Release 2021–2 offen­bart neue Mög­lich­kei­ten in der Setzungsberechnung

Stutt­gart, 11.06.2021 – Erst im ver­gan­ge­nen Novem­ber erwei­ter­te FRILO sein Pro­dukt­port­fo­lio im Grund­bau um die Lösung Set­zungs­be­rech­nung SBR+. Im Zuge des jüngs­ten Release 2021–2 wur­de das Pro­gramm, das die zeit­ver­zö­ger­te Set­zung eines Gebäu­des in belie­bi­gem Bau­grund exakt zu bestim­men weiß, nun mit neu­en, anspre­chen­den Funk­tio­na­li­tä­ten aus­ge­stat­tet. So lässt sich über die Defi­ni­ti­on von Bohr­pro­fi­len unter ande­rem ein poly­go­na­les Boden­mo­dell auto­ma­tisch interpolieren.

Dank einer unbe­grenz­ten Über­la­ge­rung von line­ar ver­än­der­li­chen Lini­en- und Flä­chen­las­ten kön­nen Trag­werks­pla­ner mit dem neu­en FRI­LO-Pro­gramm „Set­zungs­be­rech­nung SBR+“ neben kon­stan­ten auch belie­big gekrümm­te Sohl­span­nungs­ver­läu­fe berech­nen. Folg­lich las­sen sich nicht nur Set­zungs­ver­läu­fe im Schnitt, son­dern auch Set­zungs­mul­den in der Flä­che abbil­den. Auf die­se Wei­se kann die gegen­sei­ti­ge Beein­flus­sung meh­re­rer Fun­da­men­te und Last­flä­chen in der Ebe­ne betrach­tet wer­den. Ins­be­son­de­re für die Set­zungs­be­rech­nung beim Bau­en im Bestand kann das von wesent­li­cher Bedeu­tung sein. Auf Basis von DIN 4019/ÖNORM B 1997–1‑2 las­sen sich mit SBR+ außer­dem Nach­wei­se für die Grö­ße und den Zeit­ver­lauf der durch Volu­men- oder Gestal­tän­de­rung des Bau­grun­des ent­ste­hen­den Set­zun­gen und Fun­da­ment­ver­kan­tun­gen füh­ren. Die äuße­ren Las­ten kön­nen bei die­ser Berech­nung in Form von unend­li­chen Flä­chen­las­ten, belie­big posi­tio­nier­ten begrenz­ten Block­las­ten oder unsym­me­tri­sche Tra­pez­las­ten model­liert wer­den. Die Anzahl der Gelän­de­las­ten, deren Ein­wir­kungs­art sowie der zu betrach­ten­de Grenz­zu­stand und die Bemes­sungs­si­tua­ti­on sind dabei belie­big wähl­bar. Es erfolgt eine auto­ma­ti­sche Über­la­ge­rung der Last­fäl­le. Oben­drein kann ein Aus­hub­be­reich im Pro­gramm belie­big defi­niert wer­den. Hebun­gen infol­ge von Aus­hub­ent­las­tung las­sen sich sinn­ge­mäß berech­nen. Die Antei­le aus Sofort- und Kon­so­li­da­ti­ons­set­zung wer­den stan­dard­mä­ßig immer berech­net. Dabei lässt sich eine Kriech­set­zung optio­nal ergänzen.

Set­zungs­be­rech­nung aus Spannungen
Das ana­ly­ti­sche Berech­nungs­ver­fah­ren in der Lösung Set­zungs­be­rech­nung SBR+ beruht auf der Annah­me schlaf­fer Las­ten (Bau­wer­ke). Es kommt das Ver­fah­ren der indi­rek­ten Set­zungs­be­rech­nung zum Ein­satz. In die­sem Ver­fah­ren wer­den die Bau­grund­span­nun­gen, die durch eine Auf­last erzeugt wer­den, im elas­tisch iso­tro­pen Halb­raum in Abhän­gig­keit von der Tie­fe und der Fun­da­ment­geo­me­trie ermittelt.

Durch die Annah­me eines elas­tisch iso­tro­pen Halb­raums sind die Elas­ti­zi­täts­theo­rie und damit das Super­po­si­ti­ons­prin­zip voll­um­fäng­lich gül­tig. Die antei­li­gen Set­zun­gen im Betrach­tungs­punkt infol­ge jedes ein­zel­nen Last­falls kön­nen dem­nach durch Addi­ti­on über­la­gert wer­den. Auf Grund­la­ge des berech­ne­ten set­zungs­er­zeu­gen­den Span­nungs­ver­laufs im Halb­raum wer­den die Stau­chun­gen im Boden in Teil­schich­ten berech­net. Dabei wer­den rea­le Schicht­gren­zen berück­sich­tigt. Die Berech­nung der Set­zun­gen erfolgt im letz­ten Schritt durch Inte­gra­ti­on der Deh­nun­gen über die genann­ten Teil­schich­ten bis zu einer defi­nier­ten Grenztiefe.

Inter­po­la­ti­on der Boden­schich­ten aus Bohrprofilen
Das jüngs­te Soft­ware-Update ver­setzt die FRI­LO-Anwen­der in die Lage, über die Defi­ni­ti­on einer belie­bi­gen Anzahl von Bohr­pro­fi­len ein poly­go­na­les Boden­mo­dell zu erstel­len, das auto­ma­tisch aus den Infor­ma­tio­nen der Auf­schlüs­se inter­po­liert wird. Dabei wer­den für jedes Bohr­pro­fil die Höhen­ko­ten der Gelän­de­ober­kan­te und der ein­zel­nen Schicht­gren­zen defi­niert. Außer­dem las­sen sich die geo­tech­ni­schen Kenn­wer­te der jewei­li­gen Schich­ten bestim­men. Grund­sätz­lich kön­nen Anwen­der sowohl die Schicht­geo­me­trien als auch die Boden­kenn­wer­te einer ein­zel­nen Schicht inter­po­lie­ren und somit unter­schied­li­che Stei­fig­keits­ver­hält­nis­se für ein und die­sel­be Schicht model­lie­ren. Bei der auto­ma­ti­schen Berech­nung des Boden­mo­dells wird eine linea­re Inter­po­la­ti­on ange­setzt. Dabei nimmt der Ein­fluss eines Bohr­pro­fils auf einen betrach­te­ten Schnitt durch das Gelän­de umge­kehrt pro­por­tio­nal mit sei­ner Ent­fer­nung ab.

Last­wei­ter­lei­tung aus dem GEO und dem FD+
Die neu­es­te Pro­gramm­ver­si­on birgt einen wei­te­ren erheb­li­chen Vor­teil für die FRI­LO-Anwen­der. Mit Hil­fe eines Last­ex­ports kön­nen belie­big vie­le Grün­dungs­las­ten aus den Pro­gram­men Gebäu­de­mo­dell GEO und Fun­da­ment FD+ ein­ge­le­sen und für eine Set­zungs­be­rech­nung an frei defi­nier­ba­rer Stel­le über­la­gert wer­den. Für die Wei­ter­lei­tung aller erfor­der­li­chen Infor­ma­tio­nen zur Set­zungs­be­rech­nung an SBR+ ist die glo­ba­le Lage der Fun­da­men­te in der Sys­tem­ein­ga­be der über­ge­ord­ne­ten Pro­gram­me zu defi­nie­ren. Grund­sätz­lich kön­nen belie­big vie­le Fun­da­ment­po­si­tio­nen aus GEO und FD+ nach SBR+ expor­tiert wer­den. Zur Ver­an­schau­li­chung der ver­knüpf­ten Posi­tio­nen wer­den hier­zu Posi­ti­ons­kopp­lun­gen zwi­schen den Posi­tio­nen aus GEO oder FD+ und dem SBR+ Modell ange­legt. Aus dem Gebäu­de­mo­dell kön­nen der­zeit nur Grün­dungs­las­ten aus Ein­zel- und Strei­fen­fun­da­men­ten an SBR+ über­ge­ben wer­den. Eine Erwei­te­rung auf Grün­dungs­plat­ten wird in einer Fol­ge­ver­si­on ver­füg­bar sein. Außer­dem ist eine Funk­ti­ons­er­wei­te­rung geplant, durch die jeder Last ein Auf­bring­zeit­punkt zuge­ord­net wer­den kann, damit sich die Zeit­set­zungs­an­tei­le von ein­zel­nen zu unter­schied­li­chen Zeit­punk­ten auf­ge­brach­ter Las­ten über­la­gern las­sen. Auf die­se Wei­se könn­te eine dif­fe­ren­zier­te­re Betrach­tung der Zeit­set­zung vor­ge­nom­men wer­den, um eine rea­lis­ti­sche Ein­schät­zung hin­sicht­lich des Abklin­gens der Kon­so­li­da­ti­on und des Krie­chens zu erhalten.

Last­im­port aus dem GEO in ein poly­go­na­les Bodenmodell.png

 

Mehr­fach-Last­im­port aus dem FD+

 

Die Ergeb­nis­aus­wer­tung
Die Aus­ga­be der Set­zun­gen kann für belie­big vie­le frei wähl­ba­re Bemes­sungs­punk­te erfol­gen. Alle Span­nungs­ein­fluss­wer­te i, Span­nungs-Set­zungs- und Zeit-Set­zungs-Dia­gram­me wer­den je Last­fall und Bemes­sungs­punkt gra­fisch abge­bil­det. Des Wei­te­ren kann eine Set­zungs­mul­de über den gesam­ten Modell­be­reich dar­ge­stellt werden.

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