@inproceedings{DuckeEcksteinMontag2000, author = {Ducke, M. and Eckstein, U. and Montag, U.}, title = {Die Eisenbahnbr{\"u}cken des Lehrter Bahnhofs in Berlin - Ein ganzheitliches FE-Berechnungskonzept}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.581}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5812}, year = {2000}, abstract = {Der Komplexit{\"a}t moderner Br{\"u}ckenbauwerke scheinen die verwendeten Berechungsmodelle oft nicht angemessen. Tragwerksberechnungen basieren in vielen F{\"a}llen noch auf der Vorgehensweise, das Br{\"u}ckenbauwerk in Einzelbauteile zu zerlegen und mit unterschiedlichen Teilmodellen zu behandeln. Das erscheint, auch vor dem Hintergrund st{\"a}ndig wachsender Rechnerleistung, nicht mehr zeitgem{\"a}ß. Dies gilt zum Beispiel auch f{\"u}r die g{\"a}ngige Praxis, fl{\"a}chenhafte Br{\"u}cken{\"u}berbauten mit Balkenmodellen zu berechnen. Der vorliegende Beitrag stellt ein ganzheitliches Berech-nungskonzept vor, welches auf der Basis eines einzigen FE-Modells die Berechnung des Gesamtbauwerks erlaubt. Damit wird f{\"u}r alle Bauteile neben der Zustandsgr{\"o}ßenberechnung auch die Bemessung von Stahl- und Spannbetonbauteilen bis hin zu Nachweisen wie zur Beschr{\"a}nkung der Rissbreite gef{\"u}hrt. Die Anwendung dieses Berechnungskonzeptes wird am Beispiel der Eisenbahn{\"u}berf{\"u}hrung des neuen Lehrter Bahn-hofs in Berlin gezeigt. Das verwendete FE-Modell umfasst Baugrund, Fundamente, Stahl- bzw. Gußstahlunterkonstruktion sowie den Stahl- bzw. Spannbeton{\"u}berbau. Besonderheiten sind unter anderem die Modellierung des plattenbalkenartigen {\"U}berbaus durch exzentrische, vorspannbare Schalenelemente und das getrennte Vorhalten von tragwerks- und lastbezogenen Eingabefiles. Damit gelingt die sequentielle Erfassung unterschiedlicher Bettungsmoduli zur Simulation statischer und dynamischer Beanspruchungen, die Ber{\"u}cksichtigung des Anspannens und der Interaktion zwischen vorgespannten Stahlverb{\"a}nden zur Aufnahme von Horizontallasten sowie die Ber{\"u}cksichtigung unterschiedlicher statischer Systeme bei der Herstellung des Spannbeton{\"u}berbaus.}, subject = {Berlin}, language = {de} } @misc{Kurukuri2005, type = {Master Thesis}, author = {Kurukuri, Srihari}, title = {Homogenization of Damaged Concrete Mesostructures using Representative Volume Elements - Implementation and Application to SLang}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.667}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6670}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {This master thesis explores an important and under-researched topic on the so-called bridging of length scales (from >meso< to >macro<), with the concept of homogenization in which the careful characterization of mechanical response requires that the developed material model >bridge< the representations of events that occur at two different scales. The underlying objective here is to efficiently incorporate material length scales in the classical continuum plasticity/damage theories through the concept of homogenization theory. The present thesis is devoted to computational modeling of heterogeneous materials, primarily to matrix-inclusion type of materials. Considerations are focused predominantly on the elastic and damage behavior as a response to quasistatic mechanical loading. Mainly this thesis focuses to elaborate a sound numerical homogenization model which accounts for the prediction of overall properties with the application of different types of boundary conditions namely: periodic, homogeneous and mixed type of boundary conditions over two-dimensional periodic and non-periodic RVEs and three-dimensional non-periodic RVEs. Identification of the governing mechanisms and assessing their effect on the material behavior leads one step further. Bringing together this knowledge with service requirements allows for functional oriented materials design. First, this thesis gives attention on providing the theoretical basic mechanisms involved in homogenization techniques and a survey will be made on existing analytical methods available in literature. Second, the proposed frameworks are implemented in the well known finite element software programs ANSYS and SLang. Simple and efficient algorithms in FORTRAN are developed for automated microstructure generation using RSA algorithm in order to perform a systematic numerical testing of microstructures of composites. Algorithms are developed to generate constraint equations in periodic boundary conditions and different displacements applied spatially over the boundaries of the RVE in homogeneous boundary conditions. Finally, nonlinear simulations are performed at mesolevel, by considering continuum scalar damage behavior of matrix material with the linear elastic behavior of aggregates with the assumption of rigid bond between constituents.}, subject = {Schadensmechanik}, language = {en} } @inproceedings{vanRooyenOlivier2004, author = {van Rooyen, G.C. and Olivier, A. H.}, title = {Notes on structural analysis in a distributed collaboratory}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.145}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-1451}, year = {2004}, abstract = {The worldwide growth of communication networks and associated technologies provide the basic infrastructure for new ways of executing the engineering process. Collaboration amongst team members seperated in time and location is of particular importance. Two broad themes can be recognized in research pertaining to distributed collaboration. One theme focusses on the technical and technological aspects of distributed work, while the other emphasises human aspects thereof. The case of finite element structural analysis in a distributed collaboratory is examined in this paper. An approach is taken which has its roots in human aspects of the structural analysis task. Based on experience of how structural engineers currently approach and execute this task while utilising standard software designed for use on local workstations only, criteria are stated for a software architechture that could support collaborative structural analysis. Aspects of a pilot application and the results of qualitative performance measurements are discussed.}, subject = {Ingenieurbau}, language = {en} } @inproceedings{KoepplerRoosBurkhardt1997, author = {K{\"o}ppler, H. and Roos, Dirk and Burkhardt, Gerhard}, title = {Zur Berechnung vielschichtiger Schalen mit orthotropen Schichten}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.437}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4379}, year = {1997}, abstract = {Wirklichkeitsnahe Erfassung und Beschreibung des Trag- und Verformungsverhaltens von Strukturen baulicher Anlagen hat in den letzten Jahrzehnten st{\"a}ndig an Bedeutung gewonnen. Konstruktionen im Hoch- und Industriebau werden zunehmend multifunktional genutzt - die >Grenzen< zwischen Bauwerk und Tragwerk, zwischen H{\"u}ll- und Tragkonstruktion l{\"o}sen sich auf. Werden raumabschließende Elemente (W{\"a}nde, Decken, D{\"a}cher) gleichzeitig als Tragelemente und w{\"a}rme- und schalld{\"a}mmende Konstruktionen ausgef{\"u}hrt, so entstehen beispielsweise Sandwichplatten, deren Schichten sehr stark differierende Materialeigenschaften aufweisen. Beim Aufbau des FEM-Modells f{\"u}r vielschichtige Schalen k{\"o}nnen die Form{\"a}nderungshypothesen f{\"u}r jede Schicht einzeln als auch f{\"u}r die Schale insgesamt gegeben werden. Im ersten Fall ist der Knotenfreiheitsgrad von der Schichtenzahl abh{\"a}ngig, im zweiten Fall nicht. Im weiteren wird eine Form{\"a}nderungshypothese f{\"u}r das Schichtenpaket angenommen. Ausgegangen wird von den Gleichungen der 3D-Elastizit{\"a}tstheorie. Die Ber{\"u}cksichtigung der Querkraftschubverformungen ergibt die M{\"o}glichkeit einer ad{\"a}quaten Beschreibung der Verformungen sowohl d{\"u}nner Schalen als auch von Schalen mittlerer Dicke; die Berechnung der Kr{\"u}mmungen und der LAMEschen Parameter der Bezugsfl{\"a}che zu umgehen, was f{\"u}r komplizierte Schalenformen eine selbst{\"a}ndige Aufgabe ist; eines nat{\"u}rlichen {\"U}bergangs von homogenen zu geschichteten Schalen. Das vielschichtige isoparametrische Schalen-FE wird vorgestellt, seine Implementierung in das in Entwicklung befindliche Programmsystem SLANG wird vorbereitet.}, subject = {Schale}, language = {de} } @inproceedings{BergerGraeffWeinberg1997, author = {Berger, Hans and Graeff-Weinberg, K.}, title = {FEM-Detailuntersuchungen an Tragwerken unter Einsatz von pNh-{\"U}bergangselementen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.426}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4267}, year = {1997}, abstract = {Detailuntersuchungen an Tragwerken f{\"u}hren bei FE-Berechnungen immer wieder auf das Problem einer geeigneten Netzgestaltung. W{\"a}hrend in weiten Bereichen ein grobes Netz ausreicht, muß an kritischen Stellen ein sehr feines Netz gew{\"a}hlt werden, um gerade dort hinreichend genaue Ergebnisse zu erhalten. Bei der Realisierung lokaler Netzverdichtungen stellt die Gestaltung des {\"U}bergangs vom groben zum feinen Netz das Hauptproblem dar. Im Beitrag wird hierzu eine Familie von FE-{\"U}bergangselementen vorgestellt, mit denen sich eine voll-kompatible Kopplung von wenigen großen Elementen mit vielen kleinen Elementen bereits {\"u}ber nur eine Stufe erzielen l{\"a}ßt. Diese neu entwickelten sogenannten pNh-Elemente erm{\"o}glichen an einer oder mehreren Seiten den Anschluß von N kleineren Elementen (Elementseiten f{\"u}r h-Verfeinerung). Das wird durch N st{\"u}ckweise definierte Ansatzfunktionen an den entsprechenden Seiten erreicht, wobei die Teilung nicht {\"a}quidistant sein braucht. Dar{\"u}ber hinaus ist es m{\"o}glich, Elemente unterschiedlichen Polynomgrades p an den Standardseiten und den Verfeinerungsseiten anzuschließen. Der praktische Einsatz der {\"U}bergangselemente setzt geeignete automatische oder halbautomatische Netzgeneratoren voraus, die diese Elemente einbeziehen. Im Rahmen einer substrukturorientierten Modellierung l{\"a}ßt sich dies besonders g{\"u}nstig realisieren. Im Beitrag wird gezeigt, wie durch Zerlegung des Gesamtmodells in Bereiche mit grobem Netz, mit {\"U}bergangsnetz und mit feinem Netz, eine effektive Generierung der Netzverdichtungen zu erreichen ist. An einem praktischen Beispiel aus dem Bauingenieurwesen werden die Vorteile des vorgestellten {\"U}bergangselementkonzeptes umfassend demonstriert.}, subject = {Tragwerk}, language = {de} } @article{MilbradtSchierbaumSchwoeppe2004, author = {Milbradt, Peter and Schierbaum, Jochen and Schw{\"o}ppe, Axel}, title = {Finite Cell-Elements of Higher Order}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.252}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2524}, year = {2004}, abstract = {The method of the finite elements is an adaptable numerical procedure for interpolation as well as for the numerical approximation of solutions of partial differential equations. The basis of these procedure is the formulation of suitable finite elements and element decompositions of the solution space. Classical finite elements are based on triangles or quadrangles in the two-dimensional space and tetrahedron or hexahedron in the threedimensional space. The use of arbitrary-dimensional convex and non-convex polyhedrons as the geometrical basis of finite elements increases the flexibility of generating finite element decompositions substantially and is sometimes the only way to get a clear decomposition...}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} } @article{KaklauskasCervenkaCervenka2004, author = {Kaklauskas, Gintaris and Cervenka, Vladimir and Cervenka, Jan}, title = {Deflection Calculation of RC Beams: Finite Element Software versus Design Code Methods}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.249}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-2498}, year = {2004}, abstract = {The paper investigates accuracy of deflection predictions made by the finite element package ATENA and design code methods ACI and EC2. Deflections have been calculated for a large number of experimental reinforced concrete beams reported by three investigators. Statistical parameters have been established for each of the technique at different load levels, separately for the beams with small and moderate reinforcement ratio.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} } @inproceedings{Schutte2000, author = {Schutte, Gerrit}, title = {Zur Ermittlung von Spannungen am Rand eines elastischen Kontinuums}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.613}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6135}, year = {2000}, abstract = {F{\"u}r den Entwurf von Ingenieurbauten ist eine zuverl{\"a}ssige Prognose {\"u}ber den Spannungsverlauf im Bauwerk und auf dessen Rand von großer Bedeutung. Eine geschlossene L{\"o}sung der elastischen Bestimmungsgleichungen des Bauwerks ist in der Regel nicht verf{\"u}gbar. Es wird daher unter Verwendung der Methode der gewichteten Reste eine schwache Form der Gleichungen abgeleitet, die zu einem gemischten Arbeitsprinzip f{\"u}hrt. Das zugeh{\"o}rige Finite-Elemente-Modell erlaubt es Spannungen am Rand des Bauwerks zu ermitteln, die im Gleichgewicht zu den angreifenden Lasten stehen.}, subject = {Kontinuum}, language = {de} } @article{EirinhevskyDikhnyakEirichevskyetal.1997, author = {{\^E}irinhevsky, V. V. and D{\^i}khnyak, B. M. and {\^E}irichevsky, R. V. and {\^E}{\^i}zub, Y. G.}, title = {Determination of the Temperature of Dissipative Warming and Parameters of Fracture in Elastomers with using of Singular Finite Elements}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.547}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5471}, year = {1997}, abstract = {For modeling of singular fields of stresses and deformations in elasters with a crack is offered to use of three-dimesional a special finite element. Weak compessible of elasters is taken into account on the basis of threefold approximation of fields of displacements, deformations and function of volume change. At intensive cyclic loading of the elastomer constructions with a crack it is necessary to take into account warming and large deformations at the crack top. The stress-deformed state elasters with a crack is determined from the decision of a nonlinear problem by a modified method Newton-Kantorovich. Account stress intensity factors for a rectangular plate with a various arrangement of a through crack is executed. Process of development of a surface crack and dissipative warming in prismatic a element of shift is investigated.}, subject = {Elastomer}, language = {en} } @inproceedings{DaniunasKomkaWerner2000, author = {Daniunas, A. and Komka, A. and Werner, F.}, title = {ANALYSIS AND DETERMINATION OF STRENGTH IN PLASTIC STAGE OF FREE FORM STEEL SHAPES}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.580}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5803}, year = {2000}, abstract = {The steel structure design codes require to check up the member strength when evaluating plastic deformations. The model of perfectly plastic material is accepted. The strength criteria for simple cross-sections (I section, etc.) of steel members are given in design codes. The analytical strength criteria for steel cross-sections and numerical approaches based on stepwise procedure are investigated in many articles. Another way for checking the carrying capacity of cross-sections is the use of methods that are applied for defining strain-deformed state of elastic perfectly plastic systems. In this paper non-iterative methods are suggested for checking strength of cross-sections. Carrying capacity of cross section is verified according to extremum principle of plastic fail under monotonically loading and the strain-deformed state of cross-section is defined according to extremum energy principals of elastic potential of residual stresses and complementary work of residual displacements. The mathematical expressions of these principals for discrete cross-section are formulated as problems of convex mathematical programming. The cross-section of steel member using finite element method is divided into free form plane elements. The constant distribution of stresses along the finite element is accepted. The relationships of finite elements for static formulation of the problem are formed so, that kinematics formulation relationships could be obtained in a formal way using the theory of duality. Numerical examples of determination of cross-section strength, composition of interactive curves and composition of moment-curvature curves for different axial force levels are presented.}, subject = {Stahlkonstruktion}, language = {en} }