@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{MostBucher2003, author = {Most, Thomas and Bucher, Christian}, title = {Application of the "fictious crack model" to meshless crack growth simulations}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.335}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3359}, year = {2003}, abstract = {In this paper a meshless component is presented, which internally uses the common meshless interpolation technique >Moving Least Squares<. In contrast to usual meshless integration schemes like the cell quadrature and the nodal integration in this study integration zones with triangular geometry spanned by three nodes are used for 2D analysis. The boundary of the structure is defined by boundary nodes, which are similar to finite element nodes. By using the neighborhood relations of the integration zones an efficient search algorithm to detected the nodes in the influence of the integration points was developed. The components are directly coupled with finite elements by using a penalty method. An widely accepted model to describe the fracture behavior of concrete is the >Fictitious Crack Model< which is applied in this study, which differentiates between micro cracks and macro cracks, with and without force transmission over the crack surface, respectively. In this study the crack surface is discretized by node pairs in form of a polygon, which is part of the boundary. To apply the >Fictitious Crack Model< finite interface elements are included between the crack surface nodes. The determination of the maximum principal strain at the crack tip is done by introducing an influence area around the singularity. On a practical example it is shown that the included elements improve the model by the transmission of the surface forces during monotonic loading and by the representation of the contact forces of closed cracks during reverse loading.}, subject = {Bruchmechanik}, language = {en} } @inproceedings{Wittwer2003, author = {Wittwer, Christof}, title = {ColSim - Eine modulare Simulationsumgebung zur Entwicklung von Regelungsalgorithmen f{\"u}r Embedded Systems in Energieversorgungsanlagen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.380}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3803}, year = {2003}, abstract = {Am Fraunhofer ISE wurde in den letzten Jahren die Simulationsumgebung ColSim entwickelt, die sich speziell zur Untersuchung von Regelungssystemen in Geb{\"a}udeenergieversorgungssystemen eignet. Zielsetzung des Designs ist die Umsetzung des simulationsbasierten Regelungsentwurfs, der einen unmittelbaren Einsatz der Regelungsmodule auf sog. Enbedded Systems gestattet. Das Simulationswerkzeug zeichnet sich durch die modulare offene Struktur aus, die eine flexible Erweiterung erm{\"o}glicht (vgl. TRNSYS [1]). Die Implementierung erfolgte im genormten ANSI-C Code, der einen plattform- unabh{\"a}nigen Einsatz gew{\"a}hrleistet. Entwicklungsplattform stellt derzeit ein Linux Cluster dar, als Zielplattform wurden bisher sowohl eingebettete Industrie-PCs wie auch klassische Micro- controller Boards verwendet. Die Entwurfsmethode wird anhand einer Systemregelung f{\"u}r eine solarthermische Anlage mit 120m2 Kollektorfl{\"a}che (SolarThermie2000 Anlage) demonstriert, bei der ein vernetztes Regelungssystem mit Internet-Integration zum Einsatz kommt. Das Regelungssystem verf{\"u}gt seinerseits {\"u}ber ein Betriebssystem (schlankes embedded linux system), das die Kommunikation nach aussen gestattet. Das Regelungssystem vef{\"u}gt somit {\"u}ber Klima- bzw Strahlungsdaten, die f{\"u}r den Regelungsprozess von Bedeutung sind. Die externen Informationen k{\"o}nnen einerseits zur >Einsparung< von Sensorik genutzt werden, andererseits gestatten sie den Einsatz von pr{\"a}diktiver Regelungsmethodik, um den fossilen (Nachheiz-) Energieeinsatz zu minimieren. Mit Hilfe von simulationstechnischen Systemstudien kann ein adaptives Verhalten des Regelungssystems erprobt werden, das eine selbstst{\"a}ndige Strecken- identifikation realieren kann. Beispielsweise soll beim n{\"a}her beschriebenen solarthermischen System die Totzeit bestimmt werden, die sich infolge der Verrohrung zwischen Speicher und Entladegruppe ergibt. Der Betrieb der Entlade- pumpe wird einerseits in Abh{\"a}ngigkeit der Verf{\"u}gbarkeit des Pufferwassers erfolgen, andererseits in Abh{\"a}ngigkeit des erwarteten Zapfvolumens durch den Verbraucher. Die vernetzten Regelungssysteme, die auf Basis der Simulationsmodelle ent- wickelt werden, sollen k{\"u}nftig die gesamte Energieflußanalyse des Geb{\"a}udes realisieren, wobei eine transparente Darstellung des Systemverhaltens auf Basis einer Internet Visualisierung erfolgt. Der Betreiber und Nutzer wird unmittel- bar durch die Online Dienste (SMS,Email,Fax) {\"u}ber das (fehlerhafte) Anlagen- verhalten informiert. Gerade die sensitiven regenerativen Systeme neigen durch ihre Komplexit{\"a}t zu St{\"o}rungen, die oftmals nicht erkannt werden, weil die konventionellen Teilsysteme (z.B. Ergasbrenner) den Ausfall in der Regel >kompensieren<.}, subject = {Geb{\"a}ude}, language = {de} } @inproceedings{BaranskiBoron2003, author = {Baranski, Jacek and Boron, Jacek}, title = {Computer Modeling of the Joints for WGP Construction Systems}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.293}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2935}, year = {2003}, abstract = {Poland is not situated in any seismic region of the earth, however there are still areas were underground mining is being conducted. In these areas, so-called 'paraseismic tremors', are very frequent phenomena. In the situation when a building examination is realized in order to define its safety, it is necessary to make a complete analysis, in which an influence of tremors should be included. To decide if a building is able to carry out any dynamic loads or not, it is necessary to compute its dynamic characteristics, i.e. natural frequencies. It is not possible using any standard techniques. After diagnosis a building in situ by an expert, computer techniques together with specialized software for dynamic, static, and strength analyses become a suitable tool. In this paper a special attention was paid to a typical twelve-store WGP (Wroclaw Great Plate) prefabricated building, concerning special type of joints. During dynamic actions these joints have a decisive influence on building's behavior. Paraseismic tremors are especially dangerous for these buildings and can be the reason of pre-failure states. It can be difficult and very expensive to prepare laboratory investigations of the part of a building or of a separate joint; therefore the computer modeling suitable to investigate behavior of such elements and whole buildings under different kinds of loads was used.}, subject = {Geb{\"a}ude}, language = {en} } @phdthesis{Hauschild2003, author = {Hauschild, Thomas}, title = {Computer Supported Cooperative Work-Applikationen in der Bauwerksplanung auf Basis einer integrierten Bauwerksmodellverwaltung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.64}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-672}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2003}, abstract = {Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung von Techniken des Computer Supported Cooperative Work (CSCW) im Rahmen einer integrierten objektorientierten und dynamischen Bauwerksmodellverwaltung zur Unterst{\"u}tzung der Bauwerksplanung. Die Planung von Bauwerken ist durch einen hohen Grad an Arbeitsteiligkeit, aber auch durch eine schwache Strukturierung der ablaufenden Prozesse gekennzeichnet. Besonders durch den Unikatcharakter des Planungsgegenstands \'Bauwerk\' ergeben sich signifikante Unterschiede zum Entwurf anderer, durch Serienfertigung produzierter Industrieg{\"u}ter. Zunehmend wird die Planung von Bauwerken in Virtual Enterprises ausgef{\"u}hrt, die sich durch eine dynamische Organisationsstruktur, geographische Verteilung der Partner, schwer normierbare Informationsfl{\"u}sse und eine h{\"a}ufig stark heterogene informationstechnische Infrastruktur auszeichnen. Zur rechnerinternen Repr{\"a}sent! ation des Planungsgegenstands haben sich objektorientierte Bauwerksmodelle bew{\"a}hrt. Aufgrund der Ver{\"a}nderlichkeit der Bauwerke und deren rechnerinterner Repr{\"a}sentation im Laufe des Bauwerkslebenszyklus ist eine dynamische Anpassung der Modelle unumg{\"a}nglich. Derartige in Form von Taxonomien dargestellte dynamische Bauwerksmodellstrukturen k{\"o}nnen gemeinsam mit den in Instanzform vorliegenden konkreten Projektinformationen in entsprechenden Modellverwaltungssystemen (MVS) gehandhabt werden. Dabei wird aufgrund der Spezialisierung und Arbeitsteilung im Planungsprozess von einer inhaltlich verkn{\"u}pften Partialmodellstruktur, die r{\"a}umlich verteilt sein kann, ausgegangen. Die vorgeschlagenen Methoden zur Koordinierung der Teamarbeit in der Bauwerksplanung beruhen auf der Nutzung von CSCW-Techniken f{\"u}r \'Gemeinsame Informationsr{\"a}ume\' und \'Workgroup Computing\', die im Kontext der als Integrationsbasis fungierenden Modellverwaltungssysteme umgesetzt werden. Dazu werden die zur d! ynamischen Bauwerksmodellierung erforderlichen Metaebenenfunk! tionalit{\"a}ten sowie Ans{\"a}tze zur Implementierung von Modellverwaltungskernen systematisiert. Ebenso werden notwendige Basistechniken f{\"u}r die Realisierung von MVS untersucht und eine Architektur zur rollenspezifischen Pr{\"a}sentation dynamischer Modellinhalte vorgestellt. Da klassische Schichtenmodelle nicht auf die Verh{\"a}ltnisse in Virtual Enterprises angewendet werden k{\"o}nnen, wird eine physische Systemarchitektur mit einem zentralen Projektserver, Dom{\"a}nenservern und Dom{\"a}nenclients vorgestellt. Ebenso werden Techniken zur Sicherung des autorisierten Zugriffs sowie des Dokumentencharakters beschrieben. Zur Unterst{\"u}tzung der asynchronen Phasen der Kooperation wird der gemeinsame Informationsraum durch Mappingtechniken zur Propagation und Notifikation von {\"A}nderungsdaten bez{\"u}glich relevanter Modellinformationen erg{\"a}nzt. Zur Unterst{\"u}tzung synchroner Phasen werden Techniken zur Schaffung eines gemeinsamen Kontexts durch relaxierte WYSIWIS-Pr{\"a}sentationen auf Basis der Modellinformationen! verbunden mit Telepresence-Techniken vorgestellt. Weiterhin werden Methoden zur Sicherung der Group-Awareness f{\"u}r alle Kooperationsphasen betrachtet.}, subject = {Computer Supported Cooperative Work}, language = {de} } @inproceedings{PetzoldWenderDonathetal.2003, author = {Petzold, Frank and Wender, Katrin and Donath, Dirk and Weferling, Ulrich}, title = {Das Bauwerk als Informationscontainer in den fr{\"u}hen Phasen der Bauaufnahme - Ausgangspunkt f{\"u}r die Projektentwicklung und Entwurfsformulierung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.347}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3479}, year = {2003}, abstract = {Die digitale Unterst{\"u}tzung der Planungsprozesse ist ein aktueller Forschungs- und Arbeitsschwerpunkt der Professur Informatik in der Architektur (InfAR) und der Juniorprofessur Architekturinformatik der Fakult{\"a}t Architektur an der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar. Verankert in dem DFG Sonderforschungsbereich 524 >Werkzeuge und Konstruktionen f{\"u}r die Revitalisierung von Bauwerken< entstehen Konzepte und Prototypen f{\"u}r eine fachlich orientierte Planungsunterst{\"u}tzung. In dem Beitrag wird ein Konzept und prototypische Realisierung f{\"u}r die durchg{\"a}ngige Unterst{\"u}tzung des gesamten Bauaufnahmeprozesses f{\"u}r Altbausubstanz vorgestellt und diskutiert. Der Fokus liegt auf der fr{\"u}he Phase in der Bauaufnahme als ein Baustein in einer gesamtheitlichen IT-gest{\"u}tzen Planungsumgebung eingegangen. Durch gezielte Aufnahme planungsrelevanter Parameter und Auswertung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Wiederverwendbarkeit bzw. der Varianten{\"u}berpr{\"u}fung von Nutungskonzepten, werden gerade in dieser Phase wesentliche Entscheidungen f{\"u}r eine kosteng{\"u}nstige Planung getroffen werden. In der Ver{\"o}ffentlichung wird der Fokus auf folgende Punkte gesetzt: - Strukturierung und Aufnahme der Informationen w{\"a}hrend der Erstbegehung - Skizzenhafte Abbildung als Basis f{\"u}r die Formulierung erster Entwurfsintensionen/ Variantenuntersuchungen - Navigations- und Informationsumgebung - gezielte Auswertungsm{\"o}glichkeiten (bspw. Wirtschaftlichkeitsberechnung, Wiederverwendung von Bauteilen, Kalkulation von Abrissmengen)}, subject = {Geb{\"a}ude}, language = {de} } @inproceedings{Walukiewicz2003, author = {Walukiewicz, Henryk}, title = {Identification of Structural Models as a Problem of Group Representation Theory}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.372}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3725}, year = {2003}, abstract = {It has been shown that symmetries of moment functions of stochastic processes play an important role in identification of systems. They provide the group-theoretic method of choice of the model structure and model parameters. In the first stage the group-theoretic analysis of some fundamental concepts of stochastic dynamics: stochastic processes and functional series of Volterra-Wiener type has been undertaken. The analysis of group representations of the moment functions of order m for stochastic processes is the basic, original concept of the work. The following groups: symmetric Sm, special affine SAff(m), general linear GL(n, R), GL(n,C) and their subgroups play the main role in the models. In the second stage the informational entropy has been introduced as a measure of the randomness in the identified models. The group-theoretic approach underlines the unity of the nonlinear system identification and leads to useful engineering results in the range of the second-order (stochastic) theory.}, subject = {Bauwerk}, language = {en} } @inproceedings{Weitzmann2003, author = {Weitzmann, R{\"u}diger}, title = {Limit state design of hybrid structures with meshless methods using mathematical optimization}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-67}, year = {2003}, abstract = {The revitalization of existing structures belongs to the frequently tasks in urban reconstruction processes. The adaptation for new requirements will commonly affect substantial changes in the general configuration of structures. The resulting revitalized structures are characterized by a hybrid design, where old and new, identical or diverse materials and members will be coupled in different ways. In the planning stage the treatment of these systems leads to application of complex and hybrid mechanical models respectively. High performance numerical instruments have to be applied for solving not only analysis but also targeted design problems. Because of the hybrid character of mechanical models in revitalization planning processes the use of hybrid technologies is advantageous. In this paper mixed domain technique will be used for connecting EFG and FE. The models derived will be adopted for design purposes of non-linear loaded hybrid structures. The investigations show a good adaptability of the meshless methods to the design of hybrid structures by using optimization strategies. With this method the advantages of both finite element and meshless methods can be utilized most suitable. With the property of a minimum amount of unknowns by maintaining an adequate quality of the results the application of mixed finite element and meshless methods is a promising alternative to traditional methods in structural analysis and optimization.}, subject = {Geb{\"a}ude}, language = {de} } @inproceedings{GrigrievaLymarenko2003, author = {Grigrieva, Polina and Lymarenko, Yulia}, title = {Mathematical modeling of nonlinear effects for vibrodiagnostics of fatigue cracks}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.291}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2917}, year = {2003}, abstract = {The vibration control of complicated mechanical structures is impossible without proper mathematical models that allow to have a true apprehension of events occurring in structural member before the starting of the experiment and correct the diagnostic experiment in case of need. An approach that implies using of a discrete model reflecting all required features of a prototype system and permitting of an effective analytical and numerical investigation is proposed in the work. At first a discrete model of a bladed disk with flaw is considered. Taking into account the symmetry of the structure by utilization of mathematical tools of group presentation theory the number of degrees of freedom of the system is diminished. Small damage of the disk is regarded as perturbation of structure symmetry. The distinction of vibration characteristics such as natural frequencies and mode shapes of damaged and undamaged systems is determined theoretically with the help of perturbation theory and can be used as an effective diagnostic criterion of a small-scale damage of the structure. In the second part of the work a non-linear two-mass model of an acoustic emission in a damaged structure is proposed. On basis of the numerical integration of the nonlinear differential equations and expansion of the derived solution into a Fourier series free and forced vibrations of the model are investigated. It is shown that proposed model reflects all characteristic properties of vibrations of damaged structures: reduction of natural frequency, sub- and super-resonances, acoustic effects.}, subject = {Nichtlineare Mechanik}, language = {en} } @inproceedings{PopovaDatchevaIankov2003, author = {Popova, E. D. and Datcheva, Maria and Iankov, Roumen}, title = {Mechanical Models with Interval Parameters}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.348}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3482}, year = {2003}, abstract = {In this paper we consider modelling of composite material with inclusions where the elastic material properties of both matrix and inclusions are uncertain and vary within prescribed bounds. Such mechanical systems, involving interval uncertainties and modelled by finite element method, can be described by parameter dependent systems of linear interval equations and process variables depending on the system solution. A newly developed hybrid interval approach for solving parametric interval linear systems is applied to the considered model and the results are compared to other interval methods. The hybrid approach provides very sharp bounds for the process variables - element strains and stresses. The sources for overestimation when dealing with interval computations are demonstrated. Based on the element strains and stresses, we introduce a definition for the values of nodal strains and stresses by using a set-theoretic approach.}, subject = {Verbundwerkstoff}, language = {en} }