STAAD.Pro

Modellgenerierung

In STAAD.Pro ist die Modellgenerierung durch viele Funktionen einfach und anwenderfreundlich:

• Automatische Vernetzung von benutzerdefinierten, polygonalen Flächen per Mausklick.
• Unbegrenzte Rückgängig- und Wiederherstellen-Funktion.
• Structurewizard Modelle inklusive benutzerdefinierten, parametrischen Strukturen zur Erzeugung beliebiger Vorlagen.
• Interaktive, menügesteuerte Modellgenerierung mit gleichzeitiger 3D Anzeige.
• Sich wiederholende Teilstrukturen können zur Generierung komplexer Modelle herangezogen werden.
• Häufig vorkommende Strukturen können aus einer Bibliothek ausgewählt, modifiziert und hinzugefügt werden.
• Grafische Spezifikation und Anzeige von Eigenschaften, Lasten, Auflagern, Orientierung, etc.
• Individuelle Skalierfaktoren für Verformungsfiguren, Eigenformen, etc.
• Importieren/Exportieren von AutoCAD DXF-Dateien.
• CIM STEEL Schnittstelle CIS/2 (internationale CAD Schnittstelle).

Finite Element Modellierung

Plattenelemente – Allgemein

• Basierend auf dem hybriden Elementansatz.
• 3- und 4-knotige Elemente.
• Berechnung von Scheibenspannung und Plattenbiegung.
• Ideal für die Modellierung von 2D Strukturen wie Wänden, Dachplatten, Fundamentplatten etc.
• Schubspannungen werden aus der Plattenebene heraus berücksichtigt. Somit können auch dünne und dicke Plattenelemente modelliert werden.

Modellierung

• Grafische Netzgenerierungsmöglichkeiten für die Vernetzung von komplexen Flächen mit Öffnungen.
• Import von 3-dimensionalen Oberflächen aus AutoCAD DXF-Dateien möglich (Stabwerk- und Flächenmodelle).
• Die Freiheitsgrade an den Knoten können individuell ein- und ausgeschaltet werden.

Eigenschaften und Lasten

• Konstante und linear variierende Dicken zwischen den Knoten möglich.
• Einzellasten, konstante Flächenlasten auf beliebige Bereiche, trapezförmige Lasten, Setzungen und Temperatureinwirkungen.

Numerische und grafische Ergebnisauswertung

• Spannungsabfrage an Knoten und an jedem beliebigen Punkt innerhalb des Elements.
• Ausgabe mit Spannungsverläufen, Animation und Zahlentabellen.

Volumenelemente

• 8-knotige Volumenelemente können in 6-knotige Elemente umgewandelt werden.
• Einzellasten, Eigengewicht und Temperatureinwirkung.
• Spannungsabfrage an Knoten.
• Ausgabe mit Spannungsverläufen, Animation und Zahlentabelle.

Internationale Bemessungsnormen

Zusätzliche Normbibliotheken:

• Britische Normen BS400, BS8007 ebenfalls verfügbar, BS5950 Teil 3 (Verbundquerschnitte) und Teil 5 (kaltgeformte Querschnitte) in Vorbereitung
• Spanische Normen
• Niederländische Normen in Vorbereitung
• Aktualisierung des EC2 auf EN 1992-1-1:2004 sowie EC4 für Verbundquerschnitte in Vorbereitung

Lastfälle und Lastfallgenerierung

Lastfallgenerierung ist in STAAD.Pro durch viele Funktionen einfach und anwenderfreundlich:

• Belastungen von Knoten, Stäben/Elementen inklusive konzentrierter, gleichmäßiger, linearer und trapezförmiger Lasten sowie Temperatur- und Dehnungslasten, Stützensenkung, Vorspannung u.v.m.
• Globale, lokale und projizierte Lastrichtungen.
• Gleichmäßige oder variierende Belastungen von ganzen oder ausgewählten Teilen von Elementen.
• Automatische Generierung von Wanderlasten gemäß AASHTO oder benutzerdefinierter Lasten (z.B. für Krahnbahnen).
• Seismische Lastfallgenerierung gemäß UBC 2000/UBC 94,97/AIJ/IS1893/Cypriot.
• Automatische Windlastgenerierung oder benuzerdefinierte Bemessungsflächen.
• Darstellung abhängiger Bereiche und der Einflussbereiche aller Floor- und Windlasten.
• Faktorisierte Lastfallkombinationen (algebraisch, absolut und SRSS).
• Temperaturgradiente entlang der lokalen Y- und Z-Achse.

Berechnungsmöglichkeiten

Statische, P-Delta (Theorie II. Ordnung) und nichtlineare Berechnungsmöglichkeiten

• Berechnungen ebener und räumlicher Tragwerke nach Theorie I. (linear) und II. Ordnung (P-Delta), Seiltragwerke nach III. Ordnung sowie nichtlineare Berechnung.
  • Balken, konische Balken (z.B. Hohlkastenquerschnitte), Fachwerkstäbe, Schalen/Plattenbiegung/Scheibenspannung und 8-knotige Volumenelemente
  • Plattenelemente enthalten einen extra „Verdrehungsfreiheitsgrad“
  • Nichtlineare Seilelemente für kettenförmige Seile
  • Stab- und Federspezifikation
  • Nur-Druck-/Nur-Zug-Stäbe
  • I-Träger Verkrümmung mit Endhalterung als eine Funktion der Verdrehungssteifigkeit
• Randbedingungen
  • Voll- und Teilmomentengelenke
  • Master/Slave Option (Kopplung von Freiheitsgraden)
  • Plattenelemente in Verbindung mit schrägen Auflagern
  • Ausfallende Auflager (Nur-Druck-/Nur-Zug-Auflager) und multilineare (nichtlineare) Federauflager für die Baugrundnachbildung
  • Einflussflächenermittlung für Federauflager elastisch gebetteter Platten
• Belastungen
  • Neuer automatischer Brückenlastgenerator für 3D Einflussflächen, Fahrbahnen, kritische Fahrzeugbelastungspositionen etc. (optional)
  • Warnungen für „Lastverluste“, die durch dürftig definierte Plattengelenke verursacht werden
• Analyse
  • Nichtlineare Berechnung mit automatischer Last- und Steifigkeitskorrektur
  • Mehrfachberechnungen in einem Berechnungslauf
  • Stabilitätsberechnungen (Biegeknicken, Biegedrillknicken, Beulen)
  • Verbesserter Volumenspannungsverlauf für Volumenelemente
• CIMSTEEL Oberfläche

Dynamische Berechnungsmöglichkeiten

• Eigenfrequenzen und -formen
• Generierte Belastungen
  • Harmonischer Lastgenerator
  • Seismischer Lastgenerator nach UBC
  • Unterstützung von UBC 94, 97 und IBC 2000, 2003, 2006 und 2012
• Antwortsspektrum
  • Logarithmische Interpolation für Spektren
  • „Missing mass“ Antwortspektrumlastfälle
• Zeitverlaufberechnung
  • Berechnung des max. Schubs in der Sohle für Zeitverlauf Last
  • Skalierfaktoren für Baugrundbewegung für Zeitverlauf Last
• Modale Dämpfung für Zeitverlauf und Spektren
  • Zusammengesetzte Dämpfung, um die Dämpfungsrate für jeden einzelnen Stab oder jedes einzelne Element definieren zu können
• Analyse
  • Kombination dynamischer Kräfte mit statischen Lasten für nachfolgende Bemessung
  • Numerische und grafische Ausgabe der Ergebnisse sowie Animation der Eigenformen
  • Extraktion von Frequenzen und Eigenformen
  • Sohlschubspannungsermittlung inklusive Richtungsfaktoren

Ergebnisausgabe

Die benutzerfreundliche Navigation und Organisation von Daten hilft Ihnen, die Information, die Sie benötigen, mit einigen einfachen Klicks zu erhalten. Klicken Sie auf einen Stab, um alle Informationen über seine Geometrie, Querschnittseigenschaften, Kräfte, Momente, Verschiebungen usw. zu erhalten. Sogar Bemessungsinformationen wie zulässige Spannungen, Normkriterien, und Bewehrungslayouts sind verfügbar. Sortieren und Suchen bestimmter Daten für die Erstellung angepasster Reporte.

Ergebnisausgabe im Einzelnen

• Numerische und grafische Ergebnisausgabe.
• Verformungen und Eigenformen basierend auf Knoten-/Schnittverschiebungen für benutzerspezifizierte Lasten oder Eigenformen.
• Biegemoment und Schubkraftdiagramme von einzelnen Stäben sowie der gesamten Struktur (durch einen einfachen Doppelklick).
• Gespeicherte Bilder in ein beliebiges Rasterformat (BMP, JPEG, TIFF, etc.) und in beliebigen Größen exportieren.
• Schieberegler für die Abfrage von Schub-, Biege- und Verformungswerten an einem beliebigen Punkt entlang des Balkens.
• Neue Suchdialogbox, um Balken/Elementattribute schnell ändern zu können (z.B. Doppelklick auf ein Auflager oder Lastdiagramm).
• VRML (Virtual Reality Modeling Language) Exportmöglichkeit bietet „Walk through“ Modellverifikation in einem Standard Webbrowser.
• u.v.m.

Modellverifizierung

Die Modellverifizierung in STAAD.Pro bietet viele Möglichkeiten und Funktionen:

• 2D/3D Zeichnungen sowohl am Bildschirm als auch über den Drucker/Plotter.
• Grafische Darstellung von instabilen Bereichen einer Struktur.
• 3D Darstellung von Balken, Platten- und Volumenelementen mit Schattierung und Belichtung.
• Mehrere Fenster können geöffnet und gespeichert werden, um gleichzeitig verschiedene Teile einer Struktur anzuschauen.
• Auszugsweise Darstellung ausgewählter Stäbe.
• Kompatibel mit Tabellenkalkulationssoftware, wie zum Beispiel MS Excel.

Integrated Structural Modeling (ISM)

Flexible Software zur besseren Integration ihrer Arbeitsabläufe

Integrated Structural Modeling (ISM) verbindet sämtliche Bentley Produkte und ermöglicht so umfassende Datenaustausch-Szenarien zu allen Produkten, welche diesen Standard unterstützen.

Die ISM-Schnittstelle erlaubt den Austausch von Modellen mit ProSteel, ProConcrete, STAAD.Pro, Tekla, RFEM und anderen Bentley-Applikatationen. Die Schnittstelle funktioniert bidirektional, also in beide Richtungen.

ISM-Datenbank mit Viewer und 3D-PDF-Ausgabe

Kernstück der ISM-Technologie ist der ISM Viewer V8i, der derzeit kostenlos von Bentley bezogen werden kann. ISM bietet eine umfangreiche API zum Zugriff auf die ISM-Datenbank.

STAAD-Modelle können direkt in das ISM Repository geschrieben werden, auf das alle anderen Applikationen mit ISM-Anbindung Zugriff haben. Im ISM Viewer werden die Modelle visualisiert und jedes Bauteil kann analysiert werden.

ISM kann auch Flächenbauteile, wie Wände und Platten oder auch Profile mit veränderlichen Querschnitten auf diese Weise nach ProSteel und ProConcrete exportieren. Ein nützliches zusätzliches Feature des ISM Viewers ist die Ausgabemöglichkeit in ein 3D-PDF-Dokument.

Revisionsmanagement in ISM

Die ISM-Datenbank ist in der Lage, Modelländerungen und Updates chronologisch zu verwalten. Wird z. B. ein geändertes STAAD-Modell in die ISM-Datei geschrieben, so kann der Anwender im ISM Viewer sofort alle Änderungen, neuen Bauteile oder gelöschten Teile erkennen.

Es ist dem Anwender überlassen, welche Änderungen in die Datenbank aufgenommen werden sollen. Somit hat der Anwender volle Kontrolle, was im Modell passiert. Das Revisionsmanagement erlaubt sogar ein Rollback auf einen früheren Stand des Modells.

Zusatzmodul: OpenSTAAD

Sie wollten schon immer mal die Funktionen Ihrer Software anpassen können, um persönliche Spezialanforderungen abzudecken? OpenSTAAD ist eine Bibliothek von frei verfügbaren Funktionen, die es dem Anwender erlauben, auf die internen Optionen und Routinen von STAAD.Pro zuzugreifen. Die offene Struktur von OpenSTAAD liefert Ihnen eine Anwendungsprogrammschnittstelle (API) zu den Analyse- und Eingabedaten von STAAD.Pro, wie auch zu der grafischen Benutzeroberfläche (GUI). Mit OpenSTAAD kann jeder Benutzer praktisch jede Programmiersprache (einschließlich C, C++, VB, VBA, FORTRAN, Java und Delphi) verwenden, um die Datenbanken von STAAD anzuzapfen und nahtlos Ein- und Ausgabedaten mit externen Programmen zu verbinden.

Einer offenen Architekturparadigma folgend, wurde OpenSTAAD mit Hilfe der von Microsoft definierten ATL COM und COM+ Standards entwickelt. Dies erlaubt OpenSTAAD, innerhalb einer beliebigen Umgebung verwendet zu werden, egal ob diese in C++ oder in einer Makroanwendung geschrieben ist, wie z.B. AutoCAD oder Visio. OpenSTAAD kann auch verwendet werden, um STAAD Dateien mit netzbasierten Anwendungen, wie ActiveX, HTML oder ASP, zu verbinden. Zum Beispiel könnte ein Benutzer ein Microsoft Excel Arbeitsblatt erzeugen, mit dem die Stabendkräfte für die Anschlussbemessung ausgelesen und automatisch dimensioniert werden. Wenn sich die Daten in STAAD ändern (Neuberechnung), werden automatisch die Informationen im Excel Datenblatt aktualisiert.

OpenSTAAD ermöglicht seinen Benutzern, andere Anwendungen mit STAAD.Pro zu verbinden. Zum Beispiel könnte ein Benutzer in Excel ein Arbeitsblatt erstellen, um eine kreisförmige Bodenplatte mit Auflagerreaktionen von STAAD berechnen und bemessen zu lassen. Hierbei ist es egal, ob es sich um eine angepasste Anwendung in C++ oder um ein Makro aus Excel, AutoCAD oder Visio handelt.

Mit OpenSTAAD können Benutzer auch ihre eigenen VBA basierten Makros innerhalb von STAAD schreiben und haben somit Zugriff auf Geometrie-, Ansichts- und Ergebnisfunktionen. Zum Beispiel können Sie Makros erzeugen, um eine eigene Verbindungsaufbauroutine einzubinden, die mit der Ausgabe von STAAD arbeitet und diese automatisch der STAAD Ausgabe hinzufügt.

Die OpenSTAAD Bibliothek ist mit folgenden Kategorien aufgebaut:

• STAAD Ein- und Ausgabedatei (I/O)
• Strukturgeometrie
• Stabspezifikationen
• Eigenschaften
• Lasten
• Viewing
• Symbolleisten und Dialogboxen
• Ergebnisraster
• Ergebnisausgabe
  • Knoten
  • Balken
  • Platten
  • Volumen

Zusatzmodul: Sectionwizard

Sectionwizard ist ein unabkömmliches Werkzeug für Ingenieure, welches schnell und exakt individuelle Querschnittsformen mit gleichzeitiger Spannungsverteilung berechnet. Dabei lässt sich Sectionwizard als Zusatzpaket mit dem führenden Statikpaket STAAD.Pro verknüpfen und verfügt über ein metrisches und imperiales Einheitensystem.

Sectionwizard beinhaltet folgende Funktionen:

• Erzeugung benutzerdefinierter Querschnitte aus vorhandenen Profilen und Platten. Über 12 internationale Stahltabellen enthalten Standardprofile aus den USA, England, Niederlande, Deutschland, Russland, Kanada und Indien.
• Berechnung der Querschnittswerte individuell zusammengesetzter Querschnitte: Fläche, Trägheitsmoment, Plastizitätsmodul, Schwerpunkt, Schubmittelpunkt, Torsionsträgheitsmoment, Schubfläche und Widerstandsmoment (plastisches Widerstandsmoment).
• Erzeugung beliebiger Freiformflächen (auch runde, gebogene Flächen!), mit Löchern und Öffnungen jeglicher Art. Sectionwizard hat eine CAD Oberfläche, welche es dem Ingenieur ermöglicht, jede beliebige Fläche/Form zu erzeugen.
• Erzeugung einer angepassten Bibliothek mit parametrischen Querschnitten und mathematischen Parameterbeziehungen definieren.
• Einfache Verschiebung und Drehung innerer Konturen oder einfaches Ausschneiden durch „Drag and Drop“.
• Erzeugen von Querschnitten mit Verbundmaterial.
• Metrisches und imperiales Einheitensystem.
• Zeigt die Spannung an jedem beliebigen Punkt des Querschnitts, welche aus den Axialkräften und Momenten in Bezug auf die Hauptachsen entstehen. (Tatsächliche Spannung mit den zulässigen Spannungen werden verglichen, um die Verwendbarkeit des Querschnittes zu überprüfen.)
• Erzeugung von STAAD.Pro Anwendertabellen, um die Querschnitte den Stäben in der Struktur zuzuweisen.
• Erzeugung individueller Ausgaben im Microsoft Word Dateiformat.
• Automatische Erzeugung äquivalenter Querschnitte. Zum Beispiel, kann eine Polygonfläche mit Löchern erzeugt und nach einem äquivalenten I-Querschnitt gesucht werden, um eine sinnvolle Bemessung durchzuführen.
• Import von „.DXF“ oder „.DWG“ Dateien.
• Einfache Hilfefunktion mit verschiedenen zusätzlichen Movie Tutorials.
• Verwendung der erzeugten Querschnitte in jedem beliebigen Berechnungs- und Bemessungsprogramm.