@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{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{Bittrich2000, author = {Bittrich, Daniel}, title = {Verbunddokumente als Nutzeroberfl{\"a}che von Software f{\"u}r die Tragwerksplanung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.573}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5739}, year = {2000}, abstract = {Der Schwerpunkt von Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Tragwerksplanungs-Software lag in den letzten Jahren auf der Erweiterung des funktionalen Umfangs. In der Folge ist es notwendig, den gestiegenen Funktionsumfang einem m{\"o}glichst breiten Anwenderkreis durch ingenieurgem{\"a}ß gestaltete Arbeitsumgebungen zug{\"a}nglich zu machen, so dass ein m{\"o}glichst effizientes und fehlerarmes Arbeiten erm{\"o}glicht wird. Aus der Sicht der Tragwerksplaner muss eine ingenieurgem{\"a}ß gestaltete Software eine dem spezifischen Arbeitsablauf angepasste Nutzer-Software-Interaktion aufweisen. Dabei sind die ben{\"o}tigten Funktionalit{\"a}ten in ein einheitliches System zu integrieren und eine Anpassbarkeit durch den Anwender sicherzustellen. Die Ber{\"u}cksichtigung dieser Anforderungen mit herk{\"o}mmlichen Mitteln w{\"u}rde einen unverh{\"a}ltnism{\"a}ßig hohen Entwicklungsaufwand erfordern. Infolgedessen muss aus der Sicht der Software-Entwickler eine moderne Software-Architektur f{\"u}r die Tragwerksplanung eine Erh{\"o}hung des Wiederverwendungsgrades und eine unabh{\"a}ngige Erweiterbarkeit als zus{\"a}tzliche Anforderungen erf{\"u}llen. In diesem Beitrag wird ein auf Verbunddokumenten basierendes Konzept vorgestellt, mit dem eine Zusammenf{\"u}hrung von Standard-Software und fachspezifischen Software-Komponenten zu einer ingenieurgem{\"a}ßen Arbeitsumgebung erm{\"o}glicht wird. Damit kann die Analyse und die Dokumentation eines Tragelementes einschließlich der zugeh{\"o}rigen Datenhaltung innerhalb eines Verbunddokumentes erfolgen. Gleichzeitig kann der software-technische Wiederverwendungsgrad durch die Definition eines Component Frameworks als unabh{\"a}ngig erweiterbare Software-Architektur und durch den Einsatz von Software-Komponenten mit eigener Nutzeroberfl{\"a}che {\"u}ber das bisher erreichte Niveau hinaus gesteigert werden. Die Umsetzbarkeit des Konzeptes wird durch eine Pilotimplementierung demonstriert.}, subject = {Tragwerk}, language = {de} } @article{MinchTrochanowski1997, author = {Minch, M. J. and Trochanowski, A.}, title = {The numerical Modelling and Analysis of RC cracked Structures}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.527}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5278}, year = {1997}, abstract = {The purpose of this paper is to review model for finite element techniques for non-linear crack analysis of reinforced concrete beams and slabs. The non-linear behaviour of concrete and steel were described. Some calculations of >self-stress< for concrete and reinforced concrete beam was made. Current computational aspects are discussed. Several remarks for future studies are also given. The numerical model of the concrete and reinforced concrete was described. The paper shows the results of calculations on a reinforced concrete plane stress panel with cracks. The non-linear, numerical model of calculations of reinforced concrete was assumed. Using finite elements method some calculations were made. The results of calculations like displacements, stresses and cracking are shown on diagrams. They were compared with experimental results and other finding. Some conclusions about the described model and results of calculation are shown.}, subject = {Tragwerk}, language = {en} } @article{HallerMenzel1997, author = {Haller, P. and Menzel, R.}, title = {Wissensbasierte Tragwerksplanung im Ingenieurholzbau mit ICAD}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.497}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4976}, year = {1997}, abstract = {Der Entwurf einfacher Konstruktionen stellt f{\"u}r den Tragwerksplaner zumeist eine Routineaufgabe dar. {\"U}blicherweise werden Statik, Zeichnungen sowie Elementelisten separat voneinander erstellt. Das Programmsystem ICAD bietet die M{\"o}glichkeit, diese Arbeiten in einer Bearbeitungsstufe durchzuf{\"u}hren. Die Programmierung der Bemessung, Darstellung und Auswertung von Bauteilen wird mit dem Editor Emacs vorgenommen, die grafische Umsetzung des compilierten Quelltextes erfolgt im ICAD-Browser. Innerhalb dieser Benutzeroberfl{\"a}che steht eine Reihe von Werkzeugen f{\"u}r die Eingabe und Visualisierung von Daten zur Verf{\"u}gung. Betrachtet man die zu bearbeitenden Bauteile und Anschl{\"u}sse als bekannte Konstruktionen des Ingenieurholzbaus, f{\"u}r die es eine festgelegte Anzahl von Abmessungen und Kennwerten gibt, so l{\"a}ßt sich jede dieser Konstruktionen als eigenst{\"a}ndiger Modul programmieren. Der Tragwerksplaner ist somit in der Lage, aus einem Katalog an Bauteilen und Anschl{\"u}ssen die Gesamtkonstruktion zusammenzustellen. Allgemeing{\"u}ltige Kennwerte, Berechnungsverfahren und h{\"a}ufig verwendete Unterprogramme stehen modular als Wissensbasis zur Verf{\"u}gung und werden von den einzelnen Tragelementen bedarfsgerecht eingebunden. Eine weitere M{\"o}glichkeit der wissensbasierten Tragwerksplanung stellt die sogenannte Multi-Criteria-Analyse dar. Bei diesem Verfahren nimmt das Programm selbst{\"a}ndig eine Entscheidungsfindung f{\"u}r eine oder mehrere g{\"u}nstige Konstruktionsl{\"o}sungen vor. Dazu sind lediglich Wichtungen verschiedener Randbedingungen durch den Anwender erforderlich.}, subject = {Ingenieurholzbau}, language = {de} } @article{MoellerBeerGrafetal.1997, author = {M{\"o}ller, B. and Beer, M. and Graf, W. and Hoffmann, Alfred}, title = {Sicherheitsbeurteilung von Tragwerken mit Fuzzy-Modellen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.462}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4625}, year = {1997}, abstract = {Die Sicherheit von Tragwerken h{\"a}ngt von der zuverl{\"a}ssigen Modellierung s{\"a}mtlicher Tragwerksparameter ab. {\"U}blicherweise werden diese Parameter als deterministische oder stochastische Gr{\"o}ßen beschrieben. Stochastische Gr{\"o}ßen sind Zufallsgr{\"o}ßen, die unscharfe Informationen {\"u}ber Tragwerksparameter mit Hilfe von Dichtefunktionen erfassen. Nicht alle unscharfen Tragwerksparameter lassen sich als Zufallsgr{\"o}ßen darstellen. Sie k{\"o}nnen jedoch als Fuzzy-Gr{\"o}ßen modelliert werden. Fuzzy-Gr{\"o}ßen beschreiben unscharfe Tragwerksparameter als unscharfe Menge mit Bewertungsfunktion (Zugeh{\"o}rigkeitsfunktion). Die Fuzzy-Modellierung im Bauingenieurwesen umfaßt die Fuzzifizierung, die Fuzzy-Analyse, die Defuzzifizierung und die Sicherheitsbeurteilung. Sie erlaubt es, Tragwerke mit nicht-stochastischen unscharfen Eingangsinformationen zu untersuchen. Nicht-stochastische Eingangsinformationen treten sowohl bei bestehenden als auch bei neuen Tragwerken auf. Die unscharfen Ergebnisse der Fuzzy-Modellierung gestatten es, das Systemverhalten zutreffender zu beurteilen; sie sind die Ausgangspunkte f{\"u}r eine neue Sicherheitsbeurteilung auf der Grundlage der M{\"o}glichkeitstheorie. Bei der Fuzzy-Analyse ist die alpha-Diskretisierung vorteilhaft einsetzbar. Bei fehlender Monotonie der deterministischen Berechnungen und unter Ber{\"u}cksichtigung der Nichtlinearit{\"a}t wird die Fuzzy-Analyse mit Optimierungsalgorithmen durchgef{\"u}hrt. Zwei Beispiele werden diskutiert: die L{\"o}sung eines transzendenten Eigenwertproblems und eines linearen Gleichungssystems. Die Systemantworten der Fuzzy-Analyse werden der Sicherheitsbeurteilung zugrunde gelegt. F{\"u}r ausgew{\"a}hlte physikalische Gr{\"o}ßen werden Versagensfunktionen definiert. Diese bewerten die M{\"o}glichkeit des Versagens. Mit Hilfe von Min-max-Operationen der Fuzzy-Set-Theorie erh{\"a}lt man aus Versagensfunktion und Fuzzy-Antwort die Versagensm{\"o}glichkeit bzw. die {\"U}berlebensm{\"o}glichkeit. Die ermittelte Versagensm{\"o}glichkeit repr{\"a}sentiert die subjektive Beurteilung der M{\"o}glichkeit, daß das Ereignis \&qout;Versagen\&qout; eintritt. Beispiele zeigen die Unterschiede zwischen der Sicherheitsbeurteilung mittels Fuzzy-Modells und mittels deterministischen Modells.}, 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{ChristovPetrova1997, author = {Christov, Christo T. and Petrova, Lyllia B.}, title = {Computer-Aided Static Analysis of Complex Prismatic Orthotropic Shell Structures by the Analytical Finite Strip Method}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.435}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4358}, year = {1997}, abstract = {The paper describes a development of the analytical finite strip method (FSM) in displacements for linear elastic static analysis of simply supported at their transverse ends complex orthotropic prismatic shell structures with arbitrary open or closed deformable contour of the cross-section under general external loads. A number of bridge top structures, some roof structures and others are related to the studied class. By longitudinal sections the prismatic thin-walled structure is discretized to a limited number of plane straight strips which are connected continuously at their longitudinal ends to linear joints. As basic unknowns are assumed the three displacements of points from the joint lines and the rotation to these lines. In longitudinal direction of the strips the unknown quantities and external loads are presented by single Fourier series. In transverse direction of each strips the unknown values are expressed by hyperbolic functions presenting an exact solution of the corresponding differential equations of the plane straight strip. The basic equations and relations for the membrane state, for the bending state and for the total state of the finite strip are obtained. The rigidity matrix of the strip in the local and global co-ordinate systems is derived. The basic relations of the structure are given and the general stages of the analytical FSM are traced. For long structures FSM is more efficient than the classic finite element method (FEM), since the problem dimension is reduced by one and the number of unknowns decreases. In comparison with the semi-analytical FSM, the analytical FSM leads to a practically precise solution, especially for wider strips, and provides compatibility of the displacements and internal forces along the longitudinal linear joints.}, subject = {Tragwerk}, language = {en} } @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} }