@inproceedings{RaueWeitzmann2000,
  author    = {Raue, Erich and Weitzmann, R{\"u}diger},
  title     = {Konzepte zur numerischen L{\"o}sung von Grenzwiderstandsaufgaben unter Ber{\"u}cksichtigung des adaptiven Tragverhaltens von Stahlbetonkonstruktionen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.616},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6164},
  year      = {2000},
  abstract  = {Berechnungsmethoden mit Ber{\"u}cksichtigung des physikalisch nichtlinearen Verhaltens von Stahlbetonkonstruktionen werden mit Einf{\"u}hrung der europ{\"a}ischen und nationalen Normung verst{\"a}rkten Einsatz in der Tragwerksplanung finden. Hierbei sind im Gegensatz zu linearen Berechnungen zeitliche Aspekte der Tragwerksbeanspruchung zu ber{\"u}cksichtigen. Ein L{\"o}sungsansatz zur Beherrschung von Lastfolgeeffekten kann auf der Grundlage der Theorie des adaptiven Tragwerkes abgeleitet werden. Unter Verwendung von Algorithmen der mathematischen Optimierung lassen sich derartige Probleme numerisch l{\"o}sen. Von besonderem Interesse sind dabei spezielle Formulierungen zur Bestimmung von Grenzwiderst{\"a}nden, die zur Bemessung von Stahlbetontragwerken herangezogen werden k{\"o}nnen. Im Beitrag werden zwei Konzepte zur numerischen Bestimmung von adaptiven Grenzwiderst{\"a}nden auf der Basis der nichtlinearen Optimierung vorgestellt, diese sind: - Konzept des superponierten Restzustandes - Konzept der gekoppelten plastischen Antwort. Es wird von einem elastisch- plastischen Verhalten der untersuchten Struktur ausgegangen.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{RaueVaidogasMueller1997,
  author    = {Raue, Erich and Vaidogas, E. R. and M{\"u}ller, Karl-Heinz},
  title     = {Bewertung der Grenzlast von elastisch-plastischen Tragwerken mit Hilfe stochastischer Methoden},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.429},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4296},
  year      = {1997},
  abstract  = {F{\"u}r die Analyse von Tragwerken sowohl des Stahlbaus als auch des Massivbaus er{\"o}ffnet die nationale und internationale Normengebung in zunehmendem Maße die Anwendung physikalisch nichtlinearer Berechnungsmodelle. Es ist zu erwarten, daß neben dem traditionellen elastischen Berechnungsmodell das linearelastisch-idealplastische Materialmodell in die Tragwerksanalyse Eingang finden wird. W{\"a}hrend bei den traditionellen Berechnungsverfahren auf der Grundlage der Elastizit{\"a}tstheorie hinreichende Erfahrungen durch die Planungspraxis bestehen und umfangreiche Untersuchungen zur dabei erreichten Sicherheit vorliegen, stellen die nichtlinearen Berechnungsmethoden sowohl in mechanischer als auch in sicherheitstheoretischer Hinsicht ein neues Erfahrungsfeld dar. Im vorliegenden Beitrag werden aus der Vielzahl der anstehenden Probleme folgende Teilprobleme behandelt: Bestimmung der Versagenswahrscheinlichkeit elasto-plastischer Tragsysteme nach dem Kriterium der plastischen Grenzlast Ermittlung stochastischer Eigenschaften des plastischen Grenzlastparameters elasto-plastischer Tragsysteme. Die L{\"o}sung des mechanischen Problems geschieht {\"u}ber eine lineare Optimierungsaufgabe, die nach dem statischen Theorem der plastischen Grenzlast formuliert ist. Als stochastische Methode wird die Simulation angewandt, die zum einen auf einer zuf{\"a}lligen Erzeugung der Realisierungen (stochastische Simulation) und zum anderen auf einer planm{\"a}ßigen Erzeugung der Realisierungen (konstruktive Simulation) beruhen kann. F{\"u}r jedes der Teilprobleme wird ein Beispiel vorgestellt.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{RaueMarxWeitzmann1997,
  author    = {Raue, Erich and Marx, Steffen and Weitzmann, R{\"u}diger},
  title     = {Beitrag zur Anwendung der nichtlinearen Optimierung bei der geometrisch und physikalisch nichtlinearen Tragwerksanalyse},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.443},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4438},
  year      = {1997},
  abstract  = {Bei der Tragwerksplanung sowohl f{\"u}r Massivkonstruktionen als auch f{\"u}r Stahlkonstruktionen werden zuk{\"u}nftig nichtlineare Berechnungsverfahren in gr{\"o}ßerem Umfang Anwendung finden, als das in der Vergangenheit {\"u}blich bzw. m{\"o}glich war. Wichtige Impulse gehen dabei von der europ{\"a}ischen Normung aus. Bei der Anwendung von Berechnungsverfahren, die die Nichtlinearit{\"a}t des Materialverhaltens ber{\"u}cksichtigen und bei der Ermittlung der Tragsicherheit planm{\"a}ßig ausnutzen, ist es notwendig, die Entwicklung plastischer Deformationen zu verfolgen und bei der Beurteilung des Grenzzustandes der Tragf{\"a}higkeit als Kriterium mit heranzuziehen. Im vorliegenden Beitrag werden mathematische Modelle f{\"u}r folgende Berechnungsaufgaben vorgestellt: Ermittlung der Schnittgr{\"o}ßen und Form{\"a}nderungen in ebenen Stabtragwerken nach Theorie II. Ordnung unter Ber{\"u}cksichtigung der physikalischen Nichtlinearit{\"a}t und Ermittlung von Grenzlasten, die durch Spannungs- und Verformungskriterien definiert sind. Dabei zeigt sich, daß mathematische Modelle auf der Grundlage von Extremalprinzipien und unter Einbeziehung der mathematischen Optimierung effektiv und hinreichend universell formuliert werden k{\"o}nnen. Wie Beispielrechnungen zeigen, ist die Beurteilung der Tragf{\"a}higkeit unter Ber{\"u}cksichtigung von Deformationsbegrenzungen von entscheidender Bedeutung, um Fehleinsch{\"a}tzungen der Tragsicherheit zu vermeiden.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{Raue2003,
  author    = {Raue, Erich},
  title     = {Anwendung der mathematischen Optimierung bei der Modellbildung und Analyse des nichtlinearen Tragverhaltens von Stahlbetontragwerken},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.371},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3717},
  year      = {2003},
  abstract  = {In den zur{\"u}ckliegenden Jahren wurden an der Professur Massivbau I umfangreiche Untersuchungen zur Modellbildung und rechnerischen Erfassung des Tragverhaltens von Tragwerken und Tragwerkselementen aus Stahlbeton und Spannbeton unter Ber{\"u}cksichtigung von Rißbildungen und Plastizierungen durchgef{\"u}hrt. Diesen Untersuchungen liegt als einheitliches methodisches Konzept der mathematischen Problembeschreibung und Probleml{\"o}sung die mathematische Optimierung zugrunde. Bereits anl{\"a}ßlich des IKM 1994 [1] hatte der Verfasser Gelegenheit, zusammenfassend {\"u}ber Ergebnisse bei der Anwendung der mathematischen Optimierung im Bereich der nichtlinearen Tragwerksanalyse zu berichten. Der vorliegende Beitrag, soll einen {\"U}berblick {\"u}ber seitdem untersuchte Problemkreise und dabei gewonnene Ergebnisse und Erfahrungen vermitteln. Bei der Anwendung der linearen und quadratischen Optimierung sind wegen der geforderten Linearit{\"a}t der Nebenbedingungen Vereinfachungen bei der Modellbildung des stahlbetonspezifischen Tragverhaltens unumg{\"a}nglich. Besonders betroffen sind die Ans{\"a}tze zur Beschreibungen des Materialverhaltens. Durch den Einsatz allgemeiner nichtlinearer mathematischer Optimierungsmethoden l{\"a}sst sich eine methodisch bedingte Linearisierung des Berechnungsmodells umgehen....},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{MuellerBrossmann2003,
  author    = {M{\"u}ller, Karl-Heinz and Broßmann, Marko},
  title     = {Ber{\"u}cksichtigung des zeitlich zuf{\"a}lligen Lastverhaltens und zuf{\"a}lliger Systemeigenschaften bei der adaptiven Grenzlastanalyse},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.337},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3372},
  year      = {2003},
  abstract  = {Werden bei der Tragwerksauslegung Schnittgr{\"o}ßenumlagerungen infolge Plastizierungen zugelassen, dann ist die Lastintensit{\"a}t durch die Einhaltung von entsprechenden Grenzzustandskriterien, passend zum physikalisch nichtlinearen Tragverhalten, zu begrenzen. F{\"u}r Tragwerke, die von mehreren unabh{\"a}ngig voneinander, wiederholt und in beliebiger Reihenfolge auftretenden Lasten beansprucht werden, stellt die adaptive Grenzlast (Einspiellast), ausgedr{\"u}ckt durch den adaptiven Grenzlastfaktor, ein geeignetes Grenzzustandskriterium dar. Bedingt durch zuf{\"a}llige Systemeigenschaften und zeitlich zuf{\"a}lliges Lastverhalten stellt der adaptive Grenzlastfaktor eine Zufallsgr{\"o}ße dar. F{\"u}r die Bestimmung des stochastischen adaptiven Grenzlastfaktors und der Versagenswahrscheinlichkeit gegen{\"u}ber dem Grenzzustand der Adaption f{\"u}r einen Zeitraum [0,T] werden die mathematische Optimierung (mechanische Probleml{\"o}sung) und die Monte-Carlo-Simulation (stochastische Probleml{\"o}sung) herangezogen, wobei eine {\"U}berf{\"u}hrung von zeitvarianten Lastmodellen in {\"a}quivalente zeitinvariante Lastmodelle erforderlich wird. Am Beispiel eines eingespannten Stahlbetonrahmens wird untersucht, wie sich eine unterschiedliche stochastische Modellbildung des Tragwerks und eine unterschiedliche Vorgehensweise bei der {\"U}berlagerung von Extremwerten der Belastung auf die Beurteilung der Versagenswahrscheinlichkeit des Tragwerks f{\"u}r verschiedene Lebensdauern auswirken. Im Ergebnis dieser Untersuchungen zeigt sich, dass sich die Versagenswahrscheinlichkeit signifikant erh{\"o}ht, wenn stochastische Tragwerkseigenschaften in Ansatz gebracht werden. Die gr{\"o}ßte Bedeutung besitzt dabei die Zuf{\"a}lligkeit der Zugfestigkeit der Bewehrung. Alle anderen Zufallsgr{\"o}ßen beeinflussen die Versagenswahrscheinlichkeit nur in ihrer Gesamtheit, einzeln betrachtet sind sie nahezu bedeutungslos. Es stellt sich weiterhin heraus, dass eine vereinfachte {\"U}berlagerung der Last-Extremwerte zu einer deutlichen {\"U}bersch{\"a}tzung der Versagenswahrscheinlichkeit f{\"u}hrt und somit als konservatives Modell zu bewerten ist.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{Mueller2000,
  author    = {M{\"u}ller, Karl-Heinz},
  title     = {Sicherheitsbeurteilung der Grenzlastzust{\"a}nde von Stahlbetontragwerken},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.605},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6059},
  year      = {2000},
  abstract  = {Die Ber{\"u}cksichtigung stochastischer System- und Lastparameter bei der nach EC zul{\"a}ssigen Analyse des Tragwerksverhaltens unter Ber{\"u}cksichtigung globalen nichtlinearen Systemverhaltens sind notwendig, da dies ein anderes Sicherheitskonzept erfordert. Wird der plastische Grenzlastfaktor (PGLF), der die Ausnutzung der Systemkapazit{\"a}ten bis zum Kollaps erm{\"o}glicht, zur Grenzzustandsbeurteilung herangezogen, wird dies besonders deutlich. F{\"u}r das Modell eines ebenen Stahlbetontragwerks wird starr-ideal-plastisches Materialverhalten vorausgesetzt. Die Bestimmung des PGLFs f{\"u}r ein gegebenes Lastbild kann ausgehend von einem Extremalprinzip {\"u}ber die L{\"o}sung einer Optimierungsaufgabe erfolgen. Diese direkte Bestimmung des Kollapses bereitet aber bei der stochastischen Analyse Schwierigkeiten, da die zugeh{\"o}rigen Grenzzustandsgleichungen (GZG) nicht gutartig sind. Es wird die stochastische Methode des Multi-Modal Importance Sampling (MMIS) vorgeschlagen, die unter Ber{\"u}cksichtigung der Eigenschaften dieses mechanischen Modells die Versagenswahrscheinlichkeit bestimmt, d.h. das Verfahren nimmt auf die nur st{\"u}ckweise Stetigkeit GZG des speziellen Problems R{\"u}cksicht. Es setzt die zugeh{\"o}rige Grenzzustandsfunktion voraus. Die wesentlichen Bemessungspunkte werden durch Anwendung des Betaverfahrens gesucht und dann mit einem Importance-Sampling-Algorithmus mit multimodaler Sampling Dichte die Versagenswahrscheinlichkeit bestimmt . Das Verfahren sucht und ber{\"u}cksichtigt die wesentlichen Versagensbereiche des Problems mit vertretbarem Aufwand. Verbesserungen k{\"o}nnten sowohl bei den enthaltenen Such- und Iterationsalgorithmen als auch bei der Wahl der einzelnen Sampling-Dichten erzielt werden, was Gegenstand weiterer Untersuchungen ist.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{HalfmannRankGluecketal.2000,
  author    = {Halfmann, Ansgar and Rank, Ernst and Gl{\"u}ck, M. and Breuer, M. and Durst, F.},
  title     = {A partitioned solution approach for the fluid-structure interaction of wind and thin-walled structures},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.585},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5858},
  year      = {2000},
  abstract  = {In many engineering applications two or more different interacting systems require the numer-ical solution of so-called multifield problems. In civil engineering the interaction of fluid and structures plays an important role, i.e. for fabric tensile structures of light and flexible materials often used for large roof systems, capacious umbrellas or canopies. Whereas powerful numerical simulation techniques have been established in structural engineering as well as in fluid mechan-ics, only relatively few approaches to simulate the interaction of fluids with civil engineering constructions have been presented. To determine the wind loads on complex structures, it is still state-of-the-art to apply semi-empirical, strongly simplifying methods or to perform expensive ex-periments in wind tunnels. In this paper an approach of a coupled fluid-structure simulation will be presented for membrane and thin shell structures. The interaction is described by the struc-tural deformation as response to wind forces, resulting in a modification of the fluid flow domain. Besides a realistic determination of the wind loads, information on the structural stability can be obtained. The so-called partitioned solution is based on an iterative frame algorithm, integrating different codes for Computational Fluid Dynamics (CFD) and for Computational Structural Dy-namics (CSD) in an explicit or an implicit time-stepping procedure. All data exchange between the two different applications is performed via a neutral geometric model provided by a coupling interface. A conservative interpolation method is used for the interpolation of the nodal loads. The time-dependent motion of the structure requires a dynamic modification of the different grids and a redefinition of the Navier-Stokes equations in an Arbitrary Langrangian Eulerian (ALE) formulation. As an example for the present implementation, results of a coupled fluid-structure simulation for a textile membrane canopy will be presented.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {en}
}
@inproceedings{HahnWeitzmann2003,
  author    = {Hahn, Stephan and Weitzmann, R{\"u}diger},
  title     = {Nichtlineare Analyse von hybriden Konstruktionen unter Verwendung von selektiv gekoppelten Tragwerks- und Querschnittsmodellen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.302},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3026},
  year      = {2003},
  abstract  = {Bei der Untersuchung hybrider Strukturen kann eine Kopplung von Modellen unterschiedlicher Modellebenen vorteilhaft sein. Durch selektive Kopplung von Tragwerks- und Querschnittsmodellen in ausgew{\"a}hlten Bereichen der Konstruktion kann z.B. eine Verbesserung der Abbildungsgenauigkeit erzielt werden. Dadurch werden erweiterte Aussagen {\"u}ber das Querschnittstragverhalten in extrem beanspruchten Teilen des Tragwerks bei optionaler Skalierbarkeit des Modellumfangs m{\"o}glich. Im Beitrag werden ausgew{\"a}hlte Varianten der Modellbildung gegen{\"u}bergestellt und bewertet. Hierbei werden Aspekte der physikalischen Nichtlinearit{\"a}t von hybriden Konstruktionen insbesondere von Stahlbetonkonstruktionen ber{\"u}cksichtigt. Die Einbeziehung von Verfahren der mathematischen Optimierung in die Berechnungsstrategie erm{\"o}glicht die L{\"o}sung der zugrunde liegenden nichtlinearen Problemstellungen unter Vorgabe von Bemessungszielen und unter Beachtung von Grenzzustandsbedingungen.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {de}
}
@inproceedings{HaaseLangerMuehlhuber2003,
  author    = {Haase, Gundolf and Langer, Ulrich and M{\"u}hlhuber, Wolfram},
  title     = {Optimal Sizing and Shape Optimization in Structural Mechanics},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.300},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3005},
  year      = {2003},
  abstract  = {We consider an industrial application consisting of the mass minimization of a frame in an injection moulding machine. This frame has to compensate the forces acting on the mould inside the machine and has to fulfill certain critical constraints. The deformation of that frame with constant thickness is described by the plain stress state equations for linear elasticity. If the thickness varies then we use a generalized plain stress state with constant thickness in the coarse grid elements. These direct problems are solved by an adaptive multigrid solver. The mass minimization problem leads to a constrained minimization problem for a non-linear functional which will be solved by some standard optimization algorithm which requires the gradients with respect to design parameters. For the shape optimization problem, we assume that the machine components consist of simple geometrical primitives determined by a few design parameters. Therefore, we calculate the gradient in the shape optimization by means of numerical differentiation which requires the solution of approximately 4 direct problems per design parameter. The adaptive solver guarantees the detection of critical regions automatically, and ensures a good approximation to the exact solution of the direct problem. This rather slow approach can be significantly accelerated by using the adjoint method to express the gradient. It will be combined with a direct implementation of several terms that appear after applying the chain rule to the gradient.},
  subject      = {Baustatik},
  language  = {en}
}
@inproceedings{GabbertGrochlaKoeppe1997,
  author    = {Gabbert, U. and Grochla, J. and K{\"o}ppe, H.},
  title     = {Dynamic-explicit finite element simulation of complex problems in civil engineering by parallel computing},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.425},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4259},
  year      = {1997},
  abstract  = {The paper deals with the simulation of the non-linear and time dependent behaviour of complex structures in engineering. Such simulations have to provide high accuracy in the prediction of deformations and stability, by taking into account the long term influences of the non-linear behaviour of the material as well as the large deformation and contact conditions. The limiting factors of the computer simulation are the computer run time and the memory requirement during solving large scale problems. To overcome these problems we use a dynamic-explicit time integration procedure for the solution of the semi-discrete equations of motion, which is very suited for parallel processing. In the paper at first we give a brief review of the theoretical background of the mechanical modelling and the dynamic-explicit technique for the solution of the semi-discrete equations of motion. Then the concept of parallel processing will be discussed . A test example concludes the paper.},
  subject      = {Tragwerk},
  language  = {en}
}