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2023 | OriginalPaper | Buchkapitel

Enhanced Interoperability between Geotechnical and Structural Engineering for 3D Building Models

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Abstract

Conventional structural design in building construction is commonly based on the static analysis of the load flow using 2D submodels. Hence, the deformation compatibility and stress redistribution between the structural members of the building are not adequately regarded. In addition, the structural and the subsoil responses are usually assessed based on isolated analyses which use the subgrade reaction modulus as a coupling interface. Many researchers have shown that using the subgrade reaction method can lead to an uneconomic foundation design. Furthermore, the subsoil response generally affects the submodel of the foundation slab or basement, respectively. This leads to a strong simplification of the total stiffness of the building, and results either in conservative or unsafe results depending on the members under consideration. In contrast, the static analysis with a holistic 3D model allows for a more realistic load flow within the building. However, this requires not only an accurate representation of the stiffnesses of the structural members and their connections in the respective limit states, but also an accurate representation of the ground deformation in the calculation model. This contribution aims to enhance the interoperability between geotechnical and structural engineering for 3D building models. The contribution begins with a critical assessment of the subgrade reaction method. The core of this contribution proposes an alternative approach to account for soil-structure-interaction effects for 3D building models by exchanging nodal displacements, instead of using the subgrade reaction modulus.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Barth, C., Rustler, W.: Finite Elemente in der Baustatik-Praxis: Mit vielen Anwendungsbeispielen. Beuth Verlag GmbH (2013) Barth, C., Rustler, W.: Finite Elemente in der Baustatik-Praxis: Mit vielen Anwendungsbeispielen. Beuth Verlag GmbH (2013)
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Zurück zum Zitat Granitzer, A., Tschuchnigg, F., Summerer, W., Galler, R., Stoxreiter, T.: Errichtung eines Eisenbahntunnels in Deckelbauweise über dem Hauptsammler West der Stadt Stuttgart/Construction of a railway tunnel above the main drainage tunnel of Stuttgart using the cut-and-cover method. Bauingenieur 96(05), 156–164 (2021). https://doi.org/10.37544/0005-6650-2021-05-40CrossRef Granitzer, A., Tschuchnigg, F., Summerer, W., Galler, R., Stoxreiter, T.: Errichtung eines Eisenbahntunnels in Deckelbauweise über dem Hauptsammler West der Stadt Stuttgart/Construction of a railway tunnel above the main drainage tunnel of Stuttgart using the cut-and-cover method. Bauingenieur 96(05), 156–164 (2021). https://​doi.​org/​10.​37544/​0005-6650-2021-05-40CrossRef
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Zurück zum Zitat SOFiSTiK: Manual 2020 - Basics (2020) SOFiSTiK: Manual 2020 - Basics (2020)
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Metadaten
Titel
Enhanced Interoperability between Geotechnical and Structural Engineering for 3D Building Models
verfasst von
Haris Felic
Dirk Schlicke
Andreas-Nizar Granitzer
Franz Tschuchnigg
Copyright-Jahr
2023
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-33211-1_20