noch zu überwinden hat, um eine ganzheitliche

Einführung von 3D-CAD-Systemen zu verwirkli-

chen. Zu diesem Zeitpunkt war ein anwender-

freundliches Feature-basiertes Konstruieren mög-

lich, parametrische Volumenmodelle konnten auf

Basis von geometrischen Bedingungen entwickelt

werden. Da CAD-Systeme fortan von konventio-

nell ausgebildeten Ingenieuren bedient werden

konnten, kam es in der 90er Jahren zu einer ent-

sprechend großflächigen Einführung im Maschi-

nenbau. Der Weg führte von der reinen Bauteil-

konstruktion zu einem durchgängigen Lebenszyk-

lusmanagement. Seit Beginn des neuen Jahrtau-

sends steht das verteilte Konstruieren im Fokus.

Aufgrund der Globalisierung sollen zunehmend

Möglichkeiten geschaffen werden, von mehreren

Standorten aus an einem gemeinsamen Produkt-

modell zu arbeiten und fachübergreifende Prozes-

se in CAD-Systeme zu integrieren (Weisberg

2008).

Abb. 1-2 3D-Modellierung von Infrastrukturbaumaßnahmen als Grundlage einer integrierten digitalen Planung und Ausführung

Diesen Weg gilt es in der Bauindustrie noch zu

gehen, um ein umfassendes 3D-Modell des ge-

samten Bauvorhabens als Grundlage aller Pla-

nungsvorgänge der Digitalen Baustelle zu verwirk-

7

EINLEITUNG

lichen. Eine solche Vision kann allerdings nur auf

Basis intensiver Partnerschaft zwischen Auftrag-

gebern, Bauunternehmungen, Planungsbüros

aber auch Software-Herstellern realisiert werden.

Für letztere gilt es auf den Bausektor angepasste

Produkte zur Verfügung zu stellen, die eine voll-

wertige Planung in 3D ermöglichen. Bislang ge-

nügt der Funktionsumfang bauspezifischer Pro-

dukte den zunehmenden Anforderungen einer

High-Tech-Branche nicht. Daher werden in dieser

Studie nicht nur Lösungen aus dem Bereich Bau

untersucht, sondern auch führende CAD-Systeme

aus dem Maschinenbau in die Analyse einbezo-

gen. Trotz deutlich fortgeschrittener Entwicklung

haben diese den Nachteil, dass Bauspezifika

bislang nicht berücksichtigt werden. Allerdings

bieten diese hinsichtlich Modellierung und Kon-

struktion weitaus mehr Möglichkeiten in der Ge-

staltung komplexer Strukturen, sodass eine künfti-

ge Nutzung durchaus realistisch erscheint.

Vornehmliches Ziel dieser Studie ist es, der In-

dustrie eine Hilfestellung beziehungsweise einen

Leitfaden zur Verfügung zu stellen, der eine an die

Unternehmensstrategie orientierte Auswahl eines

geeigneten Volumenmodellierungssystems verein-

facht. So können Systeme verschiedener Herstel-

ler hinsichtlich der methodisch ermittelten Anfor-

derungen verglichen und eine Auswahl für eine

geeignete Modellierungssoftware getroffen wer-

den. Zudem sollen Möglichkeiten und Chancen

einer durchgängigen 3D-Modellierung aufgezeigt

sowie die Vorteile gegenüber der Konstruktion

nach heutigem Stand dargestellt werden. Aller-

dings gilt es, entsprechende Rahmenbedingungen

zu schaffen, um das volle Potential integrierter 3D-

Planung für das Bauwesen zu erschließen. Zudem

soll der Umstieg erleichtert werden, indem nicht

nur die Vorteile räumlicher Planung erläutert,

sondern auch durch diverse Praxisbeispiele belegt

werden.

Herstellern von CAD-Systemen bietet sich die

Möglichkeit, ihre Software den in der Praxis ermit-

telten Anforderungen gegenüberzustellen und

eventuelle Anpassungen für die Bauindustrie zu

implementieren.

Die Vorteile einer durchgängigen Planung in 3D

überwiegen die Kosten der Einführung. Letztere

verursachen nur einen sehr geringen Anteil an

den Kosten einer Infrastrukturbaumaßnahme,

dagegen stehen enorme Potentiale im Hinblick auf

die partnerschaftliche, unternehmensübergreifen-

de Nutzung eines ganzheitlichen 3D-Modells.

Diese Studie und die darin vorgestellten Ergebnis-

se wurden nur durch die intensive Zusammenar-

beit aller Projektpartner ermöglicht. Für die stets

gute und produktive Kooperation sei an dieser

Stelle allen Partnern herzlich gedankt. Ein ganz

besonderer Dank gilt der Bayerischen For-

schungsstiftung, deren großzügige Förderung das

Projekt überhaupt erst ermöglicht hat. Die unkom-

plizierte und partnerschaftliche Zusammenarbeit

hat uns die Freiheit gegeben, die Vision der Digi-

talen Baustelle umzusetzen.

8

2 Zusammenfassung

Infrastrukturbaumaßnahmen müssen heute in

immer kürzerer Zeit realisiert werden. Gleichzeitig

erzeugt der starke Wettbewerb in der Baubranche

einen enormen Kostendruck. Diesen Heraus-

forderungen wird die deutsche Bauindustrie nur

durch eine Steigerung der Effizienz bei der Pla-

nung und Abwicklung von Bauvorhaben begegnen

können.

Ziel dieser Studie ist es, die Probleme zweidimen-

sionaler Modellierung aufzuzeigen sowie die

Chancen und Möglichkeiten integrierter 3D-

Planung von Brückenbauwerken zu veranschauli-

chen. Zudem soll die Studie der Bauindustrie bei

der Einführung räumlicher Modellierung unter die

Arme greifen und eine an die Unternehmensstra-

tegie orientierte Auswahl geeigneter Volumenmo-

dellierungssysteme vereinfachen.

Die stetig steigende Komplexität und der ho-

he Änderungsbedarf stellen Nutzer reiner

2D-Systeme immer häufiger vor Probleme.

Nicht selten ergeben sich für den Überbau kompli-

ziert gekrümmte Geometrien, die in zweidimensi-

onaler Form nur schwer darstellbar beziehungs-

weise interpretierbar sind. Für die Darstellung der

dritten Raumkoordinate müssen in der Regel

aufwändige Berechnungen der Höhenkoordinaten

durchgeführt werden. Dies birgt einen zeitintensi-

ven und fehleranfälligen Prozess, der sich beson-

ders gravierend bei kurzfristigen Änderungen am

Trassierungsverlauf auswirkt. Im schlimmsten Fall

müssen große Teile der Konstruktionsarbeit er-

neut durchgeführt werden.

Die Vorteile räumlicher Modellierung wirken

sich sowohl auf die Planung als auch auf die

Ausführungsphase positiv aus.

Aus dem Einsatz von 3D-CAD-Systemen ergeben

sich vielfältige Vorteile für die planende und aus-

führende Bauindustrie, welche die Wirtschaftlich-

keit der gesamten Baustelle sowie die Wettbe-

werbsfähigkeit der Unternehmen im internationa-

len Vergleich deutlich steigern. Vieles wird mög-

lich – von kurzfristigen Änderungen am Modell

und den abgeleiteten Schnitten über die Abbildung

komplexer, filigraner Bauwerke bis hin zu einer

automatischen Ermittlung von Massen.

Hierfür werden verschiedene bauspezifische

CAD-Systeme angeboten. Allerdings gibt es auch

branchenfremde Modellierungstools, beispielswei-

se aus dem Maschinenbau oder der Elektronik,

die jeweils eigene Vor- und Nachteile mit sich

bringen.

CAD-Systeme für die Baubranche müssen

hinsichtlich ihrer Funktionalitäten in der 3D-

Modellierung enorm aufholen.

Berücksichtigt man die bauspezifischen Anforde-

rungen wie beispielsweise Standards bezüglich

Der Status Quo besteht in einer fast ausschließli-

chen Verwendung von 2D-Werkzeugen, nur gele-

gentlich werden räumliche Modelle erstellt. Die

enormen Potentiale einer durchgängigen Nutzung

von 3D-Modellen bleiben bislang unerschlossen.

9

ZUSAMMENFASSUNG

Bausteinbibliotheken oder der Planableitung nicht,

treten die Stärken von CAD-Systemen aus dem

Maschinebau noch deutlicher hervor. Diese liegen

speziell im Bereich der Feature-basierten, para-

metrischen Volumenmodellierung.

In dieser Richtung gibt es erste vielversprechende

Bestrebungen, indem Tools aus dem Maschinen-

bau an Bauspezifika angepasst werden. Allerdings

sind diese – im Folgenden hybride Systeme ge-

nannt – bislang nicht ausgereift und ein tatsächli-

cher Praxiseinsatz kompliziert.

Die für eine Einführung von 3D-CAD not-

wendigen Prozesse können die heute beste-

henden Medienbrüche überwinden.

Es gilt entsprechende Rahmenbedingungen zu

schaffen, um das volle Potential integrierter 3D-

Planung für das Bauwesen zu erschließen. Infol-

gedessen sind Änderungen am bisherigen Pla-

nungsprozess nötig, um ökonomisch sinnvoll und

rentabel zu wirtschaften. Informationsverluste und

Doppelarbeit müssen reduziert werden. Langfristi-

ge Partnerschaften, wie sie häufig in der stationä-

ren Industrie anzutreffen sind, schaffen gegensei-

tiges Vertrauen für eine zügige und erfolgreiche

Projektabwicklung.

Zwar ist die Einführung einer räumlichen Pla-

nungsmethodik mit einer Umstellung von ver-

schiedenen traditionellen Arbeitsprozessen ver-

bunden – aber unvermeidlich, um in Zukunft ein

wettbewerbsfähiges Auftreten gewährleisten zu

können.

10

3 Brückenmodellierung im Bauwesen – Status Quo

Das ForBAU-Projekt entwickelte Methoden und

Werkzeuge, die eine durchgängige und digitale

Abwicklung der Planungs- und Ausführungspro-

zesse von Bauprojekten ermöglicht. Im Mittelpunkt

der Untersuchungen stand der Infrastrukturbau,

insbesondere die Realisierung von Trassenbau-

projekten mitsamt den darin befindlichen Brü-

ckenbauwerken. Gängige Methoden, die bislang

zur Planung von Trassenbauwerken eingesetzt

werden, verursachen zunehmend Probleme bei

der Umsetzung von komplexen Bauvorhaben.

Die Planung einer Trasse und der damit beinhalte-

ten Brückenbauwerke erfolgt derzeit in zweidi-

mensionaler Form. Dieses Vorgehen wird als

sinnvoll und adäquat erachtet, da man sich im

Wesentlichen auf die essentiellen Aspekte der

Planungen in den einzelnen Schnitten konzentrie-

ren kann. Dies ermöglicht eine Abbildung des

komplexen geometrischen Verlaufs der Trasse.

Hierzu wird im Lageplan (x-y-Ebene) die Trassie-

rungsachse durch Kreisbögen und Geraden be-

schrieben, die wiederum durch Übergangsbögen

(Klothoiden) miteinander verbunden sind. Im Hö-

henplan (x-z-Ebene) welcher eine Abwicklung des

Längsschnittes entlang der Straßenachse dar-

stellt, wird die Gradiente aus Geraden zusam-

mengesetzt. Diese Geraden werden im Bereich

der Tangentenschnittpunkte durch Kreisbögen zu

einer Wannen- oder Kuppengeometrie ausgerun-

det (siehe Abb. 3-1 r. u.). Führt man diese beiden

geometrischen Beschreibungen zu einem 3D-

Objekt zusammen, so erhält man eine sehr kom-

plexe – einfach bzw. zweifach – gekrümmte

Raumkurve (siehe Abb. 3-1 l. u.). Der Verlauf

dieser Raumkurve spielt für die Planung eines

Brückenbauwerks eine zentrale Rolle, da sie die

geometrische Form des Überbaues und somit des

gesamten Brückenbauwerks bestimmt. Ein Groß-

teil der vorhandenen Trassierungssoftware kann

diese Raumkurve berechnen und ausgeben. Der

Austausch der Trassierungsgeometrien zwischen

planenden und ausführenden Projektbeteiligten

erfolgt derzeit aber auf Basis von zweidimensiona-

len Lage- und Höhenplänen. Durch die Interpreta-

tion der zur Verfügung gestellten Pläne rekonstru-

iert der Brückenbauingenieur erneut den Verlauf

der Trasse als zweidimensionales Objekt im

Grundriss und Längsschnitt. Erst danach können

die verschiedenen Konstruktionsschritte zur Er-

zeugung der Schal- und Bewehrungspläne für das

Brückenbauwerk (Unterbau u. Überbau) konzipiert

werden.

Die heute übliche 2D-gestützte Planung und Kon-

struktion von Brücken beinhaltet daher eine Reihe

von Problemen. Zum einen befinden sich Brü-

ckenbauwerke bezüglich ihrer Positionierung im

Trassierungsnetz häufig in einer Kurve und

gleichzeitig in einer Kuppe bzw. Wanne. Folglich

ergibt sich für den Überbau eine kompliziert ge-

krümmte dreidimensionale Geometrie, die in

zweidimensionaler Form nur schwer darstellbar

bzw. interpretierbar ist. Zum anderen muss für die

Gegenwärtig werden Planungsprozesses für die

Umsetzung von Brückenbauwerken mit traditionel-

len Methoden realisiert. Die zunehmende Kom-

plexität in der Branche offenbart jedoch die Gren-

zen 2D-gestützten Planens.

11

BRÜCKENMODELLIERUNG IM BAUWESEN – STATUS QUO

Darstellung der dritten Raumkoordinate in den

Grundrissen und Schnitten eine in der Regel auf-

wändige manuelle Berechnungen der Höhenkoor-

dinaten durchgeführt werden (siehe Abb. 3-2) –

ein äußerst zeitintensiver und fehleranfälliger

Prozess. Besonders gravierend wirkt sich dies bei

kurzfristigen Änderungen am Trassierungsverlauf

aus, die dazu führen, dass große Teile der Kon-

struktionsarbeit erneut durchgeführt werden müs-

sen.

Ein weiteres Problem besteht in der Darstellung

des Brückenbauwerks in Schnitten und Grundris-

sen. Dies kann dazu führen, das nicht alle beteilig-

ten Gewerke eine vollständige verständliche Sicht

auf das Bauwerk erhalten. Dies verursacht im

Extremfall Fehlinterpretationen der Pläne verbun-

den mit entsprechenden Folgekosten zur Mangel-

behebung. Eine weitere wesentliche Einschrän-

kung der 2D-gestützten Planung von Brücken-

bauwerken liegt darin, dass eine Prüfung auf Kol-

lisionsfreiheit zwischen einzelnen Bauteilen nicht

möglich ist. Ähnliches gilt für die Ermittlung von

Massen, die auf Basis von 2D-Plänen immer nur

annäherungsweise realisiert werden können.

Abb. 3-1 Konstruktionselemente für den Entwurf einer Trassierungsplanung im Lage- und Höhenplan

12

Die fehlende datentechnische Verknüpfung zwi-

schen der Trassierungsplanung und dem Entwurf

der Brücke führen zu Problemen. Konkreter be-

deutet dies, dass sich durch Änderungsprozesse

am Trassierungsverlauf, sehr schnell Inkonsisten-

zen in der Planung ergeben können. Hier offenba-

ren sich die Grenzen der 2D-Planung sehr deut-

lich – sowohl im Trassen- als auch im Brücken-

bau. Trotz ausreichender Kenntnis dieser Mängel

werden Infrastrukturbauwerke derzeit ausschließ-

lich mit herkömmlichen 2D-Planungsmethoden

entworfen und geplant. Durch den Einsatz eines

parametrischen Volumenmodellierungssystems

könnte man diesen Problemen entgegenwirken

und einen transparenteren sowie durchgängigen

trassen- und brückenspezifischen Planungspro-

zess umsetzten.

Abb. 3-2 Brückenplanung heute: Aufwändige Erstellung von 2D-Zeichnungen zur Darstellung komplexer 3D-Geometrien

13

BRÜCKENMODELLIERUNG IM BAUWESEN – STATUS QUO

14

4 Vorteile räumlicher Modellierung

Die Digitale Fabrik als Vorbild der Digitalen Bau-

stelle ist der Überbegriff für ein umfassendes

Netzwerk von digitalen Modellen, Methoden und

Werkzeugen – u. a. der Simulation, der 3D-

Modellierung und der Visualisierung – welche

mithilfe eines durchgängigen Datenmanagements

integriert werden. Der Fokus dieses Ansatzes ist

dabei die ganzheitliche Planung, Evaluierung und

laufende Verbesserung aller wesentlichen Struktu-

ren, Prozesse und Ressourcen der realen Fabrik

in Verbindung mit dem Produkt selbst (VDI 4499

Blatt 2008). Ausgehend von diesem Ansatz er-

scheint es sinnvoll, die Planung eines Brücken-

bauwerks anhand eines gemeinsam genutzten

räumlichen Modells umsetzen.

Für die planende und ausführende Bauindustrie

ergeben sich vielfältige Vorteile, welche die Wirt-

schaftlichkeit der gesamten Baustelle sowie die

Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen im inter-

nationalen Vergleich deutlich steigern.

Gängige Konstruktionsprozesse beruhen auf meh-

reren verteilten Modellen. Durchgängige Prozesse

auf Basis eines 3D-Modells wirken sich nicht nur

auf die planende, sondern auch auf die ausfüh-

rende Bauindustrie positiv aus.

Vorteile in der Planungsphase

Konstruieren von beliebigen Strukturen durch verschiedene Modellierungsmethoden (z.B. parametrische Volumenmodellierung)

Modellierung von Freiformflächen ästhetischer und filigraner Bauwerke

Struktursimulationstechnische Tragwerksanalysen

Schnelle Modifikationen am parametrisierten Modell

Erzeugung komplexer Formen durch die Verwendung traditioneller Konstruktionsprozesse (Extrusion/Rotation von zweidimensionalen Querschnitten)

Ableitung (uni-/bidirektional oder assoziativ) erforderlicher Schnitte und Grundrisse

Gewährleistung einer uni-/bidirektional assoziativen Aktualisierung des Modells bzw. der Zeichnungsableitung

Steigerung der Wiederverwendbarkeit und Variantenanalyse durch den Einsatz von Parametrik und assoziativen Verknüpfungen (Constrains)

Ingenieurtätigkeiten (z.B. Entwicklung/Konstruktion) treten in den Vordergrund

Einfache Verwaltung des Modelles aufgrund des bauteilorientierten Modellierungsansatzes

Abwicklung und Visualisierung komplex gekrümmter Bauwerke

Frühzeitige Fehleranalyse bereits in der Konstruktionsphase

Virtuelle Prototypen ersetzen kostenintensive Realmodelle

15

VORTEILE RÄUMLICHER MODELLIERUNG

Die beschriebenen Stichpunkte geben nur offen-

sichtliche Vorteile wieder, die sich unmittelbar aus

dem Einsatz eines räumlich orientierten Brücken-

modells ergeben. Durch eine unternehmensüber-

greifende Einführung und den daraus resultieren-

den ganzheitlichen Prozessen können bislang

versteckte Potentiale erschlossen werden. Die

notwendige Durchgängigkeit und Transparenz des

zentralen 3D-Modells führen in letzter Konse-

quenz zu einem partnerschaftlichen Bauen aller

Akteure, um gemeinsam von den entstandenen

Vorteilen zu profitieren.

Trotz des weiten Wegs und der bislang mangeln-

den Durchgängigkeit haben einige renommierte

Planungsbüros und Baufirmen dies bereits er-

kannt und setzten einzelne komplexe Planungs-

prozesse mit Hilfe eines 3D-Modells um. Durch

den täglichen Einsatz dieses dreidimensional

orientieren Modellansatzes konnten bereits wirt-

schaftliche Ergebnisse erzielt, Kollegen oder Fir-

men von dem Konzept überzeugt und Wettbe-

werbsvorteile gegenüber der Konkurrenz erreicht

werden.

Zwar ist die Einführung einer räumlichen Pla-

nungsmethodik mit einer Umstellung von ver-

schiedenen traditionellen Arbeitsprozessen ver-

bunden – aber unvermeidlich, um in Zukunft ein

wettbewerbsfähiges Auftreten gewährleisten zu

können.

Vorteile während der Ausführungsphase

Ableitung von Daten zur Steuerung von Maschinen aus der Produktion (CAM)

Integration semantischer Zusatzinformation (z.B. Materialien, Datum, Ort etc.)

Automatische Ermittlung von bauteilorientierten Gewichts-/Volumeneinheiten, Trägheitsmomenten etc.

Analyse möglicher geometrischer Kollisionen

Grundlage für die Bauablaufsimulationen zur Steigerung der Produktivität im Baubetrieb

Abbildung des zeitlichen Verlaufs mit Hilfe des räumlichen Brückenmodells

Überprüfung des Baufortschritts

Soll-Ist-Abgleich zum Nachweis von Toleranzen oder Aufmaßen für die Kalkulation

Nachweis einer ordnungsgemäßen Erstellung gegenüber dem Bauherrn

Verbesserte Kommunikation gegenüber Beteiligten, Anwohnern etc.

Visualisierung komplexer Bauteile vor Ort

16

5 Herausforderungen räumlicher Modellierung

5.1 Voraussetzungen für den Einsatz von 3D-CAD

Die jetzige Praxis bei Planung und Konstruktion

von Brückenbauwerken besteht seit vielen Jahren,

die damit verbundenen Planungsprozesse stützen

sich auf traditionelle Methoden. Daraus ergeben

sich Optima lediglich für Einzelprozesse über den

gesamten Planungs- und Ausführungszeitraum,

die mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht dem Ge-

samtoptimum aus Kosten und Zeit entsprechen.

Ein häufiger Grund hierfür sind die zahlreichen

Medienbrüche, die sich aus der heutigen Vergabe

von Bauprojekten ergeben. Diese Informationsver-

luste gilt es zu vermeiden, indem 3D-Modelle über

die Bauphasen hinweg übergeben werden und

somit eine durchgängige Nutzung über die Unter-

nehmensgrenzen hinaus ermöglicht wird. Für eine

unternehmensübergreifende Weitergabe und

Verwaltung von 3D-Modellen bieten sich für das

Bauwesen angepasste Produktdatenmanage-

mentsysteme an, die in der stationären Industrie

weite Verbreitung bei der Entwicklung von Produk-

ten gefunden haben. Diese verwalten sämtliche

Daten an zentraler Stelle und können über den

gesamten Lebenszyklus – von der Planung bis zur

Bestandsverwaltung und Rückbau von Baumaß-

nahmen – genutzt werden (Günthner und Schorr

2011). Das zentrale Produktmodell orientiert sich

dabei an den Bauteilen und der Baugruppenstruk-

tur des 3D-Modells.

Moderne CAD-Programme haben zudem hohe

Anforderungen an die einzusetzende Hardware.

Zusammen mit den Kosten für Software und

Schulung der Mitarbeiter ergeben sich weitaus

höhere Ausgaben als bislang üblich. Infolgedes-

sen sind Änderungen am bisherigen Planungspro-

zess nötig, um dennoch ökonomisch sinnvoll, d. h.

in kürzester Zeit rentabel zu wirtschaften. Nur so

können Anwender und Entscheidungsträger von

den Vorteilen räumlicher Modellierung überzeugt

und eine flächendeckende Einführung ermöglicht

werden.

Der Nutzen räumlicher Modellierung macht sich

mitunter erst im Verlauf der Baumaßnahme be-

merkbar. Häufig profitiert nicht das Unternehmen,

welches den Aufwand zur Erstellung eines 3D-

Modells hatte, sondern diejenigen, die ihre Pla-

nung und Ausführung an dem zuvor konstruierten

Bauwerksmodell ausrichten können. An dieser

Stelle müssen Wege gefunden werden, um den

Ersteller eines 3D-Modells für dessen Zusatzauf-

wand zu entlohnen. Langfristige Partnerschaften,

wie sie häufig in der stationären Industrie anzutref-

fen sind, erleichtern derartige Absprachen zwi-

schen Auftraggeber und Auftragnehmer und

schaffen gegenseitiges Vertrauen für eine zügige,

erfolgreiche Projektabwicklung.

Eine innovative Planung kostet Zeit und Geld, die

sich erst Jahre später durch eine effizientere Bau-

ausführung bezahlt macht. Hier gilt es vor allem,

Konstrukteure von Ingenieurbauwerken stellen

andere Anforderungen an CAD-Systeme als der

Maschinenbau. Folglich müssen entsprechende

Rahmenbedingungen geschaffen werden, bevor

3D-CAD im Baugewerbe verankert werden kann.

17

HERAUSFORDERUNGEN RÄUMLICHER MODELLIERUNG

Verständnis auf Seiten des Bauherrn zu schaffen,

da dieser die monetären und zeitlichen Vorleis-

tungen aufzubringen hat. Ist erst die Nachfrage

nach solchen Leistungen geschaffen und die

Rahmenbedingungen erfüllt, wird die 3D-

Modellierung von Unternehmen mit hoher Innova-

tionskraft weiter getrieben.

5.2 Anforderungen an die Modellierungssoftware

Eine 3D-Modellierung von Ingenieurbauwerken

erfordert neben einer erweiterten Ausbildung des

Personals auch ein CAD-System, welches die

Forderungen erfüllt, die sich aus der herkömmli-

chen und der räumlichen Modellierung ergeben.

Dabei sind besonders die Kriterien

Modellierungstechnik,

Schnittstellendesign,

Visualisierung,

Nutzerfreundlichkeit,

Anforderungsliste und

Kosten

zu beachten. Diese gilt es hinreichend zu erfüllen,

um zukünftig den Anforderungen der Bauindustrie

nach einer Software für die räumliche Konstruktion

von Infrastrukturbauwerken zu genügen.

Gerade im Bereich der Modellierungstechniken

sollten komplizierte Volumenkörper durch Extrusi-

on, Rotation oder auch durch Boolesche Operati-

onen konstruierbar sein. Somit können sowohl

Trassierungskurven als auch Modelle beliebig

gestalteter Geometrie (Freiformkörper) abgebildet

werden. Kurzfristigen Änderungen an Bauteilen

oder Baugruppen ist durch eine parametrisierte

Modellierung zu begegnen. Dabei gilt es nicht nur,

einfache Längenelemente mit Hilfe von Variablen

zu definieren, sondern auch geometrische Abhän-

gigkeiten auf Basis von implementierten Regeln

zu schaffen. Folglich führen Änderungen eines

Elementes zu einer Aktualisierung des gesamten

Bauteils bis hin zu einem Update der übergeord-

neten Baugruppe. Durch einen entsprechenden

Aufbau des Brückenmodells und dessen Kopplung

an die Trassenachse, wird bei Änderungen im

Trassenverlauf die Geometrie der Brücke automa-

tisch nachgezogen (vgl. Kap. 8).

Abb. 5-1 Parametrik von 3D-CAD-Systemen

Linie1 = Länge*2

Linie

3 =

Linie

2*1

,5

Linie

2 =

Li

nie

1*0

,5Name Ausdruck Wert

Dimensionen

Linie1 Länge *2 40

Linie2 Linie1 * 0,5 20

Linie3 Linie2 * 1,5 30

…

User Variable

var_1 Länge 20

Geometrie 1 Geometrie 2 Constraint

Linie1 - waagrecht

Linie1 Linie2 koinzident

Linie1 Linie2 senkrecht

Linie1 Linie3 koinzident

Linie1 Linie2 senkrecht

Linie2 Linie3 parallel

…

18

Ein parametrischer Modellaufbau ermöglicht

ebenso ein Feature-basiertes Konstruieren, indem

standardisierte Geometrien mithilfe integrierter

Werkzeuge einzufügen sind. Solche Konstrukti-

onselemente lassen in den meisten Fällen Rück-

schlüsse auf Fertigung und Funktion des Form-

elements zu. Durch Aggregation (Zusammenfüh-

rung von Produkteigenschaften) und zusätzlich

hinterlegter Semantik (z.B. Fertigungstoleranzen,

Informationen zum Lebenszyklus) wird Experten-

wissen zur Wiederverwendung bereitgestellt und

eine schnelle, hochwertige Konstruktion ermög-

licht (VDI 2218).

Durch einen objektorientierten Aufbau können

Bibliotheken angelegt werden und Bauteile unter-

schiedlicher Konfiguration – Modifikation der Pa-

rameter – in einer Baugruppe (engl. Assembly)

zusammengeführt werden. Teil einer solchen

Bibliothek sollten bauspezifische Elemente wie

beispielsweise Bewehrungen oder auch Stan-

dardmodelle für das Bauwesen (z. B. parametri-

sierte Widerlagerflügel) sein. Der Modellierungs-

raum ist im Maschinenbau üblicherweise auf we-

nige Meter begrenzt, Trassenplanungen erstre-

cken sich hingegen über mehrere Kilometer. Das

einzusetzende CAD-System muss daher derart

große Modellabmessungen ermöglichen. Gerade

für die tägliche Arbeit auf der Baustelle und die

derzeitige Vergabe von Infrastrukturprojekten ist

die Zeichnungsableitung essentiell. Hier müssen

bauspezifische Standards berücksichtigt sein, um

die Marktbedürfnisse zu erfüllen. Durch die Zu-

weisung von Attributen wie beispielsweise der

Materialeigenschaften, können weitere Auswer-

tungen aus dem 3D-Modell gezogen werden. Eine

automatisierte Massenermittlung sei hier als präg-

nantes Beispiel genannt.

Die heutige Praxis zeichnet sich durch strikte

Medienbrüche aus, so wird häufig ein zusätzliches

Modell für die Analyse statischer Zusammenhän-

ge eines Bauwerks erstellt. Aus diesem Grund

sind neutrale Austauschformate notwendig, die ein

standardisiertes 3D-Modell an ein weiteres CAD-

System übergeben. Für die Anbindung und In-

tegration weiterer Softwarepakete (u. a. Produkt-

datenmanagement-Systeme, Computer Aided

Manufacturing-Systeme) sind offene Schnittstellen

erforderlich, die selbsterstellten Programmcode in

Aktionen des CAD-System umwandeln. Für die

Kommunikation innerhalb des Unternehmens,

aber auch für Absprachen mit Subunternehmern

oder den von einer Baumaßnahme betroffenen

Anwohnern ist die Visualisierung des Vorhabens

sehr nützlich. Häufig ist ein räumliches Bau-

werksmodells bezüglich dessen Veränderungen

über den Lebenszyklus statisch. Sinnvoll ist es

jedoch, den zeitlichen Verlauf der Bauwerkserstel-

lung durch sequentielles Einblenden einzelner

Bauteile zu visualisieren (vgl. Abb. 5-2). Einige

Programme verfügen über einen solchen Viewer,

während andere neutrale Schnittstellen zum Da-

tenaustausch mit eigens für die Ablaufvisualisie-

rung erstellten Programmen zur Verfügung stellen.

Für die Etablierung der 3D-CAD-Modellierung in

der Bauindustrie spielen viele Faktoren eine Rolle.

Dazu gehört vermehrt das Verständnis für den

Nutzen von 3D-Modellierung und die Akzeptanz

der Anwender. Letztere erfordert ein nutzerfreund-

liches System, das in Handhabung und Oberflä-

che ergonomisch und intuitiv ist.

Die Unternehmensgröße und die Durchdringung

der Projekte, die im Dreidimensionalen geplant

19

HERAUSFORDERUNGEN RÄUMLICHER MODELLIERUNG

werden, spielen ebenfalls eine große Rolle bei der

Auswahl eines CAD-Systems. Die Einführung

eines 3D-Modellierungsprogramms muss wirt-

schaftlich sein, d. h. in absehbarer Zeit rentabel

für das Unternehmen werden. Die Kosten der

CAD-Systeme gliedern sich üblicherweise in Be-

schaffungs- und Schulungskosten sowie Kosten

für Wartung und Aktualisierung des Programms.

All diese Herausforderungen gilt es zu erfüllen, um

die 3D-Modellierung von Ingenieurbauwerken in

der Bauindustrie zu verankern. Dabei spielen

sicherlich auch weitere Faktoren eine Rolle, die

sich von Unternehmen zu Unternehmen, aber

auch von Bauwerk zu Bauwerk unterscheiden und

infolgedessen hier nicht in Betracht gezogen wer-

den. Im Rahmen dieser Studie sollen verschiede-

ne CAD-Systeme aus dem Maschinenbau und

dem Bausektor vorgestellt (Kapitel 6) und auf die

Erfüllung der angesprochenen Anforderungen

(Abschnitt 5.2) untersucht werden.

Abb. 5-2 Schrittweise Visualisierung des Bauablaufs

20

6 Instrumente für die 3D-Modellierung von Brücken-

bauwerken

6.1 Maschinenbau-CAD Im Maschinenbau wurde bereits früh erkannt,

welche Vorteile eine dreidimensionale, objektori-

entierte und parametrische Modellierung von Ob-

jekten mit sich bringt. Daher wurde in dem letzten

Jahrzehnt eine Vielzahl von CAD-Systemen ent-

wickelt.

Siemens NX. Bei NX6 handelt es sich um ein

CAD/CAM/CAE1- und PLM2 gekoppeltes System,

das den gesamten Produktentwicklungsprozess –

von der Idee bis hin zur Fertigung – unterstützt. Es

vereint die Stärken der beiden ursprünglichen

CAx-Systeme Unigraphics NX und I-deas NX.

Basierend auf dem Parasolid-Kern und dem Cons-

1 Computer Aided Engineering (CAE) umfasst die Unterstüt-

zung des Entwicklungsprozesses durch digitale Komponen-

ten. Dazu zählen auch CAD und Computer Aided Manufac-

turing (CAM). Letzteres bezeichnet die automatisierte,

computergestützte Steuerung von Fertigungsmaschinen

bspw. aus dem CAD-System. 2 Product Lifecycle Management (PLM) als Konzept steuert

alle Prozesse und Daten eines Produkts ganzheitlich – von

der ersten Entwicklung über die Produktion bis zur Entsor-

gung.

traint-Solver D-Cubed steht ein offenes, flexibles

und parametrisierbares 3D-System für Entwick-

lung und Konstruktion, Styling, Zeichnungserstel-

lung, Simulation und Fertigung sowie weiteren

Anwendungsgebieten zur Verfügung. Die weitrei-

chenden 3D-Modellierungsfähigkeiten von NX6

erlauben dem Anwender Draht-, Flächen-, sowie

Volumenmodelle zu erstellen. Durch den Feature-

basierten und parametrisierten Modellierungsan-

satze können Modifikationen schnell durchgeführt

und über die Konstruktionshistorie nachverfolgt

werden (Siemens 2008).

Siemens Solid Edge. Solid Edge ist ein Feature-

basiertes 2D/3D-CAD-System, das mit Hilfe der

parametergesteuerten Modellierung sehr schnell

flexible Konstruktionen realisieren kann. Das mo-

dular aufgebaute System kann an die jeweiligen

Anforderungen der Branche angepasst werden

und besitzt mit dem leistungsstarken Modellier-

kern Parasolid die Möglichkeit, komplexe Geomet-

rien als Draht-, Flächen-, Volumenobjekt abzubil-

den. Die Ableitung von normengerechten Zeich-

nungen sowie eine integrierte Strukturanalyse von

Bauteilen gehören zu den allgemeinen Standard-

aufgaben des Systems. Zudem besteht eine direk-

te Integration in das PLM-System von Siemens

(Siemens 2009).

Die Modellierung von Ingenieurbauwerken bedarf

innovativer 3D-Technologien. Zurzeit gibt es di-

verse Anbieter auf dem Markt, deren Produkte

bauspezifische Lösungen bieten oder den klassi-

schen Maschinenbau zur Zielgruppe haben.

21

INSTRUMENTE FÜR DIE 3D-MODELLIERUNG VON BRÜCKENBAUWERKEN

Dassault CATIA V5. Das vom französischen

Konzern Dassault entwickelte System CATIA V5

unterstützt den gesamten Produktentwicklungs-

prozess digital und hat sich in den verschiedens-

ten Branchen industrieller Fertigung etabliert. Die

Konstruktion von 3D-Modellen steht im Vorder-

grund. CATIA bietet zudem die Möglichkeit zur

automatisierten Fertigung (CAM). Die Software ist

parametrisch, enthält feature-basierte Konstrukti-

onselemente und bietet vielfältige Möglichkeiten

für individuelle Konstruktionen inklusive der Mo-

dellierung von Freiformflächen. Diese Grundfunk-

tionen können um zusätzliche Module für bei-

spielsweise FEM- und Kinematiksimulationen oder

auch zu Visualisierungszwecken erweitert werden.

Sämtliche Entwicklungsschritte werden in einer

umfassenden Konstruktionshistorie gespeichert,

so dass Änderungen mit geringem Aufwand

durchgeführt werden können. Die aktuelle Version

bietet ein PLM-Paket für Lebenszyklus-, Ände-

rungs- und Konfigurationsmanagement (Dassault

2010).

Dassault SolidWorks. SolidWorks stammt eben-

falls von Dassault und ist im Gegensatz zu CATIA

aus strategischer Sicht weniger auf Spezialisten

aus dem OEM-Bereich fokussiert, sondern hat

den klassischen Maschinenbau zur Zielgruppe.

Dementsprechend ist der Funktionsumfang etwas

geringer und die Nutzung intuitiver. Dies geht aus

der ergonomisch gestalteten Oberfläche und der

stark feature-und historie-basierten Konstrukti-

onsweise hervor.

Die Modellierungssoftware bietet ein mechani-

sches CAD-System sowie eine Lebenszyklusbe-

wertung, welche die Umweltverträglichkeit einer

Konstruktion erläutert. Mithilfe der integrierten

FEM-Analyse können erstellte Modelle virtuell auf

verschiedene Lastzustände geprüft werden. Zu-

dem wird ein eigenes PDM-System zur Verwal-

tung der Konstruktionsdaten angeboten (Dassault

2010).

Autodesk Inventor. Autodesk Inventor bietet eine

umfassende Produktfamilie für die digitale Pro-

duktentwicklung (Digital Prototyping). Anhand

eines durchgängigen Modells können vollständige

Produkte entwickelt, visualisiert und kontinuierlich

hinsichtlich Form und Funktion geprüft werden.

Die Konstruktionsumgebung basiert auf parame-

trischen Modellierungselementen und ermöglicht

eine automatisierte Erstellung produktionsgerech-

ter Zeichnungen. Die Konstruktionshistorie erlaubt

Änderungen einzelner Entwicklungsschritte im

Nachhinein. Die CAD-Software wurde zudem mit

Feature-basierten Methoden ausgestattet, um die

Modellierung zu vereinfachen und Entwicklungs-

zeiten zu verkürzen. Die Inventor-Familie umfasst

Funktionen für die Bewegungssimulation sowie

Belastungs- und Spannungsanalysen von Ma-

schinen-Bauteilen und -gruppen. Mithilfe einer

zentralen Datenverwaltung (PDM) können mehre-

re Arbeitsgruppen die Entwicklung einzelner Pro-

duktkomponenten verfolgen und verwalten (Auto-

desk 2011).

22

6.2 CAD für das Bauwesen Die Softwarelandschaft im Bauwesen bietet eine

große Bandbreite verschiedenster Programme,

die in der Regel nach wie vor auf einem zweidi-

mensionalen Konstruktionsprinzip basieren. Je-

doch gibt es bereits erste Produkte, die eine drei-

dimensionale und objektorientierte Modellierung

von Bauwerken ermöglichen.

Autodesk AutoCAD 2010. AutoCAD 2010 bietet

ein breit gefächertes Werkzeugset zur Gestaltung

von Zeichen- und Dokumentationsprozessen an.

Neben der parametrischen Modellierung von dop-

peltgekrümmten Objekten und der sich daraus

ergebenden assoziativen Zeichnungen, bildet die

Definition von Objektbeziehungen oder der Gene-

rierung von Plansätzen die Basis für eine effizien-

te Bauwerksplanung. Die Umsetzung dieser Bau-

werke kann in AutoCAD 2010 sowohl in zweidi-

mensionaler als auch in dreidimensionaler Form

als Flächen-, Netz- und Volumenmodelle erfolgen.

Mit Hilfe verschiedener digitaler Werkzeuge kön-

nen zudem Aufgaben, wie z.B. Visualisierungen

oder die Integration von Punktwolken aus einem

3D-Laserscan für eine schnellen Modellierung und

Bearbeitung von Renovierungs- und Sanierungs-

projekten durchgeführt werden (Autodesk 2010).

Autodesk Revit Structure 2010 Bridge Exten-

sion. Revit Structure ist ein weiteres Produkt der

Firma Autodesk. Es stellt eine Lösung für Building

Information Modeling (BIM) im Ingenieurbau mit

speziell entwickelten Werkzeugen für die effiziente

Modellierung und Dokumentation von 3D-

Ingenieurbauwerken und -Tragwerkskonstruktio-

nen dar. Mit Hilfe von bidirektionalen Assoziatio-

nen zwischen Modell, allen Ansichten und Plänen

sorgt Revit Structure dafür, dass Fehler reduziert

und die Planungsdaten immer auf dem aktuellen

Stand gehalten werden. Durch die Integration des

BridgeDesign Moduls können einfache trassen-

gebundene Brücken in Verbindung mit einem

BridgeWizard definiert werden (Autodesk 2010).

Nemetschek Allplan 2008. Mit Hilfe des von der

Firma Nemetschek entwickelten Softwaresystems

Allplan können verschiedenste architektonische

aber auch ingenieurspezifische Aufgabenstellun-

gen realisiert werden. Das modular aufgebaute

System stellt dem Anwender eine Vielzahl von

digitalen Werkzeugen, wie zum Beispiel 2D/3D-

Bewehrung, bauteilorientierte Hochbaumodellie-

rung, assoziative Ableitung von Schnitten oder

einen speziellen Tiefbaumodellierer zur Umset-

zung eines trassengebundenen Brückenüberbau-

modells u.v.m. zur Verfügung. Mit Hilfe des 3D-

Moduls können einfache polygonalisierte Volu-

menkörper konstruiert und unter Einsatz von Boo-

leschen Operationen zu komplexeren Körpern

kombiniert werden. Neben dem Arbeiten mit ei-

nem 3D-Volumenmodell werden auch hybride und

traditionelle 2D-Arbeitsweisen sowie BIM-

orientierte Vorgehensweisen oder bidirektionale

Struktursimulations-Softwarekopplungen unter-

stützt (Nemetschek 2010).

23

INSTRUMENTE FÜR DIE 3D-MODELLIERUNG VON BRÜCKENBAUWERKEN

6.3 Hybrid CAD Ein hybrides CAD-System vereint die wesentli-

chen Vorteile zweier verschiedener Softwarepro-

dukte bzw. erweitert eine Software, so dass sie in

einem anderen Anwendungsfeld eingesetzt wer-

den kann (Add-On).

Gehry Technologies (G.T.) Digital Project. Das

CAD-Programm Digital Project vom Unternehmen

Gehry Technologies stellt ein leistungsstarkes 3D

Building Information Modeling (BIM) und Ma-

nagement System für die Umsetzung von komple-

xen Bauwerken dar. Durch den Aufsatz des Sys-

tems auf das flugzeug- und maschinenbauspezifi-

sche CAD-System CATIA von Dassault wird dem

Anwender eine Plattform zur Verfügung gestellt,

mit der er dreidimensionale Modelle schnell um-

setzen, Schnitte ableiten und realitätsnahe Visua-

lisierungen durchführen kann. Zusätzlich wurden

eine Vielzahl von verschiedensten bauspezifi-

schen Modulen für die Umsetzung von dreidimen-

sionalen Bewehrungsführungen, die Integration

von Gauß-Krüger-Koordinaten oder die Ableitung

von normengerechten Zeichnungen mit in die

CAD-Plattform (CATIA) integriert (Gehry 2011).

24

7 Bewertung von CAD-Systemen für die Modellierung

im Brückenbau

7.1 Untersuchungsmethodik Innerhalb des dreijährigen Forschungsverbundes

ForBAU, der unter anderem die räumliche Model-

lierung von Ingenieurbauwerken zum Ziel hatte,

wurden gemeinsam mit den Industriepartnern die

Problemstellungen in der Praxis identifiziert. Auf-

grund der unterschiedlichen Rollen, welche die

Kooperationspartner bei einer Baumaßnahme

einnehmen – vom Planungsbüro über den Ma-

schinenhersteller bis hin zum bauausführenden

Gewerbe – ergaben sich verschiedene Sichten auf

die Modellierung von Bauwerken. Diese wurden

zu Anforderungen zusammengetragen, die sich an

eine Modellierungssoftware richten, um den spezi-

fischen Ansprüchen der Bauindustrie gerecht zu

werden.

Aufgrund der hohen Komplexität kommerziell

verfügbarer Softwarepakete sowie der großen

Anzahl an Anforderungen liegt die Nutzwertanaly-

se als Entscheidungsvorbereitung nahe (Ehrlen-

spiel 2007). Diese bietet einen hohen Differenzie-

rungsgrad durch die Verwendung zusätzlicher

Gewichtungsfaktoren. Der hierarchische Aufbau

dieser quantitativen, nicht-monetären Analyseme-

thode gewährleistet zudem die notwendige Trans-

parenz.

Anforderungsanalyse. Nach Literaturrecherchen

sowie zahlreichen Interviews und Arbeitstreffen

mit Bauunternehmern, Bauplanern und Projekt-

steuerern wurden die Anforderungen konkretisiert

(vgl. Abschnitt 5.2). Diese wurden anschließend

klassifiziert, nach ihrer Relevanz gewichtet und in

Form einer Anforderungsliste dokumentiert. Dabei

wurde darauf geachtet, die Kriterien unabhängig

voneinander zu definieren.

Gewichtung. Die ermittelten Anforderungen wur-

den in Ober-, Zwischen- und Teilziele zerlegt und

in verschiedenen Workshops jeweils mit Gewich-

tungen versehen. Dabei wird zwischen Relativge-

wichtung – im jeweiligen Zweig der Hierarchie –

und Absolutgewichtung in Bezug auf das Gesamt-

system unterschieden (Lindemann 2007). Die

Gewichtungsskala wurde zwischen null und eins

gewählt; infolgedessen ergibt sich sowohl für die

Relativgewichtungen jeder Stufe als auch für die

Absolutgewichtung im Gesamtsystem kumulativ

100%. Zur Ermittlung des Absolutgewichts eines

Kriteriums beliebiger Hierarchiestufe wird das

Relativgewicht mit dem Absolutgewicht des über-

geordneten Kriteriums (Zwischen- bzw. Oberziel)

multipliziert.

Bewertungssystematik. Im Anschluss wurden

die einzelnen Modellierungssysteme auf mehreren

Rechnern implementiert und untersucht. Um einer

Die Anwendung von 3D-CAD in der Bauindustrie

ist sehr stark an die am Markt befindlichen Model-

lierungssysteme gebunden. Diese sind für unter-

schiedlichste Zielgruppen konzipiert und verfügen

über vielfältige Funktionalitäten.

25

BEWERTUNG VON CAD-SYSTEMEN FÜR DIE MODELLIERUNG IM BRÜCKENBAU

subjektiven Einschätzung entgegenzuwirken,

wurden Gespräche mit verschiedenen Anwendern

und Experten verschiedener Disziplinen geführt.

Auf Basis aller zugänglichen Daten und Informati-

onen wurden die Einzelurteile für jedes Kriterium

und jede untersuchte Softwarealternative ermittelt,

indem der Erfüllungsgrad der einzelnen Anforde-

rungen bewertet wurde. Die Relativgewichte der

Kriterien sind festgelegt, können jedoch an indivi-

duelle Anwendungsfälle angepasst werden, so

spielen beispielsweisen die Kosten eines CAD-

System für ein kleines Unternehmen eine größere

Rolle als für ein global operierendes Bauunter-

nehmen.

Das Gesamturteil einer Modellierungssoftware

ergibt sich aus der Multiplikation mit der entspre-

chenden Gewichtung und anschließender Sum-

mierung dieser Einzelprodukte (Reinhart 2008).

Daraus lässt sich eine Rangfolge der CAD-

Systeme auf einer Ordinalskala ermitteln, auf

deren Basis verschiedene Auswertungen durchge-

führt wurden (vgl. Abschnitt 7). Dazu gehören

neben dem Rang auch die Punktwerte der einzel-

nen Teilziele sowie eine Analyse der Stärken und

Schwächen der in Kapitel 6 erläuterten Gruppie-

rungen.

Durch die methodische Vorgehensweise wurde

versucht, eine möglichst objektive Bewertung der

CAD-Systeme durchzuführen. Diese basiert auf

den uns zur Verfügung stehenden Informationen

und spiegelt den Stand der zum Untersuchungs-

zeitpunkt vorhandenen Funktionalitäten wieder. In

der Zwischenzeit implementierte Neuerungen

bzw. Erweiterungen einzelner Anbieter wurden

nicht berücksichtigt. Alle Angaben sind daher

ohne Gewähr.

Die im Folgenden ermittelte Rangfolge bezieht

sich nicht auf die CAD-Systeme im Allgemeinen,

sondern auf deren Anwendbarkeit für die Modellie-

rung von Brückenbauwerken.

7.2 Bewertungsmatrix Die im Folgenden abgebildete Matrix zeigt die

Ergebnisse der Nutzwertanalyse.

Die untersuchten CAD-Systeme (linke Seite) sind

dabei über die einzelnen Anforderungen und de-

ren Teilziele (oben) aufgetragen. Ebenso sind der

Erfüllungsgrad (erreichter Punktwert) und die

Bedeutung der einzelnen Punktwerte (Erläuterung

bzw. Bewertungssystematik) abzulesen. Daraus

ergibt sich eine kumulierte gewichtete Kennzahl

für die Zwischenziele (grau). Die gewichteten

Ergebnisse der Oberziele sind blau hinterlegt. Am

rechten Rand kann die erreichte Gesamtpunktzahl

(maximal 2) und der Rang der einzelnen CAD-

Systeme identifiziert werden.

Abb. 7-1 zeigt die Gewichtungen der Ober- und

Zwischenziele. Die Gewichte der untergeordneten

Teilziele können der Anforderungsliste entnom-

men werden.

26

Abb. 7-1 Gewichtung der Untersuchungskriterien

Freiform-ModellierungFeature-basierte ModellierungModellierungsraum2D-AusführungspläneParametrisierte ModellierungVolumenmodellierungUnterstützung von StandardsModellierung von BewehrungObjektbasierte ModellierungBauteileigenschaften

LizenzkostenSchulungskosten

Kosten

BenutzeroberflächeHandhabung

ModellvisualisierungVisualisierungsschnittstellen

DatenschnittstellenSoftwareintegrationProgrammierschnittstellen

57%

21%

3%

14%

5%

75%

25%

34%

66%

Visualisierung

Modellierungstechniken

40%

60%

Ergonomie

Schnittstellen

25%

29%

46%

12%

13%

13%

13%

13%

10%

9%

6%

5%5%

27


A3(Anhang)

28

A3(Anhang)

29


30

7.3 Ergebnisse der CAD-Bewertung

In Rahmen dieser Studie wurden insgesamt 9

CAD-Systeme (Abb. 7-2) aus unterschiedlichen

Branchen evaluiert. Dazu wurden verschiedene

Auswertungen durchgeführt. In einer dieser Aus-

wertungen wurden die bauspezifischen Aspekte

nicht berücksichtigt. Dies ermöglichte, eine Aus-

sage über die Leistungsfähigkeit der Maschinen-

bau-CAD-Systeme untereinander treffen zu kön-

nen. Ein Ergebnis dieser Untersuchung war, dass

speziell die Produkte Siemens NX und Dassault

CATIA komplexe 3D-Modelle umsetzen können.

Abb. 7-2 Branchenzuordnung der Systeme

Abb. 7-3 Ergebnis der Bewertung von CAD-Systemen

Maschinenbau CAD Bau CAD Hybrid CAD

Kategorien

Modellierungstechniken

Schnittstellen

Visualisierung

Ergonomie

Kosten

,

,,,,

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00

Nemetschek Allplan 2008

Autodesk AutoCAD 2010

Autodesk Revit Structure

Autodesk Inventor

Dassault SolidWorks

Dassault CATIA

G.T. Digital Project

Siemens Solid Edge

Siemens NX 2006

31


In einer weiteren Studie wurden die Bauspezifika

berücksichtigt. Hierbei wiesen die Maschinen-

bausysteme deutliche Lücken auf. Aber auch bei

den Bau-CAD-Systemen konnte man erkennen,

dass sie hinsichtlich ihrer Modellierungskonzepte

und Funktionalitäten einen deutlichen Nachholbe-

darf aufweisen. Als geeignetes System zur Model-

lierung von Brückenbauwerken erwies sich das

Produkt „Revit Structure Bridge Extension“ von

Autodesk (Abb. 7-3). Dieses System konnte den

meisten Anforderungen aus der Studie entspre-

chen. Von den Ergebnissen vergleichbar mit „Re-

vit Structure“ ist das hybride CAD-System „Digital

Project“, das mit dem sehr interessanten Ansatz,

ein Maschinenbau-CAD-System um bauspezifi-

sche Funktionen zu erweitern, deutliche Vorteile

bei der Modellierung von Brücken vorweisen

konnte. In wie weit sich dieser Ansatz auf andere

Maschinenbau-CAD-Systeme übertragen lässt

bleibt abzuwarten.

Autodesk Revit Structure 2010 (Rang 1)

Aufgrund des verbesserten Modellierungskon-

zepts von Revit Structure können komplexe Ob-

jekte unter Berücksichtigung von bauspezifischen

Randbedingungen erzeugt werden. Die Erstellung

eines trassengebundenen Brückenmodells ist mit

Hilfe des Bridge Design Wizard auf eine einfache

Art und Weise möglich. Besonders dieses Zu-

satzmodell macht das System sehr lukrativ für die

planende Bauindustrie. Leider können derzeit nur

Brückenformen abgebildet werden, die eher dem

amerikanischen Standard (Highway-Brücken)

entsprechen. Dies äußert sich in sehr schlanken

und aufgelösten Konstruktionen. In wie weit sich

diese Modelle weiterbearbeiten lassen, konnte im

Rahmen dieser Studie nicht ermittelt werden. Die

Performance des Systems stößt bei speicherin-

tensiven Modellen an ihre Grenzen. Trotz alledem

hat die Firma Autodesk mit der Revit Structure

Bridge Extension einen sehr interessanten Ansatz

aufgezeigt, der weiter verfolgt werden sollte.

Abb. 7-4 Bewertungsdiaramm Autodesk Revit Structure3

Modellierungstechniken (Sehr Gut). Das bau-

spezifische System konnte in sämtlichen modellie-

rungs- sowie bauspezifischen Untersuchungsan-

forderungen zur Umsetzung eines Brückenmo-

dells überzeugen. Die Modellierung von mehr-

fachgekrümmten Flächen bzw. Körpern sowie

deren Modifikation stellt kein Problem dar. Selbst-

verständlich sind alle notwendigen Bauspezifika

im System vorgehalten, so dass normengerechte

Pläne abgeleitet, Bewehrungsführungen integriert

und Bauteilbibliotheken eingesetzt werden kön-

nen. Besonders das für den Brückenbau entwi-

ckelte Add-On Programm „Bridge Design Wizard“

vereinfacht stark die Umsetzung eines Brücken-

modells. Hierbei werden verschiedene Standard-

formen für die Modellierung des Überbaues, der

Widerlager aber auch der Pfeiler und Gründungen 3 Die Werte in den Diagrammen sind normiert. Erst unter

Berücksichtigung der Gewichtung können diese zu einer

Gesamtpunktzahl addiert werden.

32

zur Verfügung gestellt. Die Anbindung der Trasse

an das Brückenbauwerk erfolgt mittels einer

LandXML-Schnittstelle.

Vereinzelt weist das System Schwächen bei der

Modellierung von komplexen Körpern (Extrusions-

richtung) sowie beim Einsatz von Parametern und

Features auf.

Schnittstellen (Sehr Gut). Revit Stucture besitzt

eine Vielzahl an Schnittstellen, die einen Daten-

import bzw. -export ermöglichen. Mit Hilfe der

offenen Programmierschnittstelle können anwen-

dungsspezifische Programme erzeugt werden.

Eine zentrale Verwaltung der Modelldaten kann

mit Hilfe einer PDM-Datenbankintegration umge-

setzt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit,

Modelldaten bidirektional an ein Struktursimulati-

onsprogramm zu übergeben.

Die Übergabe der Modelldaten an Maschinen

mittels einer CAM-Schnittstelle ist nicht vorgese-

hen. Des Weiteren können für die Programmie-

rung von komplexen Verschneidungen u.ä. nicht

ausreichend auf boolesche Operationen zugegrif-

fen werden.

Visualisierung (Ausreichend). Die programmin-

terne Darstellung der Modelle ist für die Planer-

zeugung ausreichend. Eine Übergabe der Daten

an eine externe Visualisierungssoftware ist nur

nach 3D Studio Max möglich. Weitere Schnittstel-

len sind nicht vorhanden.

Nutzerfreundlichkeit (Ausgezeichnet). Die Be-

nutzung des Programms ist intuitiv und schnell

erlernbar. Die zur Verfügung stehenden Funktio-

nen sind verständlich und in der benutzeroberflä-

che strukturiert angeordnet.

Kosten (Mittel). Die Anschaffungs- und Unter-

haltskosten liegen im mittleren Bewertungsbe-

reich. Schulungen und Support können über das

Internet oder bei einem Vertriebspartner bezogen

werden.

Autodesk AutoCAD 2010 (Rang 8)

AutoCAD eignet sich sehr gut für die Umsetzung

von zweidimensionalen Plandarstellungen. Bei der

Erstellung von mehrfachgekrümmten Körpern

bzw. Brückenmodellen stößt das System jedoch

an seine Grenzen. Durch eine Anpassung des

Modellierungskonzeptes könnten auch dreidimen-

sionale Brückenmodelle in AutoCAD erzeugt wer-

den.

Abb. 7-5 Bewertungsdiagramm Autodesk AutoCAD 2010

Modellierungstechniken (Akzeptabel). AutoCAD

basiert auf einem zweidimensionalen Konstrukti-

onsansatz, der später um dreidimensionale Funk-

tionalitäten erweitert wurde. Dieser erweiterte

Ansatz birgt Schwächen bei der objektorientierten

und parametrischen Modellierung. Eine Feature-

basierte Modifikation von Körpern in Form von

Fasen, Nut, Rundungen etc. wird derzeit noch

nicht unterstützt. Jedoch wurde in den letzten

Jahren dieser Modellierungsansatz deutlich ver-

bessert, sodass mehrfachgekrümmte Objekte

konstruiert und parametrisiert werden können. Die

33


Erstellung der Bewehrungsführung kann nicht im

reinen AutoCAD-System durchgeführt werden.

Hierfür wird eine zusätzliche Add-On Software wie

z.B. SOFiCAD4 benötigt.

Die Ableitung von Plänen kann entsprechend den

normativen Regeln durchgeführt werden. Zudem

wird dem Anwender eine große Bandbreite an

Baustandards zur Verfügung gestellt.

Schnittstellen (Eingeschränkt). Der Austausch

von Daten mittels Schnittstellenformaten ist be-

grenzt möglich. Die Standard-Austauschformate

(DXF, DWG) sind vorhanden. Mit Hilfe der offenen

API besteht zudem die Möglichkeit, AutoCAD

durch verschiede Add-On Programme zu erwei-

tern.

Eine Anbindung der Modelldaten an eine bauspe-

zifische Struktursimulationssoftware ist derzeit

noch nicht vorgesehen.

Visualisierung (Ausreichend). Die programmin-

terne Visualisierung des generierten Modells ist in

einem begrenzten Maße möglich.

Für eine hochwertigere Darstellung können jedoch

die Modelldaten an das externe Visualisie-

rungstool 3D Studio Max übergeben werden.

Nutzerfreundlichkeit (Zufriedenstellend). Die

Programmoberfläche ist gut strukturiert, so dass

ein intuitives und schnelles einarbeiten ermöglicht

wird. Eine Darstellung der Konstruktionshistorie

wird nicht zur Verfügung gestellt.

Kosten (Sehr günstig). Aufgrund der Tatsache,

dass AutoCAD als Standardprodukt im Bauwesen

gilt, sind die Investitionskosten für Lizenzen und

Schulungen sehr günstig.

4 SOFiCAD: siehe auch http://www.sofistik.de

Nemetschek Allplan 2008 (Rang 9)

Das speziell für das Baugewerbe entwickelte

System Allplan erfüllt alle Anforderungen, um

Brückenbauwerke in Form von zweidimensionalen

Schal- oder Bewehrungsplänen abbilden zu kön-

nen. Die Umsetzung als räumliches Modell ist nur

mit exorbitantem Aufwand möglich. Damit sich

Allplan als 3D-Planungssystem für den Brücken-

bau etablieren kann, müssten umfangreiche Ände-

rungen am Modellierungskonzept durchgeführt

werden. Die beinhalteten bauspezifischen Funkti-

onalitäten können jedoch als Maßstab für zukünf-

tige Entwicklungen angesehen werden.

Abb. 7-6 Bewertungsdiagramm Nemetschek Allplan 2008

Modellierungstechniken (Akzeptabel). Die Mo-

dellierung von dreidimensionalen Brücken in All-

plan ist prinzipiell möglich, aber mit einem sehr

hohen Arbeitsaufwand verbunden. Dieser ergibt

sich zum einen aus dem fehlenden objektorientier-

ten, parametrischen und Feature-basierten Model-

lierungskonzepten. Zum anderen müssen mittels

boolescher Operationen erzeugte Körper bei einer

Änderung vollständig neu konstruiert werden. Eine

Modellierung von beliebig gekrümmten Flächen

bzw. Körpern ist nur eingeschränkt möglich. Ein

weiteres Problem liegt in der fehlerhaften Darstel-

34

lung von Kurven. Diese werden im dreidimensio-

nalen Raum als 3D-Polygonzug dargestellt, was

wiederum Ungenauigkeiten verursacht.

Sehr positiv zu bewerten ist die normengerechte

und teilweise automatisierte Ableitung von Plänen.

Selbst die Generierung von Bewehrungsplänen

kann sowohl in zweidimensionaler als auch drei-

dimensionaler Form umgesetzt werden. Eine

Vielzahl von Baustandards unterstützen den Be-

nutzer bei der Erstellung eines Projekts.

Schnittstellen (Eingeschränkt). Der Austausch

von Daten kann mit Hilfe von bauspezifischen Im-

und Exportformaten erfolgen. Die Erweiterung des

CAD-System ist prinzipiell mittels einer nicht öf-

fentlichen API möglich. Eine zentrale Verwaltung

der Daten mittels eines PDM-Systems wird nicht

unterstützt.

Eine bidirektionale Anbindung an eine bauspezifi-

sche Struktursimulationssoftware steht dem An-

wender zur Verfügung.

Visualisierung (Gut). Das 3D-Modell kann sys-

temintern visualisiert werden. Zudem ist es mög-

lich, die Modelle in einer Spezialsoftware wie z.B.

3D Studio Max oder Cinema 4D zu verwenden.

Nutzerfreundlichkeit (Zufriedenstellend). Die Be-

nutzeroberfläche ist modular aufgebaut und kann

an die jeweiligen Aufgaben angepasst werden.

Der Umgang mit dem System ist intuitiv und ein-

fach erlernbar.

Kosten (Sehr günstig). Die Kosten für Lizenzen,

Schulungen und Support sind verglichen mit den

üblichen Preisen am Markt sehr günstig.

Abb. 7-7 Pilotbaustelle modelliert in Allplan 2008

G.T. Digital Project (Rang 2)

Der von Gehry Technologies entwickelte Ansatz

zeigt eine Möglichkeit auf, wie man die sehr aus-

gereiften Maschinenbau-CAD-Lösungen als Ba-

sissystem für die Baubranche einsetzen kann.

Dieser sieht vor, die Funktionalitäten dieser CAD-

Systeme zu nutzen und mit Hilfe einer offenen

Programmierschnittstelle an die bauspezifischen

Erfordernisse wie z.B. Unterstützung für Beweh-

rung, normgerechte Schnittableitung oder Bauteil-

bibliotheken anzupassen. Zwar sind die Anschaf-

fungskosten für maschinenbauspezifische CAD-

Systeme im Vergleich zu Bau-CAD-Systemen

deutlich höher, dennoch sollte dieser Ansatz Be-

achtung finden.

Abb. 7-8 Bewertungsdiagramm G.T. Digital Project

35


Modellierungstechniken (Hervorragend). Das

hybride System konnte die modellierungs- sowie

bauspezifischen Anforderungen für die Umset-

zung eines Brückenmodells überdurchschnittlich

gut erfüllen. Die Modellierung von mehrfachge-

krümmten Flächen bzw. Körpern stellt kein Prob-

lem dar. Aufgrund des sehr stark ausgeprägten

objektorientierten und parametrischen Modellie-

rungsansatzes lassen sich Bauteile schnell an

Änderungen anpassen.

Lediglich die normgerechte Ableitung von Ausfüh-

rungsplänen und der begrenzte Modellierungs-

raum schränken den Nutzen etwas ein.

Schnittstellen (Sehr Gut). Digital Project besitzt

eine große Anzahl an Schnittstellen, welche einen

Datenimport beziehungsweise -export ermögli-

chen. Mit Hilfe der Programmierschnittstelle CAA

und der Programmierumgebung RADE Tool kön-

nen anwendungsspezifische Programme integriert

werden. Zudem lassen sich über eine CAM-

Schnittstelle Maschinen ansteuern und mittels

einer PDM-Datenbankintegration sämtliche gene-

rierte Daten zentral verwalteten.

Eine direkte Anbindung an bauspezifische Struk-

tursimulationssoftwares steht nicht zur Verfügung.

Visualisierung (Gut). Die Visualisierung des

entwickelten Modells kann sehr gut im System

selbst aber auch in Spezialtools mittels eines

neutralen Schnittstellenformates realisiert werden.

Nutzerfreundlichkeit (Zufriedenstellend). Auf-

grund der transparenten Anordnung des Histori-

enbaumes und der teilweise unübersichtlichen

Benutzeroberfläche ist der Umgang mit dem Sys-

tem etwas gewöhnungsbedürftig. Sog. Work-

benches ermöglichen die Anpassung der System-

oberfläche an jeweilige Aufgabenstellungen.

Kosten (Sehr hoch). Digital Project basiert als

Add-On Produkt auf dem Modellierungssystem

CATIA, so dass hohe Investitionskosten anfallen.

Abb. 7-9 Pilotbaustelle modelliert in G.T. Digital Project

Siemens NX 6 (Rang 3)

Das CAD-System NX6 ist insgesamt sehr gut für

die Modellierung von Brückenbauwerken geeig-

net. Besonders da der skizzenbasierte Modellie-

rungsansatz adäquat zum zweidimensionalen

Konstruktionsansatz im Bauwesen ist und selbst

fehlende trassenspezifische und bauspezifische

Objekte mit Hilfe der offenen Programmierschnitt-

stelle ergänzt werden können. Aus diesen Grün-

den wurde NX6 im Forschungsprojekt ForBAU als

Pilotsoftware eingesetzt. Leider hat sich das Sys-

tem aufgrund der hohen Investitionskosten und

der fehlenden Standards für das Bauwesen noch

nicht in der Breite durchgesetzt. Dennoch konnten

verschiedene Unternehmen erste wirtschaftliche

Ergebnisse mit dem Einsatz von NX6 erzielen.

36

Abb. 7-10 Bewertungsdiagramm Siemens NX 6

Modellierungstechniken (Gut). Aufgrund des

leistungsstarken Geometrie-Kernels können belie-

big gekrümmte Freiformflächen aber auch Volu-

menkörper erzeugt werden. Der Feature-basierte

und parametrisierbare Modellierungsansatz er-

möglicht zudem eine einfache Modifikation der

geometrischen Objekte.

Die fehlende Einbindung von bauspezifischen

Objekten wie z.B. 2D/3D-Bewehrung oder von

georeferenzierten Koordinaten birgt einen wesent-

lichen Nachteil bei der Modell- und Planungs-

umsetzung des Brückenbauwerks.

Schnittstellen (Gut). NX6 besitzt eine große

Anzahl an Import- und Exportmöglichkeiten. Spe-

ziell durch die offene Programmierschnittstelle

(NX Open) können individuelle Programme ange-

fertigt werden. Die PDM-Anbindung ermöglicht

eine zentrale Verwaltung der Daten.

Eine Anbindung an bauspezifische Struktursimula-

tionssoftware ist bislang nicht möglich.

Visualisierung (Gut). Aufgrund des dreidimensio-

nalen Modellierungsansatzes ergibt sich zugleich

eine anschauliche Darstellung des Modells.


Benutzeroberfläche kann mit Hilfe verschiedener

Gruppierungen sehr gut an die jeweilige Aufgabe

(Modellieren, Zeichnung etc.) angepasst werden.

Aufgrund des sehr großen Funktionsumfangs wirkt

die Benutzeroberfläche in vielen Fällen unüber-

sichtlich.

Kosten (Relativ hoch). NX stellt ein etabliertes

und teures High-End-MCAD-Produkt dar. Infolge-

dessen sind die Anschaffungs- sowie Schulungs-

und Supportkosten gegenüber bauspezifischen

Systemen relativ hoch.

Abb. 7-11 Pilotbaustelle modelliert in Siemens NX 6

Dassault CATIA V5 (Rang 4)

Das im Maschinenbau etablierte High-End-

Modellierungssystem bietet viele Möglichkeiten,

komplexe Objekte zu modellieren. Zudem ermög-

lichen Features sowie Parametrisierungs-

funktionalitäten eine einfache Modifikation des

Bauwerks. Die hohen Investitionskosten sowie die

komplizierter Handhabung des Systems erschwe-

ren den Zugang zum Markt.

37


Abb. 7-12 Bewertungsdiagramm Dassault CATIA V5

Modellierungstechniken (Hervorragend). Das

maschinenbauspezifische System konnte im Be-

reich Modellierung überzeugen. Es bietet eine

Vielzahl von Funktionalitäten, die eine Konstrukti-

on von mehrfachgekrümmten Flächen bzw. Kör-

pern ermöglicht. Außerdem lässt sich das Modell

aufgrund des objektorientierten und parametri-

schen Modellierungsansatzes einfach modifizieren

Bauspezifische Objekte finden keine Berücksichti-

gung im System und lassen sich nur unter hohen

Zeitaufwand herstellen. Eine normengerechte

Planableitung ist nicht möglich.

Schnittstellen (Sehr Gut). In seiner jetzigen Ver-

sion besitzt CATIA eine große Anzahl an Im- und

Exportschnittstellen. Mit Hilfe einer offenen

Schnittstelle können anwendungsspezifische

Programme in verschiedenen Programmierspra-

chen integriert werden. Eine CAM- und PDM-

Schnittstelle ermöglicht weitere Datenanbindun-

gen.

Bauspezifische Struktursimulationssoftware kann

derzeit nicht mit in den Planungsprozess einge-

bunden werden. Der Austausch von Modellen

über das standardisierte IFC-Format 5 wird nicht

unterstützt.

Visualisierung (Gut). Die Visualisierung entwi-

ckelter Modelle kann sowohl im System selbst als

auch spezialisierter Software erfolgen. Dies wird

mittels eines entsprechenden Austauschformats

realisiert.

Nutzerfreundlichkeit (Zufriedenstellend). Der

große Funktionsumfangs führt zu einer teilweise

unübersichtlichen Handhabung des Systems. Die

Benutzeroberfläche kann jedoch mit Hilfe von

Workbenches, welche die Funktionalitäten in auf-

gabenspezifische Gruppierungen unterteilt, struk-

turiert werden.

Kosten (Sehr hoch). Die Investitionskosten für

Lizenzen sowie deren Schulungs- und Support-

kosten sind sehr hoch angesetzt.

5 Industry Foundation Classes (IFC) dienen als offener

Standard im Bauwesen zur Beschreibung und Austausch

digitaler Modelle.

38

Dassault SolidWorks (Rang 5)

Das System stellt ein solides CAD-System dar.

Die Modellierung von Brückenbauwerken ist nur

unter zusätzlichem Mehraufwand möglich. Die

identifizierten Schwächen deuten aber darauf hin,

dass sich das System nur schwer in der Baubran-

che durchsetzen kann.

Abb. 7-13 Bewertungsdiagramm Dassault SolidWorks

Modellierungstechniken (Gut). Die Volumenmo-

dellierung mit Hilfe von SolidWorks ist nicht so

leistungsstark wie bei dem Produkt CATIA von

Dassault. Es weist beispielsweise Schwächen bei

der Ausrichtung der Extrusionsebene auf, das

einen wichtigen Stellenwert bei der Modellierung

eines Brückenüberbaues einnimmt.

Auch dieses Maschinenbau-CAD-System berück-

sichtigt keine bauspezifischen Objekte. Zudem ist

der Modellierungsraum auf die im Maschinenbau

üblichen Abmessungen begrenzt.

Schnittstellen (Gut). SolidWorks besitzt eine

ausreichende Anzahl an Schnittstellen, die einen

Datenimport und -export ermöglichen. Selbst

fehlende Daten bzw. Funktionen können mit Hilfe

einer offenen API integriert werden. Generierte

Modelldaten können in Form von CAM-Daten an

Fräsmaschinen übertragen werden. Eine zentrale

Verwaltung der Daten ist durch eine PDM-

Anbindung gewährleistet.

Bauspezifische Software für die Struktursimulation

kann derzeit nicht angebunden werden.

Visualisierung (Gut). Entwickelte Modelle können

sehr gut innerhalb des Systems visualisiert wer-

den. Zudem verfügt dieses über offene Aus-

tauschformate, um spezielle Software für die ver-

ständliche Darstellung nutzen zu können.

Nutzerfreundlichkeit (Zufriedenstellend). Der

begrenzte Funktionsumfang und die übersichtliche

Darstellung erlauben ein schnelles Erlernen des

Systems.

Kosten (Mittel bis hoch). Die Lizenzkosten sind

relativ hoch. Schulungs- und Supportkosten hin-

gegen sind auch für die Baubranche akzeptabel.

Autodesk Inventor (Rang 6)

Das für den Maschinenbau entwickelte System

ermöglicht die Modellierung von komplexen Ob-

jekten. Teilweise wird das System im Bauwesen

als Schnittstelle zu den hausinternen Produkten

von Autodesk wie. z.B. AutoCAD eingesetzt.

Abb. 7-14 Bewertungsdiagramm Autodesk Inventor

39


Modellierungstechniken (Gut). Mit Hilfe der

Funktionalitäten von Inventor können sämtliche

maschinenbautypische Modellierungsschritte

durchgeführt werden. Diese lassen sich nur teil-

weise für die Modellierung von Brücken heranzie-

hen. Grenzen bestehen beispielsweise bei der

Erstellung von mehrfachgekrümmten Freiformflä-

chen. Der objektorientierte und parametrische

Modellierungsansatz ermöglicht eine einfache

Modifikation der geometrischen Objekte.

Die Erzeugung von bauspezifischen Objekten wie

z.B. Bewehrung, Höhenkoten bzw. die Ableitung

von normengerechten Ausführungsplänen ist nicht

möglich. Georeferenzierte Koordinaten werden

nicht berücksichtigt und bauspezifische Bauteilbib-

liotheken können nur unter hohem manuellen

Aufwand angelegt werden.

Schnittstellen (Eingeschränkt). Eine ausreichen-

de Anzahl an Schnittstellen ermöglicht den Import

und Export von Daten. Fehlende Daten bzw.

Funktionen können mit Hilfe einer offenen API

integriert werden. Eine CAM-Schnittstelle sowie

eine PDM Integration besteht.

Eine Anbindung an bauspezifische Struktursimula-

tionssoftware ist aktuell nicht möglich.

Visualisierung (Gut). Das Modell kann im System

selbst gut visualisiert werden. Zudem bestehen

Schnittstellen zu externen Visualisierungspro-

grammen wie z.B. 3D Studio Max.

Nutzerfreundlichkeit (Zufriedenstellend). Das

modular aufgebaute System ermöglicht dem Nut-

zer, die Benutzeroberfläche an die jeweilige Auf-

gabe anzupassen. Für die Handhabung des Sys-

tems werden Grundkenntnisse vorausgesetzt.

Kosten (Mittel bis hoch). Die Gesamtkosten aus

Lizenzen, Schulungen und Support sind akzepta-

bel.

Siemens Solid Edge (Rang 7)

Das System stellt sich als solides CAD-System

dar, das speziell auf die Anforderungen des Ma-

schinenbaus zugeschnitten ist. Die Modellierung

äußerst komplexer Objekte erweist sich als eher

schwierig. Weitere Schwächen bestehen in der

objektorientierten und parametrischen Modellie-

rung, die in ausgereifterer Form im System Sie-

mens NX anzutreffen sind. Die CAD-Umgebung

wird wohl aufgrund der maschinenbauspezifischen

Spezialisierung kaum Anwendung in der Baupra-

xis finden.

Abb. 7-15 Bewertungsdiagramm Siemens Solid Edge

Modellierungstechniken (Akzeptabel). Die Mo-

dellierungsfunktionen von Solid Edge sind ähnlich

ausgereift wie bei NX6. Jedoch sind der objektori-

entierte sowie der parametrische Modellierungs-

ansatz nicht im selben Maße ausgeprägt, so dass

komplexe Modelle nur eingeschränkt umgesetzt

werden können.

Auf die Modellierung einer Brücke wirken sich die

fehlenden bauspezifischen Objekte besonders

40

negativ aus. Zudem ist die Modellierung auf die

Maßeinheit Millimeter beschränkt.

Schnittstellen (Eingeschränkt). Mangelhafte

Dateischnittstellen können mit Hilfe einer offenen

Programmierschnittstelle ergänzt werden. Die

Anbindung an eine bauspezifische Struktursimula-

tionssoftware ist nicht möglich.

Das System besitzt eine geringe Anzahl an

Schnittstellen für den Im- und Export von Daten.

Visualisierung (Ausreichend). Die systeminterne

Visualisierung des Modells ist ausreichend. Eine

Schnittstelle zu externen Visualisierungspro-

grammen besteht nicht.


Benutzeroberfläche ist übersichtlich und kann an

die jeweiligen Arbeitsgebiete angepasst werde.

Kosten (Mittel bis hoch). Die Anschaffungs- sowie

Schulungs- und Supportkosten sind gegenüber

den Kosten für ein bauspezifisches System relativ

hoch.

41

BRÜCKENMODELLIERUNG AM PRAXISBEISPIEL

8 Brückenmodellierung am Praxisbeispiel

Wie bereits in Kapitel 3 erwähnt, erfolgt die plane-

rische Umsetzung von Ingenieurbauwerken in der

Regel immer noch in Form von zweidimensionalen

Schnitten und Ansichten. Speziell im Bereich des

Brückenbaus verursacht diese Planungsmethodik

immer häufiger unwirtschaftliche Ergebnisse.

Durch den Einsatz eines ganzheitlichen und drei-

dimensionalen Modellierungsansatzes könnte

diese Problematik gelöst und letztendlich eine

planungseffizientere und wirtschaftlichere Projek-

tumsetzung erzielt werden. Aus diesem Grund

nahm die konzeptionelle Entwicklung und Umset-

zung trassierungsgebundener und parametrisier-

ter Brückenmodellierung eine zentrale Rolle in-

nerhalb des Forschungsverbunds ForBAU ein.

Im folgenden Abschnitt wird zur besseren Ver-

ständlichkeit des entwickelten Modellierungskon-

zeptes die digitale Abbildung einer Pilotbaustelle

(Überführung eines Wirtschaftsweges über eine

Bundesstraße) mithilfe der CAD-Software Sie-

mens NX detailliert beschrieben. Die hierfür benö-

tigten theoretischen Grundlagen, sowie die neu

entwickelten Modellierungs- und Integrationsan-

sätze können dem Buch „Digitale Baustelle –

innovativer Planen, effizienter Ausführen“, das

ebenfalls im Rahmen von ForBAU entstanden ist,

entnommen werden.

Grundlagen. Bei dem zu modellierenden Pilot-

bauwerk handelt es sich um eine zweifeldrig gela-

gerte Plattenbalkenbrücke, welche auf Großbohr-

pfählen mit einem Durchmesser von 75cm und

einer Länge zwischen 8-10m gegründet wurde. Im

Bereich der Pfeilerachse werden die Bohrpfähle

mit einer Neigung von 10:1 und in den beiden

Widerlagerachsen gerade konzipiert. Der Über-

bauquerschnitt setzt sich aus zwei Fertigteil Plat-

tenbalken (FT-PlaBa) mit anschließender Ortbe-

tonergänzung zusammen und besitzt eine

Spannweite von 43,0m. Die Einzelstützweiten der

beiden Felder betragen jeweils 21,5m. Die Lage-

rung des 6,5m breiten Überbaues, erfolgt durch

sechs Elastomerlager, die im Bereich der Wider-

lager und des Pfeilers angeordnet werden. Die

Widerlager selbst werden direkt an die Bohrpfähle

ohne Pfahlkopfplatte angebunden, so dass eine

Einsparung von Kosten möglich wurde. Die Grün-

dung des Pfeilers erfolgt konventionell mittels

Pfahlkopfplatte.

Neben dem Bauwerksentwurfsplan stellt der Tras-

sierungsverlauf der Brücke eine weitere wichtige

Grundlage für die Umsetzung des Bauwerksmo-

dells dar und bestimmt die geometrische Form

sowie die Positionierung der Brücke im Trassie-

rungsnetz. Der Verlauf der Trasse wurde mit Hilfe

eines im Rahmen des Forschungsprojekts entwi-

ckelten Add-Ons (Integrator2NX) in die CAD-

Umgebung importiert. Die in einer Master-Skizze

integrierten dreidimensionalen Raumkurven (Refe-

renzlinien) spiegeln den rechten, linken und mittle-

ren Rand der Trasse wieder und gewährleisten

eine korrekte Modellierung des Brückenbauwerks

Die Untersuchung der einzelnen CAD-Systeme

sowie der in ForBAU entwickelte Modellierungs-

ansatz wurde anhand verschiedenster Brücken-

bauwerke aus der Praxis durchgeführt.

42

in Abhängigkeit der Längs- und Querneigung

sowie dem Verlauf der Trasse in Lage und Höhe.

Im nächsten Modellierungsschritt werden die Brü-

ckenlagerachsen (Achse 10+20+ 30) an die Refe-

renzlinien aus der Master-Skizze angehängt. Die-

ser Vorgang ermöglicht zum einen eine freiwähl-

bare Positionierung der Unterbauten und zum

anderen eine Definition der Stützweite des Über-

baues. Durch die tangentiale Abhängigkeit der

Lagerachse (Skizzenebene) zur Brückenachse

(Referenzlinie) kann zu einem beliebigen Zeit-

punkt eine Modifikation der Positionierung bzw.

der Stützweite der Brücke erfolgen. Nachdem die

Hauptgeometrien des Bauwerks definiert wurden,

konnte mit der Modellierung der einzelnen Bautei-

le begonnen werden. Hierzu werden im ersten

Schritt die Hauptbaugruppen wie Brücke, Bau-

grund und Trasse angelegt. Anschließend werden

diese in weitere Unterbauteile unterteilt. Dies

ermöglicht eine einfache und bauteilorientierte

Navigation durch die Modellhierarchie. Die fein-

granulare Einteilung der Bauwerksstruktur ge-

währleistet während bzw. nach Abschluss des

Modellierungsprozesses eine einfache Nachver-

folgung der einzelnen Bauteile samt beinhalteten

Arbeitsschritten anhand der Konstruktionshistorie

und vereinfacht somit die Modifikation von Bautei-

len. Das bauteilorientierte Planen ermöglicht zu-

dem ein verteiltes Arbeiten (Concurrent Enginee-

ring) von mehreren Ingenieuren an einem Projekt.

Modellierung des Brückenüberbaus: Begonnen

wurde mit der Verlinkung „Art Kopie“ der Refe-

renzlinien bzw. der Brückenachsen in das „Über-

bau“ Bauteil. Konkreter bedeutet dies, dass die

geometrischen Objekte (Punkte, B-Spline etc.) der

Referenzlinien nur einmal im System vorliegen

und jede weitere Verlinkung ein Spiegelbild des

ursprünglichen Objektes darstellt. Dieser Vorgang

stellt sicher, dass ein assoziatives und redundanz-

freies Verhalten des Bauteils zu den Elementen

aus der Masterskizze besteht. In einem nächsten

Schritt wird eine Skizze angelegt, die entlang der

mittleren Referenzline verläuft und den Quer-

schnitt des zweistegigen Plattenbalkens definiert.

Mit Hilfe einer Schnittpunktermittlung zwischen der

Skizzeneben und der beiden äußeren Referenz-

kurven wird eine weitere Kopplung zur Skizze

hergestellt. Dies gewährleistet einen trassenge-

bundenen Modellierungsverlauf des PlaBa-

Querschnittes (vgl. Abb. 8-1).

43


Abb. 8-1 Querschnittskizze des Brückenüberbaus

Die Parametrisierung und somit Modifizierbarkeit

des Querschnittes (Abb. 8-1) erfolgt durch den

Einsatz von parametrisch definierbaren Verma-

ßungsketten bzw. geometrischen Zwangsbedin-

gungen (Constraints). Der nutzerspezifische, all-

gemein gültige Parameter „b_Steg“, welcher mit

der Vermaßungskette des Plattenbalkensteges

aus der Skizze (p423 und p426 in Abb. 8-1) ver-

knüpft wurde, ermöglicht die Umsetzung variabler

Stegbreiten des Plattenbalkens innerhalb der

Skizze bzw. des Modells. Eine andere Möglichkeit

der Parametrisierung besteht darin, die geometri-

sche Beziehung zwischen der Kragarmbreite des

Plattenbalkens und der Breite der Kappen mit

Hilfe einer mathematisch definierten Formel (im

Beispiel: p82 = b_Kappe - 0,35 m) herzustellen.

Diese und weitere Parametrisierungstechniken

werden eingesetzt, um komplexe Beziehungen

zwischen verschiedenen Geometrieelementen

innerhalb und außerhalb einer Skizzenebene

herstellen zu können. Ergeben sich aus der geo-

metrischen Aufgabenstellung bzw. dem Bau-

werksentwurfsplan rechtwinklige, parallele oder

kollineare Bedingungen, so werden diese als

geometrische Zwangsbedingungen oder auch

Constraints in die Skizze integriert.

Abb. 8-2 achsbezogen getrimmter Überbaukörper der Brücke

44

Der Bemaßungs- und Parametrisierungsprozess

ist abgeschlossen, wenn alle geometrischen Frei-

heitsgrade festgelegt sind. Im nächsten Schritt

erfolgt die Extrusion des zuvor erstellten PlaBa-

Skizzenquerschnittes. Hierfür kamen zwei ver-

schiedene Extrusionsarten zum Einsatz:

Variable Extrusion: Der Querschnitt wird ent-

lang eines definierten Pfades verschoben und

ein Volumenkörper erzeugt

Funktion Extrudiert: Aus mehreren variablen

Querschnittskizzen wird entlang von max. drei

Führungslinien ein einzelner Extrusionskörper

generiert

Nachdem die Extrusion der Überbaukörper (PlaBa

u. Kappe) abgeschlossen war, wird anschließend

eine parametrische Abhängigkeit zwischen der

Überbaulänge (Spannweite) und den verlinkten

Brückenachsen hergestellt. Hierzu wird eine asso-

ziativ gekoppelte Bezugsebene in einem Abstand

von 0,75m zur Achsebene 10 bzw. 30 definiert

(Abb. 8-2). Mit Hilfe dieser beiden Bezugsebenen

kann nun der Überbaukörper auf die tatsächliche

Länge getrimmt werden. In einen analogen Model-

lierungsprozess wird die parametrische Längende-

finition der Kappenkörper durchgeführt. Durch den

Einsatz dieser Technik können die Abstände der

Bezugsebene zu den Kappenenden bzw. des

Überbauenden in Abhängigkeit von der jeweiligen

Brückenachse einfach modifiziert werden.

Abb. 8-3 Vollständiges Modell des Brückenüberbaus

45


Modellierung der Pfahlgründung: Nach Ab-

schluss der Überbaumodellierung (Abb. 8-3) er-

folgte die Umsetzung des Unterbaus (Widerlager,

Pfeiler, Gründung, Lager usw.). Die für die Tief-

gründung erforderlichen Bohrpfähle sind an die

Widerlager bzw. Pfeilerpfahlkopffundamente ge-

koppelt, so dass eine Neigung der Schrägpfähle

ermöglicht wird und eine Verschiebung des Wider-

lagers bzw. des Pfeilers eine Verschiebung der

Pfähle bewirkt. Die Modellierung der Bohrpfähle

im Bereich der Widerlager erfolgte mit Hilfe von

zwei Skizzen, die über eine assoziative Bezugs-

ebene mit einander verlinkt sind.

Dieser Ansatz ermöglichte eine Modellierung

variabler Pfahllängen, welche durch den Abstand

der beiden Ebenen definiert ist. Außerdem besit-

zen die Pfahlskizzen eine parametrische Bezie-

hung zu den Widerlageraußenkanten, was eine

assoziative Verschiebung bewirkt. Die in Abb. 8-4

(links) dargestellten Schrägpfähle unter dem Brü-

ckenpfeiler wurden nach dem gleichen Prinzip wie

die Widerlagerpfähle modelliert. Zusätzlich wurde

das Neigungsverhältnis der Schrägpfähle von 10:1

mit Hilfe des Verhältnisses Mittelpunktabstand der

oberen Pfahlskizze zur unteren Pfahlskizze (X =

Z/10 mit Z = Abstandsparameter der Ebenen)

integriert. So bewirkt eine Veränderung des Ab-

standes der Bezugsebene eine Längenänderung

des Schafts des Schrägpfahls bei gleichbleibender

Neigung. Aufgrund der Analogie der Modellie-

rungsschritte des Unterbaus zu dem Modell des

Überbaus wird hier auf eine detailliertere Be-

schreibung verzichtet.

Nach Abschluss der verschiedensten Modellie-

rungsvorgänge entsteht ein parametrisches und

trassengebundenes Brückenmodell, das durch

eine Modifikation der geometrischen Elemente

aus der Masterskizze eine einfach Anpassung an

die neuen Randbedingungen aus der Trassen-

bzw. Brückenplanung gewährleistet (Abb. 8-4).

Abb. 8-4 parametrische Bohrpfähle (l) und parametrisierte Modelländerung der Stützweite (r)

46

Abb. 8-5 Baugrundmodell mit Brücke

Modellierung des Trassen-Baugrundmodells:

Zur Fertigstellung des gesamten Baustellenmo-

dells bestehend aus Trasse, Baugrund und Brü-

cke (Abb. 8-5) sind weitere Modellierungsschritte

zur Erzeugung des Baugrunds- und Trassie-

rungsmodells notwendig. Hierbei werden Skizzen

entwickelt, welche die Geometrie der jeweiligen

Objekte wie Straße, Damm oder Einschnitt mit

den dazugehörigen Parametern Böschungsnei-

gung sowie Höhe und Breite des Straßenbelags

wiederspiegeln. Anschließend kann man aus den

resultierenden Erdkörpern Informationen über die

geplanten Soll-Massen ermitteln. Die Navigation

durch die komplexe Modellierungsstruktur samt

ihrer beinhalteten Modellierungsprozesse, ist

aufgrund des bauteilorientierten Konzeptes auf

einfache Art und Weise handhabbar.

Nachdem der Brückenmodellierungsprozess ab-

geschlossen wurde, kann man das bereits durch

den Integrator importierte Baugrundmodell ein-

blenden und die Positionierung der beiden Objek-

te (Brücke und Baugrund) auf Korrektheit prüfen.

Im nächsten Modellierungsschritt wird der Ein-

schnitt im Bereich des Brückenmodells erzeugt.

Hierzu wird eine Skizze auf Pfad (Referenzlinie

Achse) angelegt, in der anschließend die Quer-

schnittsgeometrie des Einschnittes konstruiert

wird. Durch die Variable Extrusion des Querschnit-

tes entlang des Pfades entsteht ein Volumenkör-

per der den Körper des Einschnittes wiederspie-

gelt. Zur Modellierung des Einschnitts im Baustel-

lenmodell wird der Einschnittskörper „E“ (Negativ-

körper) von dem bestehenden Baugrundmodell

„B“ abgezogen. Dies wird mit Hilfe der booleschen

Operation „Subtraktion“ (B – E) durchgeführt.

47


Abb. 8-6 Modellierung des Einschnittbereichs

Nachdem der Einschnitt erstellt wurde, erzeugt

man im nächsten Schritt den Dammkörper. Hier-

bei wird wie zuvor bei der Einschnittsmodellier-

ung eine Skizze auf Pfad angelegt und mit der

Geometrie des Dammquerschnittes versehen.

Durch eine anschließende variable Extrusion des

Querschnittes entlang des Pfades erhält man den

Volumenkörper des Dammes. Um den Körper auf

die richtige Gründungshöhe anpassen zu können,

wird dieser mit Hilfe einer Verschneidungsfunktion

auf die richtige Gründungshöhe getrimmt. Dies

erfolgt durch eine Verschneidung des Dammkör-

pers mit der Fläche des Oberflächen-DGMs (Abb.

8-7).

Abb. 8-7 Modellierung des Dammbereichs

48

Planableitung. Selbstverständlich werden für die

baupraktische Umsetzung des Bauwerkes immer

noch geplottete Ausführungspläne auf der Bau-

stelle gefordert. Die erforderlichen zweidimensio-

nalen Schnitte und Ansichten können schnell und

einfach durch Modellableitung generiert und an-

schließend durch das Hinzufügen von Verma-

ßungsketten bzw. Beschriftungen an die Ansprü-

che der jeweiligen Gewerke (Schalungs-, Beton-

bauer etc.) angepasst werden. Das assoziative

Verhalten zwischen den 2D-Plänen und dem 3D-

Modell ermöglicht eine redundanzfreie und zeit-

verkürzte Planungsänderung, indem die Modifika-

tionen des Bauteils entweder direkt am 3D-Modell

oder in der 2D-Zeichnung umgesetzt werden.

Konzeptvalidierung. Zur Validierung des vorge-

stellten Modellierungskonzeptes wurden weitere

Modelle untersucht und die Ergebnisse in Form

dieser CAD-Studie vereint (Abb. 8-6). Zusammen-

fassend kann man die Aussage treffen, dass mit

Hilfe des hier beschriebenen Ansatzes beliebige

Brückenbauwerke erfolgreich modelliert werden

können. Er dient damit als geeignete Grundlage

für die tägliche Ingenieurarbeit. Besonders hervor-

zuheben ist, dass durch die Kopplung der Brücke

an den Trassierungs- und Baugrundverlauf Pla-

nungsprozesse bereits während der Entwurfs-

aber auch in der Ausführungsphase optimiert bzw.

redundante Arbeitsvorgänge reduziert werden

können. Die Planung eines 3D-Brückenbauwerks,

welches zugleich in die Trassierungs- und Bau-

grundumgebung integriert ist, bringt daher wesent-

liche Vorteile im gesamten Planungsprozess.

Abb. 8-8 Portfolio der im Rahmen dieser Studie modellierten Brückenbauwerke und der zugehörigen Baustellenmodelle

49

FAZIT UND AUSBLICK

9 Fazit und Ausblick

Diese Studie zeigt auf, dass die Umsetzung eines

dreidimensionalen Brückenmodells mit denen

zurzeit am Markt befindlichen digitalen Werkzeu-

gen durchaus möglich ist. Untersucht wurden

hierbei verschiedene maschinenbau- und bauspe-

zifische CAD-Systeme.

Hierbei besitzen die CAD-Systeme aus dem Ma-

schinenbau wesentliche Vorteile in der objektori-

entierten, parametrisierten und Feature-basierten

Modellierung. Eine Erstellung von mehrfach ge-

krümmten Objekten, wie sie im Brückenbau vor-

kommen, stellt für die meisten dieser sogenannten

MCAD-Systeme kein Problem dar. Besonders die

Möglichkeit, Zeichnungen aus dem 3D-Modell

ableiten zu können, erleichtert die tägliche Arbeit

des konstruierenden Ingenieurs. Als Schwach-

punkt konnten vor allem die fehlenden bauspezifi-

schen Funktionen sowie mangelnde Schnittstellen

zu bauspezifischen Programmen identifiziert wer-

den.

Im Gegensatz zur Verwendung von Maschinen-

bau-CAD-Systemen führt der Einsatz von CAD-

Systemen aus dem Bausektor zu Problemen bei

der Modellierung von komplexen Objekten. Die

Modellierung von Brücken erwies sich aufgrund

des fehlenden parametrischen und Feature-

basierten Modellierungsansatzes als eine arbeits-

und zeitintensive Aufgabe.

Einzige Ausnahme stellt das CAD-System Revit

Structure der Firma Autodesk dar. Dieses System

unterstützt den Anwender annähernd mit den

gleichen Modellierungsfunktionen – objektorien-

tiert und parametrisiert – wie die zuvor erwähnten

CAD-Systeme aus dem Maschinenbau. Wesent-

lich für das sehr gute Abschneiden von Revit

Structure war, neben dem Modellierungskonzept

selbst, das Add-On Programm Bridge Design

Wizard, welches die trassengebundene und ob-

jektorientierte Modellierung von Brücken ermög-

licht. Leider ist das Programm derzeit stark auf

den amerikanischen Markt zugeschnitten und

entspricht somit nicht dem geometrischen Brü-

ckenstandard innerhalb Europas (Deutschland),

bei der in der Regel eine massivere Bauweise

bevorzugt wird. Eine entsprechende Erweiterung

durch den Hersteller ist jedoch dank des flexiblen

Modellierungskonzepts leicht zu realisieren und ist

daher für die nahe Zukunft zu erwarten. Die Gene-

rierung normengerechter Zeichnungen unter Be-

rücksichtigung von bauspezifischen Objekten

(Bewehrung, Höhenkoten etc.) sowie die Anbin-

dung an Struktursimulationsprogramme wurden

von allen untersuchten Bau-CAD-Systemen unter-

stützt.

Einen interessanten Ansatz bietet das hybride

CAD-System Digital Project von der Firma Gehry

Technologies. Dieses System nutzt die Modellie-

rungsstärken eines Maschinenbau-CAD-Systems

und ergänzt die fehlenden bauspezifischen Funk-

Die dreidimensionale Brückenmodellierung steht

noch am Anfang. Dennoch bietet die bestehende

Softwarelandschaft eine solide Grundlage, um die

enormen Potentiale der 3D-Modellierung zukünftig

auszuschöpfen.

50

tionalitäten durch ein Add-On Programm. Zusam-

men mit dem in Rahmen von ForBAU entwickelten

Integrationsansatz (Baugrund-Trasse-Brücke)

erweist sich dieses CAD-System als ein äußerst

brauchbares Werkzeug für den parametrischen

und dreidimensionalen Brückenentwurf. Für die

Hersteller von maschinenbauspezifischer CAD-

Software bietet sich durch dieses Konzept die

vielversprechende Möglichkeit ihre Produkte auch

im Bausektor zu vermarkten. Im Forschungspro-

jekt ForBAU wurde mit dem CAD-System Sie-

mens NX6 eine trassengebundene Modellierung

von Brückenbauwerken umgesetzt. Dieser Ansatz

hat sich bewährt und wird von verschiedenen

Planungsbüros als sinnvoll und nützlich erachtet.

In einem nächsten Schritt sollte das neue Konzept

von der Softwareindustrie aufgegriffen und über

einen mehrstufigen Erweiterungsprozess in vor-

handene CAD-Systeme integriert werden. Ohne

ein Mitwirken der Softwarehersteller kann die

nachhaltige Umsetzung dieses Ansatzes nicht

erfolgreich realisiert werden.

51

LEHRSTUHLPROFILEFAZIT UND AUSBLICK

10 Lehrstuhlprofile


University of Applied Sciences

Fakultät Bauingenieurwesen

Fachbereich Bauinfomantik u. CAD (BIC)

Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer

Fachbereich Bauinfomantik u. CAD (BIC)


Kontakt:

Fakultät Bauingenieurwesen

Prüfeninger Str. 58

93049 Regensburg

Tel. +49 941-943-1200

Fax +49 941-943-1429

[email protected]

www.fhr-bau.de

Die Fakultät Bauingenieurwesen, ermöglicht den

Studierenden eine hochwertige theoretische sowie

praxisorientierte Ausbildung während des Bachelor-

oder Masterstudiums. Einen besonders Stellenwert

besitzt hierbei die praktische Umsetzung der gelern-

ten Theorien in der Praxis. Hierzu findet eine intensi-

ve Zusammenarbeit mit Baufirmen, Ingenieurbüros,

Verbänden, öffentlichen Institutionen sowie sonstigen

Unternehmen, die Planungsleistungen des Bauinge-

nieurwesens ausführen, auf Basis von Projekt-

arbeiten, Studienarbeiten und Praktika statt. Aufbau-

end auf das Bachelorstudium wird zudem ein hoch-

wertiges Masterstudium „Bauen im Bestand“ angebo-

ten.

Neben der praxisorientierten und theoretischen Aus-

bildung der Studierenden, werden eine Reihe von

Forschungsarbeiten an der Fakultät durchgeführt.

Zum einen bestehen Forschungsaktivitäten mit dem

Schwerpunkt „Bauen im Bestand“, die in Zusammen-

arbeit mit Partnerhochschulen auf nationaler und

internationaler Ebene organisiert werden. Hervorzu-

heben wären hierbei verschiedene EU-Projekte, wie

z.B. „TU COST001: Robustness of Structures“ oder

„LEONARDO DA VINCI – Transfer of Innovations

provided in Eurocodes“.

Auf nationaler Ebene beteiligt sich die Fakultät mit

den Fachgebieten Vermessung und Bauinformatik an

dem Bayerischen Forschungsverbund ForBAU, der

sich zum Ziel gesetzt hat, sämtliche Planungs- und

Ausführungsprozesse komplexer Infrastrukturprojekte

mit Hilfe eines zentral verwalteten digitalen Baustel-

lenmodells ganzheitlich abzubilden. Das vom BMBF

geförderte Forschungsprojekt „KONSTROLL“ führt

verschiedene baustofftechnologische Untersuchun-

gen durch, um einen wirtschaftlichen Einsatz eines

selbstverdichtenden Betons (SVB) auf der Baustelle

zu ermöglichen.

Auch weitere Forschungsprojekte wie z.B. Untersu-

chungen hinsichtlich des Verhaltens von „Flüssigbo-

den“ oder zur Verbesserung der Qualitätssicherung in

der Kanalisierung von Hausanschlüssen gehören zu

den aktuellen Forschungsaktivitäten an der Fakultät

Bauingenieurwesen.

52

Technische Universität München

Fakultät Maschinenwesen

Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik

Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing.

Willibald A. Günthner


Technische Universität München

Kontakt:


Boltzmannstraße 15

85748 Garching

Tel. +49 89-289-159-21

Fax +49 89-289-159-22

[email protected]

www.fml.mw.tu-muenchen.de

Die Forschung am Lehrstuhl fml fokussiert zahlreiche

Schwerpunkte:

Unter dem Oberbegriff der Intralogistik ist ein weites

Spektrum an Forschungsinhalten angesiedelt, das sich

von der Logistikplanung über Lager- und Kommissio-

niersysteme bis hin zu den Fördermitteln der Intralogistik

erstreckt.

Der Automobilbranche wird aufgrund ihres hohen Stel-

lenwerts für die inländische Wirtschaft ein eigener For-

schungsschwerpunkt gewidmet, der sich mit den Pro-

zessen und Systemen der Automobillogistik beschäftigt.

Die Forschungsschwerpunkte Wandelbare Materialfluss-

systeme und Internet der Dinge schließlich zielen auf

hochflexible und extrem anpassungsfähige Logistiksys-

teme in der Intralogistik ab.

Eng damit in Verbindung stehen auch Erforschung und

Einsatz innovativer Ident-Technologien wie der Radio-

frequenzidentifikation (RFID) in der Logistik.

Die Technologien der Virtual und Augmented Reality

(VR/AR) halten als neuartige digitale Werkzeuge Einzug

in den logistischen Planungsprozess und in die Mitarbei-

terunterstützung am Arbeitsplatz.

Einen zweiten Branchenschwerpunkt neben der bereits

erwähnten Automobillogistik bildet die Baulogistik, wel-

che sich mit der Planung und Verfolgung von Prozessab-

läufen sowie der Versorgung und Entsorgung auf Bau-

stellen beschäftigt.

Mit der Schüttgutförderung und dem Kranbau stehen

auch heute noch zwei traditionsbehaftete Arbeitsgebiete

im Fokus. Dabei ist der Forschungsschwerpunkt Kran-

bau & Tragwerksberechnung eng mit Entwicklung und

Einsatz von FEM & MKS-Berechnungsverfahren ver-

knüpft, die dank des Leistungszuwachs auf dem IT-

Sektor immer umfangreichere Auslegungsberechnungen

zulassen.

53

LITERATUR

11 Literatur

Autodesk (2010) Autodesk AutoCAD Produktportfolio, http://www.autodesk.de/ adsk/servlet/pc/index?siteID=403786&id=14659756, Aufruf am 29.10.2010.

Autodesk (2010) Autodesk Revit Structure Produktportfolio http://www.autodesk.de/ adsk/servlet/pc/index?siteID=403786&id=14647304, Aufruf am 08.06.2010.

Autodesk (2011) Autodesk Inventor Produktportfolio, http://www.autodesk.de/ adsk/servlet/pc/index?siteID=403786&id=14568991, Aufruf am 11.01.2011.

Dassault Systems (2010) CATIA V5 Produktportfolio, http://www.3ds.com/products/catia/portfolio/catia-v5/all-products/, Aufruf am 23.11.2010.

Dassault Systems (2010) SolidWorks Produktportfolio, http://www.solidworks.com/sw/3d-cad-design-software.htm, Aufruf am 24.11.2010.

Ehrlenspiel, K. (2007) Integrierte Produktentwicklung. Denkabläufe, Methodeneinsatz, Zusammenarbeit, 3. Auflage, Hanser, München, Wien.

Gehry Technologies, Inc. (2011), Digital Project Produktportfolio, www.gehrytechnologies.com, Aufruf am 08.10.2011.

Günthner W. A., Borrmann A. (2011) Digitale Baustelle – innovativer Planen, effizienter Ausführen, Springer, Berlin.

Günthner W. A. Schorr M. (2001) Datenmanagement im Bauwesen. Bauprojektdaten effizienter verwalten und nutzen, München.

Günthner, W. A., Zimmermann, J., Eber, W., Haas, B., Lügger, M., Sanladerer, S., Schorr, M. (2008) Lo-gistikin der Bauwirtschaft - Status quo, Handlungsfelder, Trends und Strategien, Nürnberg.

Lindemann, U. (2007) Methodische Entwicklung technischer Produkte. Methoden flexibel und situationsge-recht anwenden, 2. Auflage, Springer, Berlin, Heidelberg.

Reinhart, G. (2008) Fabrikplanung, Vorlesung und Vorlesungsskriptum: Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, Technische Universität München, München.

Siemens PLM Software (2008) Siemens NX Produktportfolio, www.plm.automation.siemens.com /de_de/Images/nx_uebersicht_tcm73-62360.pdf, Aufruf am 10.03.2010.

Siemens PLM Software (2009) Siemens Solid Edge Produktportfolio, www.plm.automation.siemens.com/de_de/Images/solid_edge_tcm73-62409.pdf, Aufruf am 10.03.2010.

Schmid M. (2008) CAD mit NX: NX5 und NX6, Schlembach Fachverlag, Wilburgstetten.

Nemetschek AG (2010) Nemetschek Allplan Produktportfolio, http://www.nemetschek.de/loesungen.html, Aufruf am 24.09.2010

VDI-Richtlinie VDI 2218 (2203) Informationsverarbeitung in der Produktentwicklung. Feature Technologie, Beuth, Berlin.

Weisberg D. (2008) The Engineering Design Revolution. The People, Companies and Computer Systems that changed forever the Practice of Engineering, Englewood, CO, http://www.cadhistory.net

54

g gen

ik hre

ren B

aute

ilen

nem

Baute

il

ng ng

sku

rven

rven

chen

od

elle

ieru

ng

Vo

lum

en

mo

de

llie

run

.1 E

xtr

usi

onst

echnik

Extr

usi

onso

rientie

rung

Ro

tatio

nss

ionste

chn

pera

tio

nen m

ittels

meh

he O

pera

tio

nen a

n e

in

1.1

.6 M

od

ella

rt

reif

orm

Mo

de

llie

run

eru

ng

vo

n T

rass

ieru

n

elie

big

gekr

üm

mte

Ku

lieb

ig g

ekrü

mm

te F

lä

lieb

ig g

ekrü

mm

te M

o

me

trie

sie

rte

Mo

de

lli

en

Beschreibung/Name

der Anforderung

1.1

V

1.1

1.1

.2 E

1.1

.3

1.1

.4 B

oo

lesc

he O

p

1.1

.5 B

oo

lesc

h

1.2

F

1.2

.1 M

od

elli

e

1.2

.2 b

e

1.2

.3 b

el

1.2

.4 b

el

1.3

Pa

ram

ng

ste

ch

nik

e

n e

ntlang

mehre

rer

on)

Pfa

d:

para

llel zu

= K

O K

rite

rium

kiz

ze f

rei w

ählb

ar

trakt

ionste

chnik

en

nst

ich

l, D

GM

Kurv

en;

Mehre

re

Blo

ss,

Sin

uid

e..

)

Vo

lum

enkö

rper

aus

Mo

de

llie

run

bene,

Pfa

d), E

xtru

sio

ad

e (V

ariab

le E

xtr

usi

o

ung

bei E

xtr

usio

n a

m

Z-V

ekto

r) n

otw

end

ig =

Achse

fre

i w

ählb

ar,

S

ers

chneid

ung

s-,

Sub

t

ung

, T

asche,

Nut,

Ein

Mo

dell,

BR

ep

-Mo

dell

tra

ssensp

ezi

fisc

hen

rven (z.

b.

Klo

tho

iden

,

Kurv

end

ars

tellu

ng

Flä

chend

ars

tellu

ng

Vo

lum

end

ars

tellu

ng

, F

lächeno

ffse

t1.

M

Ursprung/

Erläuterung

Extr

usi

onsa

rten (E

b

Pf

Eb

enenausrichtu

Vekt

or

(z.B

. Z

Ro

tatio

nsa

rten,

A

Vere

inig

ung

s-,

Ve

Bo

hr

CS

G- M

Mo

delli

eru

ng

vo

n

Tra

ssi

eru

ng

skur

belie

big

gefo

rmte

V

9 9 9 9 3 3 9 9 9 9

57% 10%

21,4 % von

10% = 2,14%

21,4 % von

10% = 2,14%

21,4 % von

10% = 2,14%

21,4 % von

10% = 2,14%

7,1 % von

10% = 0,71%

7,1 % von

10% = 0,71%

13%

25 % von

13% = 3,25%

25 % von

13% = 3,25%

25 % von

13% = 3,25%

25 % von

13% = 3,25%

12%

Gewichtung

Prozentualer Anteil der Gewichtung

tütz

t;st

echnik

;

nst

echnik

en

tütz

t;

eru

ng

;ntieru

ng

tütz

t;m

etr

ie;

eo

metr

ie

tütz

t;tz

t

tütz

t;

tzt

art

;

art

en;

rten;

tütz

t;-S

plin

e a

ng

enähert

;

tzt

tütz

t;

üm

mt;

rüm

mt

tütz

t;üm

mt;

rüm

mt

tütz

t;

üm

mt;

rüm

mt

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

ein

e E

xtr

usi

ons

2 =

mehre

re E

xtr

usi

on

0 =

nic

ht

unte

rst

1 =

ein

e O

rientie

2 =

mehre

re O

rien

0 =

nic

ht

unte

rst

1 =

ein

fache G

eo

2 =

ko

mp

lizie

rte G

e

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

1 M

od

ella

1 =

1-2

Mo

della

2 =

3 M

od

ella

r

0 =

nic

ht

unte

rst

n a

ls N

UR

BS

bzw

. B

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rs

1 =

ein

fach

gekr

ü2 =

do

pp

elt

gekr

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

ein

fach

gekr

ü

2 =

do

pp

elt

gekr

0 =

nic

ht

unte

rs

1 =

ein

fach

gekr

ü2 =

do

pp

elt

gekr

Bewertungssystematik

2

1 =

Kurv

e

Bewertung (Linear, 0 -1 -2) 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2

Siemens NX6

umfangreiches objektorientiertes 3D

Bewertung x Gewichtung

0,89 0,11 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,14



0,83 0,11 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,00 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,12

Bewertung (Linear 0 1 2) 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2

Siemens NX6CAX-System, Maschinenbau

modefiziertes 3D M-

Siemens Solid Edgeobjektorientiertes 3D

CAD-System,

Maschinenbau


Bewertung x

Gewichtung0,99 0,11 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,14


Bewertung x

Gewichtung0,92 0,11 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,14

syste

me

Dassault CATIA

umfangreiches objektorientiertes 3D

CAD-System, Maschinenbau

G.T. Digital ProjectCAD-System (Catia) für bauspezifische

Zwecke



0,87 0,10 0,02 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,14


Bewertung x 0 87 0 11 0 02 0 02 0 02 0 02 0 01 0 01 0 11 0 02 0 04 0 04 0 02 0 14D

So

ftw

are

s

Autodesk Inventor

umfangreiches

objektorientiertes 3D CAD-System,

Dassault SolidWorks

objektorientiertes 3D CAD-System,

Maschinenbau

Gewichtung0,87 0,11 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,11 0,02 0,04 0,04 0,02 0,14


Bewertung x

Gewichtung1,01 0,10 0,02 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,13


Autodesk Revit

Structure

bauspezifisches objektoroientiertes 3D

CAD-System,

Erweiterung für

Autodesk AutoCAD standadisiertes

bauspezifisches CAD

CA

D

Maschinenbau


0,80 0,09 0,02 0,01 0,02 0,02 0,00 0,01 0,13 0,02 0,04 0,04 0,04 0,14



0,66 0,06 0,01 0,00 0,01 0,02 0,00 0,01 0,06 0,04 0,02 0,00 0,00 0,08

2010bauspezifisches CAD-

System

Nemetschek Allplan 2008

bauspezifisches CAD-

System

Mo

delle

nik

en

iten

g ieru

ng

dars

tellu

ng

eru

ng

hru

ng

ken

m

he

m

nate

n

gsp

län

en

ung

t en ellu

ng

metr

isch a

ufg

eb

aute

M

ram

etr

isie

rung

ste

chn

Para

mete

rab

häng

gke

i

Para

mete

rverw

altun

ure

-ba

sie

rte

Mo

de

lli

.1 F

eatu

rete

chnik

en

erb

ark

eit d

er

Featu

red

kt-

ba

sie

rte

Mo

de

llie

1 O

bje

ktb

aug

rup

pen

2 O

bje

ktb

iblio

theken

ellie

run

g v

on

Be

we

h

6.1

Sta

bb

ew

ehru

ng

.2 M

att

enb

ew

ehru

ng

6.3

Mo

difi

zie

rbark

eit

Bew

ehru

ng

sb

iblio

thek

Mo

de

llie

run

gsra

um

Mo

delli

eru

ng

sb

ere

ich

2 K

oo

rdin

ate

nsys

tem

ore

fere

nzie

rte K

oo

rdi

7.4

Mo

delle

inheite

n

n v

on

2D

Au

sfü

hru

n

chnitt-

Ansic

hts

ab

leit

2 A

uto

matisi

erb

ark

eit

asso

ziative

s V

erh

alte

mg

ere

chte

Pla

nd

ars

t

.8.5

Pla

nle

sbark

eit

1.3

.1 p

ara

m

1.3

.2 P

a

1.3

.3 P

1.3

.4

1.4

Fe

atu

1.4

1.4

.2 M

od

ifizie

1.5

Ob

je

1.5

.

1.5

.

1.6

Mo

de

1.6

1.6

.

1.6

1.6

.4 B

1.7

1.7

.1

1.7

. 2

1.7

.3 g

eo

1.7

1.8

Erz

eu

ge

n

1.8

.1 S

c

1.8

.2

1.8

.3

1.8

.4 n

or m 1

e M

od

ifikatio

n

n,

Ob

jektp

ara

mete

r

rbezie

hung

en

Lis

ten

et

etc

.

ter

gle

iche

r B

aute

ile,

eke

n

jekt

basie

rt,

belie

big

eln

u.

Win

keln

ob

jektb

asi

ert

d mfa

ng

z.B

.: >

100km

em

ate

n

ad

, ra

d

urv

en a

us M

od

el,

Besc

hrift

ung

nal)

ass

ozia

tiv

tenverm

ass

ung

, D

eta

ildars

tellu

ng

,

t, V

erm

assung

, sz

üg

e)

metr

ische/n

um

erisc

h

r, E

benen,

Mass

kett

e

ing

ung

en,

Para

mete

r

el-

Lis

ten,

Para

mete

r-L

en,R

und

ung

en,

Off

se

and

hab

ung

, P

ara

met

mili

en o

der

Gru

pp

en g

Mo

difik

atio

n

ute

il- S

kizz

enb

iblio

the

leg

ung

saufw

and

, o

bj

mit v

ariab

len S

chenke

Verleg

ung

saufw

and

,

Mo

difi

katio

naufw

and

etz

bark

eit,

Art

und

Um

Mo

della

usd

ehnung

; z

kale

s /

glo

bale

s S

yst

e

auß-K

rüg

er-

Ko

ord

ina

m,

cm

, m

m,

go

n,

gra

en,

Ab

wic

klu

ng

an K

u

gekn

ickte

Schnitte

rte P

lanve

rmassu

ng

,

Ab

leitung

(b

idirektio

n

ng

nach D

IN z

.B.

Ko

trs

tellu

ng

, M

aßsta

b,

DS

chra

ffur

n P

lanele

mente

n (T

ext

ehru

ng

spo

siti

onen/a

u

His

torie,

geo

m

Fo

rmel,

Para

mete

r

Zw

ang

sb

ed

i

Exce

Fase

Ha

Assem

blin

g,

Fam

Bau

3D

Rund

stahl, V

er

Sta

bfo

rmen m

3D

Matt

en,

V

Ein

se

Gre

nze

n d

er lok

Ga

km

, m

Mo

della

ble

itung

e

auto

matisi

er

Mo

dell

und

A

Pla

ng

enerieru

nB

ew

ehru

ng

sdar

Lesb

ark

eit

von

Bew

e

9 9 9 3 9 9 3 3 3 1 9 3 9 9 9 9 9 9 9 9 9

%

30 % von

12% = 3,6%

30 % von

12% = 3,6%

30 % von

12% = 3,6%

10 % von

12% = 1,2%

13%

50 % von

13% = 6,5%

50 % von

13% = 6,5%

5%50 %

von 5%

= 2,5%

50 % von 5%

= 2,5%

6%

18,8 % von 6%

= 1,128%

6,3 % von 6%

= 0,378%

56,3 % von 6%

= 3,378%

18,8 % von 6%

= 1,128%

13%

25 % von

13% = 3,25%

25 % von

13% = 3,25%

25 % von

13% = 3,25%

25 % von

13% = 3,25%

13%

20 % von

13% = 2,6%

20 % von

13% = 2,6%

20 % von

13% = 2,6%

20 % von

13% = 2,6%

20 % von

13% = 2,6%

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

tütz

t;iv

e L

ist;

e L

ist

tütz

t;

ure

;ure lic

h;

h tütz

t;

tzt

ert

e;

bar

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

lich;

para

metr

isch;

para

metr

isch;

ert

e;

bar

m;

0.0

00m

;00m

tütz

t;tz

t

tütz

t;

tzt

iten;

Ein

heite

n

tütz

t;era

den;

krü

mm

ten K

urv

en

tütz

t;

tzt

iativ

;iv

;

sso

ziativ

tütz

t;

tzt

end

;

sb

ar;

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

1 =

nic

ht

ass

ozia

ti2 =

asso

ziative

0 =

nic

ht

unte

rst

1 =

1-3

Featu

2 =

> 3

Featu

0 =

nic

ht

mö

gl

2 =

mö

glic

h

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

kein

e;

1 =

fest

defin

i e2 =

erw

eite

rb

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

mö

gl

= g

eo

mte

risch o

der

p

=

geo

mte

risch u

nd

p

0 =

kein

e;

1 =

fest

defin

i e

2 =

erw

eite

rb

0 =

M<

10

00m

1 =

1000m

<M

<100

2 =

M>

10

0.0

0

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

feste

Ein

he

2 =

fre

i wählb

are

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

entlang

vo

n G

tlang

vo

n b

elie

big

gek

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

ass

oz

1 =

ass

ozia

ti

2 =

bid

irekt

ional a

s

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

ung

enüg

e1 =

lesb

ar;

2 =

sehr

gut

les

1 =

2 =

2 =

ent

2 2 2 2 2 2 2 1 0 0 0 0 1 2 0 2 2 2 1 0 1

0,04 0,04 0,04 0,01 0,15 0,07 0,07 0,04 0,03 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,09 0,02 0,04 0,00 0,04 0,09 0,03 0,03 0,01 0,00 0,01

2 2 2 0 2 2 2 0 0 0 0 0 1 2 0 0 1 2 1 2 1

0,04 0,04 0,04 0,00 0,15 0,07 0,07 0,03 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,06 0,02 0,04 0,00 0,00 0,10 0,01 0,03 0,01 0,03 0,01

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 0 2 2 2 1 0 12 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 0 2 2 2 1 0 1

0,04 0,04 0,04 0,01 0,15 0,07 0,07 0,06 0,03 0,03 0,05 0,01 0,00 0,02 0,01 0,11 0,04 0,04 0,00 0,04 0,09 0,03 0,03 0,01 0,00 0,01

2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 2 2 0 2 2 2 1 0 1

0,04 0,04 0,04 0,01 0,15 0,07 0,07 0,06 0,03 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,11 0,04 0,04 0,00 0,04 0,09 0,03 0,03 0,01 0,00 0,01

2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 2 0 2 2 2 1 0 1

0,04 0,04 0,04 0,01 0,15 0,07 0,07 0,06 0,03 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,07 0,00 0,04 0,00 0,04 0,09 0,03 0,03 0,01 0,00 0,01

2 2 2 2 2 2 2 1 0 0 0 0 1 2 0 2 2 2 1 0 1

0 04 0 04 0 04 0 01 0 15 0 07 0 07 0 04 0 03 0 01 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 09 0 02 0 04 0 00 0 04 0 09 0 03 0 03 0 01 0 00 0 010,04 0,04 0,04 0,01 0,15 0,07 0,07 0,04 0,03 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,09 0,02 0,04 0,00 0,04 0,09 0,03 0,03 0,01 0,00 0,01

2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1

0,04 0,04 0,04 0,01 0,11 0,04 0,07 0,06 0,03 0,03 0,05 0,01 0,00 0,02 0,01 0,15 0,04 0,04 0,04 0,04 0,12 0,01 0,03 0,03 0,03 0,01

2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 1 2 2 2 2

0,04 0,04 0,04 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,15 0,04 0,04 0,04 0,04 0,13 0,01 0,03 0,03 0,03 0,03

2 2 0 0 0 0 0 0 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2

0,04 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 0,01 0,00 0,02 0,01 0,15 0,04 0,04 0,04 0,04 0,13 0,01 0,03 0,03 0,03 0,03

en da

rds

blio

theken

nd

ard

s

n elle

n

e e e e en onsso

ftw

are

on g

Ba

ute

ileig

en

sc

ha

fte

9.1

Maßenerm

ittlu

ng

9.2

Baute

ilatt

rib

ute

ers

tütz

un

g v

on

Sta

n

ezifis

che S

tand

ard

bib

usp

ezifi

sche P

lott

sta

n

Da

ten

sc

hn

itts

telle

n

2.1

.1 IF

C

2.1

.2 L

and

XM

L

2.1

.3 G

AE

B

2.1

.4 D

WG

2.1

.5 D

XF

2.1

.6 S

TE

P

2.1

.7 S

TL

2.1

.8

IGE

S

2.1

.9 P

DF

gra

mm

iers

ch

nit

tst e

1 n

NE

T

- S

chnitts

telle

2 J

AV

A -

Schnitts

telle

3 V

BA

-

Schnitt

ste

lle

4 L

isp

-

Schnitts

telle

oft

wa

rein

teg

rati

on

e

sche S

truktu

rsim

ula

ti

PLM

/PD

M Inte

gra

tio

3 M

asc

hin

enste

ueru

ng

1.9

B

1.9 1.

1.1

0 U

nt e

1.1

0.1

bausp

e

1.1

0.2

bau

2.1

2.2

Pro

2.2

. 1

2.2

.2

2.2

.3

2.2

.4

2.3

S

2.3

.1 b

ausp

ezi

fis

2.3

.2

2.3

.3

tste

lle

n

i

alten,

Teilf

lächen

eig

ensc

haft

en,

telle

n

sem

antisches

chb

au

usc

hfo

rmat

5/D

58/D

40

usc

hfo

rmat

usc

hfo

rmat

form

at

form

at

at

aus d

em

ausc

hfo

rmat

++

, C

#

va3D

achen

hem

e

bsta

tik-S

oft

ware

ssys

tem2 S

ch

nit

t

3 V

ili

Vo

lum

en-

Flä

chenin

ha

usp

ezi

fisc

he M

ate

riale

Zeitfa

kto

ren

Sta

nd

ard

baute

il

rahm

en,

Plo

ttschnitts

t

tes g

eo

metr

isches u

. ausc

hfo

rmat

f.d

. H

oc

siert

es T

rasse

nausta

u

n D

01/D

21/D

49/

D45

sches S

tand

ard

aust

a

sches S

tand

ard

aust

a

metr

isches

Austa

uschf

metr

isches

Austa

uschf

ches

Aust

auschfo

rma

Maschin

eb

ausekt

or

delld

okum

ente

nausta

itts

telle

für

VB

, C

, C

+

nitts

telle

für

Java,

Jav

itts

telle

für

Skr

ipts

pra

mm

on A

nsi

Lis

p /

Sch

r F

EM

-So

ftw

are

, S

tab

tio

n in e

in V

erw

altu

ng

CA

M-D

ate

n

Erm

itte

ln v

on V

definie

ren b

au

Plo

tr

sta

nd

ard

isie

rtA

usta

stand

ard

is

Date

nart

e

bausp

ezi

fis

bausp

ezi

fis

geo

m

geo

m

geo

metr

isc

2D

/3D

Mo

d

Schn

Schn

Schn

Co

m

Anb

ind

nung

zur

Inte

gra

t

3 3 3 9 9 9 3 9 9 3 3 1 3 9 9 3 3 9 3 9

5%50 %

von 5%

= 2,5%

50 % von 5%

= 2,5%

9%

25 % von 9%

= 2,25%

75 % von 9%

= 6,75%

21% 46%

18,4 % von

46% = 8,464%

18,4 % von

46% = 8,464%

6,1 % von

46% = 2,806%

18,4 % von

46% = 8,464%

18,4 % von

46% = 8,464%

6,1 % von

46% = 2,806%

6,1 % von

46% = 2,806%

2 % von

46% = 0,92%

6,1 % von

46% = 2,806%

25%

37,5 % von

25% = 9,375%

37,5 % von

25% = 9,375%

12,5 % von

25% = 3,125%

12,5 % von

25% = 3,125%

29%

42,9 % von

29% = 12,47%

14,3 % von

29% = 4,147%

42,9 % von

29% = 12,47%

3

tütz

t;tz

t

bute

;

Att

rib

ute

;e A

ttrib

ute

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

tütz

t;E

xp

ort

;

Exp

ort

tütz

t;E

xp

ort

;

Exp

ort

tütz

t;E

xp

ort

;

Exp

ort

tütz

t;

Exp

ort

;E

xpo

rt

tütz

t;E

xp

ort

;E

xpo

rt

tütz

t;E

xp

ort

;

Exp

ort

tütz

t;E

xp

ort

;E

xpo

rt

tütz

t;E

xp

ort

;

Exp

ort

tütz

t;

Exp

ort

;E

xpo

rt

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

dung

;

Anb

ind

ung

;nb

ind

ung

atio

n;

3 S

yst

em

e;

Syst

em

e

dung

;nb

ind

ung

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

kein

e A

ttrib

1 =

fest

definie

rte A

2 =

selb

std

efinie

rbare

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E

2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E

2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E

2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs

1 =

Im

po

rt b

zw.

E2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E

2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs1 =

Im

po

rt b

zw.

E

2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rs

1 =

Im

po

rt b

zw.

E2 =

Im

po

rt u

nd

E

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

kein

e A

nb

ind

= e

infa

chg

erichte

te A

2 =

bid

irektio

nale

An

0 =

kein

e I

nte

gra

1 =

Inte

gra

tion in

1-3

2 =

Inte

gra

tio

n >

3 S

0 =

kein

e A

nb

ind

2 =

vo

llstä

nd

ige A

n

2

1

2 2 0 2 0 0 0 2 2 2 2 2 1 2 2 0 0 0 2 2

0,06 0,03 0,03 0,08 0,00 0,08 0,25 0,10 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,01 0,01 0,00 0,01 0,08 0,04 0,04 0,00 0,00 0,07 0,00 0,02 0,05 0,

2 2 0 2 0 0 0 1 1 2 2 2 1 2 2 0 0 1 1 0

0,06 0,03 0,03 0,08 0,00 0,08 0,18 0,07 0,00 0,00 0,00 0,02 0,02 0,01 0,01 0,00 0,01 0,08 0,04 0,04 0,00 0,00 0,03 0,03 0,01 0,00 0,

2 2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 2 1 2 2 2 0 0 2 22 2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 2 1 2 2 2 0 0 2 2

0,06 0,03 0,03 0,10 0,03 0,08 0,30 0,14 0,04 0,00 0,00 0,04 0,04 0,01 0,01 0,00 0,01 0,09 0,04 0,04 0,01 0,00 0,07 0,00 0,02 0,05 0,

2 2 0 2 0 0 0 2 2 2 2 2 1 2 2 2 0 0 2 2

0,06 0,03 0,03 0,08 0,00 0,08 0,27 0,10 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,01 0,01 0,00 0,01 0,09 0,04 0,04 0,01 0,00 0,07 0,00 0,02 0,05 0,

2 2 0 2 0 0 0 2 2 2 2 2 1 2 0 2 0 0 2 2

0,06 0,03 0,03 0,08 0,00 0,08 0,23 0,10 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,01 0,01 0,00 0,01 0,05 0,04 0,00 0,01 0,00 0,07 0,00 0,02 0,05 0,

2 2 0 2 0 0 0 1 1 2 0 2 1 2 0 2 0 0 2 2

0 06 0 03 0 03 0 08 0 00 0 08 0 18 0 06 0 00 0 00 0 00 0 02 0 02 0 01 0 00 0 00 0 01 0 05 0 04 0 00 0 01 0 00 0 07 0 00 0 02 0 05 00,06 0,03 0,03 0,08 0,00 0,08 0,18 0,06 0,00 0,00 0,00 0,02 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,05 0,04 0,00 0,01 0,00 0,07 0,00 0,02 0,05 0,

2 2 2 2 2 1 1 2 2 0 0 0 0 2 0 2 2 2 1 0

0,06 0,03 0,03 0,10 0,03 0,08 0,26 0,13 0,04 0,02 0,01 0,04 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,07 0,04 0,00 0,01 0,01 0,06 0,05 0,01 0,00 0,

2 2 2 2 0 0 0 2 2 0 0 0 1 2 0 2 2 0 1 0

0,06 0,03 0,03 0,10 0,03 0,08 0,15 0,08 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,00 0,00 0,00 0,01 0,07 0,04 0,00 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,00 0,

2 0 2 2 2 0 2 2 2 0 0 0 2 2 0 0 0 2 0 0

0,03 0,03 0,00 0,10 0,03 0,08 0,22 0,13 0,04 0,00 0,01 0,04 0,04 0,00 0,00 0,00 0,01 0,04 0,04 0,00 0,00 0,00 0,05 0,05 0,00 0,00 0,

g n rung

telle

n

e

Mo

de

llvi

su

alisie

run

g

1 V

isualis

ieru

ng

sart

en

nem

atis

che V

isualis

ier

alis

ieru

ng

ssc

hn

itts

t

3.2

.1 3

ds

3.2

.2 C

inem

a 4

d

3.2

.3 V

RM

L

3.2

.4 a

nd

ere

Be

nu

tze

rob

erf

läc

he

4.1

.1 Ü

bers

ichtlic

h

2 M

od

ulla

rer

Aufb

au

4.2

Ha

nd

ha

bu

ng

4.2

.1 Intu

itiv

2.2

Pro

gra

mm

hilf

en

5.1

Liz

en

zko

ste

n

2 S

ch

ulu

ng

sk

oste

n

Ge

sa

mtp

un

ktz

ah

l

Ra

ng

3.1

M

3.1

.1

3.1

.2 k

in

3.2

Vis

ua

4.1

4

4.1

. 4

4.2 5

5.2 G

sie

run

g

no

mie

ste

n

Mate

rialg

etr

eu e

tc.)

nik

en

dio

Max

ma 4

D

orm

at

are

spezi

fisc

he z

.B.

gen,

Wo

rkb

enche

et

3 V

isu

alis

4 E

rgo

n

5 K

os

g,

gut

(Schatt

ieru

ng

,

ufv

isualis

ieru

ng

stech

schfo

rmat

zu 3

d S

tud

auschfo

rmat

zu C

inem

alis

ieru

ng

saust

auschfo

sta

usc

hfo

rmat

(so

ftw

a

JT)

Ico

ns,

Str

uktu

r

chie

dene A

nw

end

ung

leic

ht

anw

end

bar

so

ftw

are

inte

rn,

Inte

rne

reale

Vis

ualis

ieru

ng

Ab

la

Aust

aus

Aust

a

Vis

ua

Vis

ualis

ieru

ng

saus

Mo

dulle

für

vers

c s

un

g

3 3 3 3 3 3 9 9 9 3 9 3

3% 66%

50 % von

66% = 33%

50 % von

66% = 33%

34%

25 % von

34% = 8,5%

25 % von

34% = 8,5%

25 % von

34% = 8,5%

25 % von

34% = 8,5%

14% 60%

50 % von

60% = 30%

50 % von

60% = 30%

40%

75 % von

40% = 30%

25 % von

40% = 10%

5% 75% 25%

are

-Be

we

rtu

t;

ut tü

tzt;

tzt

tütz

t;

tzt

tütz

t;tz

t

tütz

t;tz

t

tütz

t;

tzt

end

;

ich;

uriert

üllt

;

ntn

isse;

sen;

ntn

isse

menta

tio

n;

um

enta

tion;

menta

tion

tlic

h h

och;

itte

l;

nst

ig

tlic

h h

och;

itte

l;nst

ig

CA

D-S

oft

wa

0 =

schle

cht

1 =

gut;

2 =

sehr

gu

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

nic

ht

unte

rst

2 =

unte

rstü

t

0 =

ung

enüg

e

1 =

üb

ers

ichtli

2 =

sehr

str

ukt

u

0 =

nic

ht

erf

ü2 =

erf

üllt

0 =

vie

le V

ork

enn

1 =

Gru

nd

wis

s2 =

kein

e V

ork

enn

0 =

schle

chte

Do

kum

= a

usre

ichend

e D

ok

2 =

sehr

gute

Do

kum

0 =

üb

erd

urc

hsc

hnitt

1 =

etw

a im

Mi

2 =

ko

steng

ün

0 =

üb

erd

urc

hsc

hnitt

1 =

etw

a im

Mi

2 =

ko

steng

ün

ge

bn

is d

er

C

1

1 2 0 0 2 2 1 2 1 1 1 1 - -

Erg

,04 0,03 0,01 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,18 0,13 0,04 0,08 0,06 0,04 0,01 0,05 0,04 0,01 1,41 3

0 2 0 0 0 0 1 2 1 1 1 1 - -

,02 0,02 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,18 0,13 0,04 0,08 0,06 0,04 0,01 0,05 0,04 0,01 1,26 7

1 2 0 0 2 2 1 2 1 1 0 01 2 0 0 2 2 1 2 1 1 0 0 - -

,04 0,03 0,01 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,18 0,13 0,04 0,08 0,06 0,04 0,01 0,00 0,00 0,00 1,52 2

1 2 0 0 2 2 1 2 1 1 0 0 - -

,04 0,03 0,01 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,18 0,13 0,04 0,08 0,06 0,04 0,01 0,00 0,00 0,00 1,41 4

1 2 0 0 2 2 1 2 1 1 0 1 - -

,04 0,03 0,01 0,02 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,18 0,13 0,04 0,08 0,06 0,04 0,01 0,01 0,00 0,01 1,33 5

1 2 2 0 0 2 1 2 1 1 1 1 - -

04 0 03 0 01 0 02 0 01 0 01 0 00 0 00 0 01 0 18 0 13 0 04 0 08 0 06 0 04 0 01 0 05 0 04 0 01 1 32 6,04 0,03 0,01 0,02 0,01 0,01 0,00 0,00 0,01 0,18 0,13 0,04 0,08 0,06 0,04 0,01 0,05 0,04 0,01 1,32 6

1 0 2 0 0 0 2 2 1 1 1 1 - -

,02 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,22 0,17 0,08 0,08 0,06 0,04 0,01 0,05 0,04 0,01 1,55 1

1 0 2 0 0 0 1 2 1 2 2 1 - -

,02 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,20 0,13 0,04 0,08 0,07 0,04 0,03 0,09 0,08 0,01 1,25 8

1 0 2 2 2 0 2 2 1 1 2 2 - -

,03 0,01 0,01 0,00 0,02 0,01 0,01 0,01 0,00 0,22 0,17 0,08 0,08 0,06 0,04 0,01 0,10 0,08 0,03 1,23 9

Documents

Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer · 2 PROJEKTTEAM Prof. Dr.-Ing. Thomas Euringer war im Anschluss an das Studium des Bauingenieur- wesens als Assistent am Lehrstuhl für Bauinformatik