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Das Projekt mit dem Titel „Konzeption und Aufbau einer standardisierten Beispieldatenbank für softwaregestützte Tragwerksberechnung in Anlehnung an VDI 6201 für den Einsatz von Statik-Software in BIM-basierten Prozessketten“ wird gefördert durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) über das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau.

Im Hinblick auf Praxistauglichkeit und Akzeptanz der Datenbank wurde bei der Auswahl der Projektpartner darauf geachtet, dass Vertreter aus allen Bereichen der Softwareherstellung und Softwareanwendung involviert sind. Besonders bedeutsam ist die Beteiligung der namhaften Softwarehäuser Dlubal, FRILO, RIB und SOFiSTiK sowie der Ingenieurverbände Deutscher Beton- und Bautechnik Verein DBV, Verein Deutscher Ingenieure VDI und Vereinigung der Prüfingenieure VPI, vertreten durch die Landesvereinigung Nordrhein-Westfalen. Neben Vertretern der Bauindustrie wie Schöck und Züblin wirken zudem neun Tragwerksplanungsbüros mit, in denen zum Teil auch Prüfingenieure tätig sind, die ein besonderes Interesse an der Qualitätssicherung von Statik-Software haben (Abb. 1).

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 Abbildung  Abbildung 1: Praxispartner im Forschungsprojekt und Anbindung an das BIM-Institut

 

Um dabei den unterschiedlichen bauaufsichtlichen Regelungen zur Prüfstatik in den verschiedenen Bundesländern gerecht zu werden, wurde zudem auf eine deutschlandweite Verteilung der Projektpartner geachtet. Beantragt wurde das Forschungsprojekt von der Bergischen Universität Wuppertal (BUW), Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen, Lehrgebiet Statik und Dynamik der Tragwerke, Prof. Dr.-Ing. Reinhard Harte. Das Projekt ist angedockt an das BIM-Institut der Bergischen Universität Wuppertal unter Leitung von Prof. Dr.-Ing Manfred Helmus, in dem verschiedene nationale BIM-Cluster und BIM-Forschungsprojekte organisiert sind (Abb. 1).

Hintergrund

Die Beispieldatenbank gründet sich auf der aktuell erarbeiteten Richtlinie VDI 6201 – Softwaregestützte Tragwerksplanung – , in der es neben der Definition von Grundlagen, Bezeichnungen und Modellierungen insbesondere auch um die Bereitstellung qualitätssichernder Evaluierungsbeispiele geht. Nur wenn die technischen Prozessbausteine innerhalb eines digitalisierten Planungsprozesses, z.B. die Softwareprodukte für die sicherheitsrelevante Tragwerksplanung, verlässlich arbeiten, kann das traditionell hohe Sicherheitsniveau im deutschen Bauwesen erhalten werden.

Ziele

Die Tragwerksplanung stellt nur einen kleinen Teil der Prozessketten im Lebenszyklus eines Bauwerks dar. Allerdings gehört sie neben dem Brandschutz zu den sicherheitsrelevanten Planungsprozessen. Die Zielvorstellung des BIM-basierten Bauens setzt die Digitalisierung sämtlicher Planungsprozesse voraus, damit auch die für die Genehmigungsplanung erforderliche Tragwerksberechnung als wesentlicher Teil der Tragwerksplanung.

Andererseits wird die Digitalisierung auch die Automatisierung der Planungsprozesse und die Vernetzung und Interaktion der Prozessschritte vorantreiben. Damit kommt der Verlässlichkeit der Statik-Software zukünftig eine noch größere Bedeutung zu, wie auch der Unabhängigkeit der Softwarelösung auf Seiten des Prüfenden im Sinne des Vier-Augen-Prinzips.

Es ist daher ein Hauptanliegen des Forschungsprojektes, mit der Beispieldatenbank ein Werkzeug bereit zu stellen, mit dem die Qualität von Statik-Software für die jeweilige Problemstellung beurteilt werden kann. Neben diesem übergeordneten Ziel der Qualitätssicherung soll der Softwareanwender als Kunde des Softwareherstellers in die Lage versetzt werden, sich mit unabhängigen Evaluierungsbeispielen von der Qualität des Softwareprodukts und dessen Eignung für seinen Anwendungsfall zu überzeugen.

Weitere Ziele der Softwarehersteller und der Bauindustrie bestehen zudem in der besseren Akzeptanz deutscher Software im Ausland. Durch Übereinstimmung mit Evaluierungsbeispielen aufbauend auf einer anerkannten VDI Richtlinie kann die Qualität deutscher Statik-Software auch ausländischen Auftraggebern besser vermittelt werden.

Vorgehen

Bei der Entwicklung der Beispieldatenbank sind mehrere Merkmale zu beachten:

  • Standardisierung – Form und Inhalt der Evaluierungsbeispiele sollen den Vorgaben der VDI 6201, Blatt 2 folgen.
  • Unabhängigkeit – Entwicklung und Administration der Beispieldatenbank soll frei sein von Liefer- und Leistungsinteressen sowohl der Softwarehäuser als auch der Bauindustrie.
  • Freie Zugänglichkeit – Die interaktive Nutzung der Beispieldatenbank soll der breiten Fachöffentlichkeit möglich sein, sofern die Kosten der Administration der Datenbank langfristig gedeckt werden können.
  • Interaktivität – Die Beispieldatenbank soll webbasiert so angelegt werden, dass sie eine permanente Erweiterung und Verbesserung durch die beteiligten Nutzer erfährt.

Gerade das letzte Merkmal eröffnet gegenüber meist erfolglosen Benchmarking-Ansätzen aus der Vergangenheit einen neuen Weg: Die Beispieldatenbank soll so angelegt werden, dass neue Evaluierungsbeispiele nach analogen Mechanismen wie in der freien Enzyklopädie WIKIPEDIA eingestellt werden können. Zu regeln ist dabei, in welcher Form eine „Legitimation“ der Beispiele erfolgen kann, ob durch andere Nutzer, wie z.B. nach Gegenrechnung durch mindestens zwei weitere Softwareanwender neben dem Verfasser des Beispiels, oder durch einen permanenten Ausschuss beim VDI oder durch einen unabhängigen Verband oder Administrator.

In die standardisierte Beispieldatenbank sollen sowohl die Softwarehersteller als auch die Softwareanwender geeignete Evaluierungsbeispiele einstellen können. Hierbei muss differenziert werden zwischen aktiver und passiver Nutzung der Datenbank:

  • Unter einer aktiven Nutzung der Beispieldatenbank wird die Einstellung von Beispielen bzw. die Überprüfung von bereits eingestellten Beispielen verstanden, mit dem Ziel, sie durch Bestätigung der Ergebnisse zu legitimieren und der Fachöffentlichkeit zuverlässige Lösungen zur Verfügung zu stellen. Aktive Nutzer werden insofern vorrangig die Softwarehersteller sein, die bereits über eine breite Palette an Beispielen verfügen. Aber auch die mit Software-Anwendungen befassten Mitarbeiter in Ingenieurbüros und Baufirmen können sich an diesem aktiven Prozess der Bereitstellung und Legitimation von Beispielen beteiligen.
  • Unter einer passiven Nutzung der Beispieldatenbank wird die Nutzung der Bespiele zur Evaluation der eigenen Softwarelösungen im Sinne von Benchmarks verstanden. Dies werden vorrangig die Software-Anwender nutzen.

Beteiligte


Forschungsnehmer

Projektleitung

Mitarbeiter

Reinhard Harte

Bergische Universität Wuppertal

Kirsten Stopp

Bergische Universität Wuppertal

Beate Lepine

Bergische Universität Wuppertal


Nils Müller

Bergische Universität Wuppertal


Jasmin Otto

Bergische Universität Wuppertal



Projektleiter der Projektpartner

Ralf Braun

Ed. Züblin AG

Jörg Duensing / Sina Hühne

Sweco GmbH

Frank Fingerloos

DBV e.V.

Peter Fritz

Frilo Software GmbH

Manfred Grohmann / Alexander Hofbeck

B+G Ingenieure Bollinger und Grohmann GmbH

Carsten Hein

ARUP Deutschland GmbH

Janna Schoening

Kempen-Krause Ingenieure GmbH

Frank Jansen

VDI e.V.

André Jaskula

Pirlet & Partner Ingeniereurgesellschaft mbH

Casimir Katz

SOFiSTiK AG

Stefan Kimmich /
Roland Sauer

RIB Software SE

Raffael Knopf

Breinlinger Ingenieure Hoch- und Tiefbau GmbH

Alexander Pirlet

VPI NRW e.V.

Walter Rustler

Dlubal Software GmbH

Sonja Seegert

WTM Engineers GmbH

Gerd von Spiess

Ingenieurbür v.Spiess & Partner mbB

Bernhard Tschonitsch

Schöck Bauteile GmbH

Ralf Wörmann / Elisa Lafuente

Krätzig & Partner Ingenieurgesellschaft für Bautechnik mbH




Arbeitsplan


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Arbeitsgruppen

AG 1 - Themen, Aufbau/Form

  • Dipl.-Ing. Carsten Hein (Arup Deutschland GmbH)
  • Prof. Dr.-Ing. Casimir Katz (Sofistik AG)
  • Dipl.-Ing. Walter Rustler (Dlubal Software GmbH)
  • Dr.-Ing. Kirsten Stopp (BUW)

AG 2 - Nutzung

  • Dipl.-Ing. Ralf Braun (Ed. Züblin AG)
  • Dipl.-Ing. Peter Fritz (Frilo Software GmbH)
  • Prof. Dr.-Ing. Stefan Kimmich (RIB Software SE)
  • Dr.-Ing. Kirsten Stopp (BUW)
  • Dipl.-Ing. Bernhard Tschonitsch (Schöck Bauteile GmbH)

AG 3 - Beispielsammlung

Softwarehersteller:

  • Dipl.-Ing. Peter Fritz (Frilo Software GmbH)
  • Prof. Dr.-Ing. Casimir Katz (Sofistik AG)
  • Dipl.-Ing. Walter Rustler (Dlubal Software GmbH)
  • Dr.-Ing. Roland Sauer (RIB Software SE)

Softwareanwender:

  • Prof. Dr.-Ing. Frank Fingerloos (Deutscher Beton- u. Bautechnikverein e.V.)
  • Dipl.-Ing. Carsten Hein (Arup Deutschland GmbH)
  • Dr.-Ing. Michael Horstmann (Kempen Krause Ingenieure GmbH)
  • Dipl.-Ing. André Jaskula (Pirlet & Partner Ingenieurgesellschaft mbH)
  • Dr.-Ing. Kirsten Stopp (BUW)


Alpha-Tester

  • Dipl.-Ing. Jörg Duensing (Sweco GmbH)
  • Dipl.-Ing. Peter Fritz (Frilo Software GmbH)
  • Prof. Dr.-Ing. Casimir Katz (Sofistik AG)
  • Prof. Dr.-Ing. Stefan Kimmich (RIB Software SE)
  • Dipl.-Ing. Walter Rustler (Dlubal Software GmbH)
  • Dipl.-Ing. Gerd von Spiess (Ingenieurbüro v.Spiess & Partner mbB)
  • Dipl.-Ing. Bernhard Tschonitsch (Schöck Bauteile GmbH)
  • Dr.-Ing. Ralf Wörmann (Krätzig & Partner Ingenieurgesellschaft für Bautechnik mbH)

Beta-Tester

  • Dipl.-Ing. Ralf Braun (Ed. Züblin AG)
  • Prof. Dr.-Ing. Frank Fingerloos (Deutscher Beton- u. Bautechnikverein e.V.)
  • Prof. Dr.-Ing. Manfred Grohmann (B+G Ingenieure Bollinger und Grohmann GmbH)
  • Dipl.-Ing. Carsten Hein (Arup Deutschland GmbH)
  • Dipl.-Ing. Raffael Knopf (Breinlinger Ingenieure Hoch- und Tiefbau GmbH, Tuttlingen)
  • Dr.-Ing. Michael Horstmann (Kempen Krause Ingenieure GmbH)
  • Dipl.-Ing. André Jaskula (Pirlet & Partner Ingenieurgesellschaft mbH)
  • Dr.-Ing. Sonja Seegert (WTM Engineers)



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