Hält sie oder hält sie nicht – diese Frage lässt sich auf zwei Wegen klären. Man kann bauen und nachsehen oder vorher rechnen. Der zweite Weg ist um eine ganze Konstruktion günstiger.
Wir führen Festigkeitsberechnungen nach der Finite-Elemente-Methode durch – für geplante wie für bestehende Konstruktionen. Die FEM-Analyse erlaubt es, die Ausnutzung des gesamten Systems und einzelner Bauteile bereits in der Planungsphase zu bestimmen und bei Bestandsbauten die Ursache eines Schadens zu benennen und die Instandsetzung festzulegen.
Was die FEM-Analyse leistet
Die Finite-Elemente-Methode zerlegt das Tragwerk in kleine Teilbereiche und berechnet, wie diese aufeinander einwirken. In der Praxis heißt das: Die neuralgischen Stellen – jene, an denen sich Spannungen konzentrieren – werden sichtbar, bevor jemand den Stahl bestellt.
Die Berechnungen erlauben es, drei Eigenschaften des Tragwerks genau zu bestimmen: Tragfähigkeit, Steifigkeit und Dauerhaftigkeit. Der Gewinn ist doppelt – die Planung entsteht schneller, weil man nicht nach jedem Zweifel zu den Annahmen zurückkehren muss, und die Konstruktion selbst fällt oft leichter aus, weil dort, wo die Rechnung Reserven zeigt, kein Material zur Sicherheit zugegeben werden muss.
Umfang der Analysen
Wir führen statische und dynamische Analysen bestehender und geplanter Tragsysteme durch, elastisch-plastische Analysen, Windlastberechnungen, thermische Untersuchungen sowie Berechnungen für Wärmetauscher. Eine eigene Gruppe bilden Ermüdungs- und Erdbebenanalysen – überall dort erforderlich, wo ein Tragwerk unter veränderlicher Belastung arbeitet.
Bei Konstruktionen mit ungewöhnlicher Umströmung führen wir numerische Windströmungsanalysen (CFD) durch – für Anlagen auf Hochhäusern, an untypischen Fassaden und in Engstellen zwischen Gebäuden, wo tabellierte Windlastwerte der Wirklichkeit nicht mehr entsprechen.
Womit wir rechnen
Wir arbeiten mit DLUBAL/RFEM, IDEA StatiCa und Robot Structural Analysis und ergänzen sie um eigene Ingenieurrechner. IDEA StatiCa Connection setzen wir für Anschlüsse im Stahlbau ein: Das Programm bestimmt die Tragfähigkeit des Knotens, die kritischen Lastfaktoren sowie die Dreh- und Quersteifigkeit, mit Nachweis gegenüber nationalen Normen. RFEM berechnet Schnitt- und Auflagerkräfte, Verformungen sowie Bodenkontaktspannungen in Systemen aus Platten, Scheiben, Schalen und Stäben.
Die Wahl des Werkzeugs richtet sich nach der Frage, die zu beantworten ist. Nicht jede Analyse verlangt ein räumliches Modell des gesamten Bauwerks – manchmal entscheidet ein einzelner, sauber gerechneter Knoten.
Unterkonstruktionen für Photovoltaikanlagen
Das ist ein eigenes Feld, in dem die Eurocodes keine vollständige Berechnungsgrundlage bieten. Bei ballastierten Konstruktionen stützen wir uns auf die niederländischen Normen NEN-ISO, bei Windströmungsanalysen auf die deutschen DIN– und die amerikanischen ASCE-Normen sowie auf die Fachliteratur.
Wir haben ein eigenes Verfahren zur Ballastermittlung entwickelt, das auf den Vorgaben von PN-EN und NEN-ISO beruht. Es berücksichtigt, dass die Böen an den Dachrändern stärker sind als in der Dachmitte – der Ballast sollte deshalb ebenfalls nicht gleichmäßig verteilt werden. Die Tragfähigkeit dünnwandiger Profile bestimmen wir nach der Theorie der Wölbkrafttorsion – damit die Konstruktion leicht und in der Fertigung günstig bleibt und dennoch sicher ist.
Wir rechnen in vier Bereichen:
- Statische und dynamische Tragwerksanalysen
- Ermüdungs-, Erdbeben- und Temperaturanalysen
- Numerische Windströmungsanalysen (CFD)
- Berechnung von Unterkonstruktionen für Photovoltaikanlagen
Hält Ihre Konstruktion stand?
Sie können bauen und es herausfinden – oder vorher rechnen. Sprechen wir darüber.