Refine
Document Type
- Conference Proceeding (50)
- Article (22)
- Doctoral Thesis (5)
- Master's Thesis (5)
- Periodical (2)
- Report (2)
- Book (1)
- Part of a Book (1)
- Lecture (1)
- Preprint (1)
Institute
- Professur Theorie und Geschichte der modernen Architektur (48)
- Institut für Strukturmechanik (ISM) (10)
- Professur Informatik in der Architektur (9)
- Professur Baubetrieb und Bauverfahren (4)
- Professur Stochastik und Optimierung (4)
- Professur Bauphysik (3)
- An-Institute (2)
- Geschichte und Theorie der Visuellen Kommunikation (2)
- In Zusammenarbeit mit der Bauhaus-Universität Weimar (2)
- F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde (FIB) (1)
Keywords
- Architekturtheorie (48)
- Bauhaus (48)
- Architekturentwicklung (47)
- Angewandte Mathematik (9)
- Strukturmechanik (9)
- Stochastik (4)
- CAD (3)
- Computersimulation (3)
- Computational Design (2)
- Grundrissgenerierung (2)
Year of publication
- 2011 (91) (remove)
Numerical models and their combination with advanced solution strategies are standard tools for many engineering disciplines to design or redesign structures and to optimize designs with the purpose to improve specific requirements. As the successful application of numerical models depends on their suitability to represent the behavior related to the intended use, they should be validated by experimentally obtained results. If the discrepancy between numerically derived and experimentally obtained results is not acceptable, a model revision or a revision of the experiment need to be considered. Model revision is divided into two classes, the model updating and the basic revision of the numerical model. The presented thesis is related to a special branch of model updating, the vibration-based model updating. Vibration-based model updating is a tool to improve the correlation of the numerical model by adjusting uncertain model input parameters by means of results extracted from vibration tests. Evidently, uncertainties related to the experiment, the numerical model, or the applied numerical solving strategies can influence the correctness of the identified model input parameters. The reduction of uncertainties for two critical problems and the quantification of uncertainties related to the investigation of several nominally identical structures are the main emphases of this thesis. First, the reduction of uncertainties by optimizing reference sensor positions is considered. The presented approach relies on predicted power spectral amplitudes and an initial finite element model as a basis to define the assessment criterion for predefined sensor positions. In combination with geometry-based design variables, which represent the sensor positions, genetic and particle swarm optimization algorithms are applied. The applicability of the proposed approach is demonstrated on a numerical benchmark study of a simply supported beam and a case study of a real test specimen. Furthermore, the theory of determining the predicted power spectral amplitudes is validated with results from vibration tests. Second, the possibility to reduce uncertainties related to an inappropriate assignment for numerically derived and experimentally obtained modes is investigated. In the context of vibration-based model updating, the correct pairing is essential. The most common criterion for indicating corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases and is not reliable for automatic approaches. Hence, an alternative criterion, the energy-based modal assurance criterion, is proposed. This criterion combines the mathematical characteristic of orthogonality with the physical properties of the structure by modal strain energies. A numerical example and a case study with experimental data are presented to show the advantages of the proposed energy-based modal assurance criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion. Third, the application of optimization strategies combined with information theory based objective functions is analyzed for the purpose of stochastic model updating. This approach serves as an alternative to the common sensitivity-based stochastic model updating strategies. Their success depends strongly on the defined initial model input parameters. In contrast, approaches based on optimization strategies can be more flexible. It can be demonstrated, that the investigated nature inspired optimization strategies in combination with Bhattacharyya distance and Kullback-Leibler divergence are appropriate. The obtained accuracies and the respective computational effort are comparable with sensitivity-based stochastic model updating strategies. The application of model updating procedures to improve the quality and suitability of a numerical model is always related to additional costs. The presented innovative approaches will contribute to reduce and quantify uncertainties within a vibration-based model updating process. Therefore, the increased benefit can compensate the additional effort, which is necessary to apply model updating procedures.
In dieser Arbeit wird der Vortriebsprozess einer Erddruckschildmaschine in einem Simulationsmodell mit Hilfe der System Dynamics modelliert. Nach einer Einführung in den maschinellen Tunnelbau werden die Besonderheiten der Erddruckschildmaschine herausgestellt. Anschließend wird das betrachtete System mit dem Simulationskonzept der System Dynamics modelliert und in einem geeigneten Simulationstool implementiert.
Anwendungsmöglichkeiten der Werkzeuge der Lean Construction in der Ablaufplanung im Fassadenbau
(2011)
Trotz Mechanisierung und Vorfertigung ist die Bauproduktion stark handwerklich geprägt. Zu dem sind Baustellen in der Regel komplexe und einmalige Produktionsstätten für Einzelobjekte. Sie sind häufig witterungsabhängig, was die Planbarkeit des Herstellungsprozesses beeinträchtigt. Zu dem unterscheiden sich die jeweiligen örtlichen Bedingungen stark voneinander. Ständig wechselndes Personal und Nachunternehmer aus verschiedenen Ländern mit unter-schiedlichen Erfahrungen und Qualifikationen sowie andere Geräte, Herstellungsmethoden und Baustoffe stellen sehr komplexe Anforderungen an die Baubeteiligten. Außerdem gelten in Deutschland hohe Qualitätsanforderungen und komplizierte Vorschriften, die den Aufwand für die Bauleitung deutlich erhöhen. Die Bauindustrie hat sich aus der Kombination verschiedener Berufe entwickelt und leidet deshalb bis heute unter einer arbeitsteiligen Gliederung. Dies hat zur Folge, dass gegenwärtige Ressourcen nur mangelhaft ausgenutzt werden. Besonders bei den Schnittstellen zwischen den einzelnen Gewerken besteht enormes Potential, da die Abläufe und Übergänge zwischen den einzelnen Gewerken meist nicht richtig funktionieren. Hinzu kommen Lieferprobleme sowie zum Teil gegensätzliche Ziele der am Bau Beteiligten, welche die Arbeit erschweren und das Resultat beeinträchtigen. Dies hat zur Folge, dass die tatsächliche, produktive Arbeitsleistung im Verhältnis zur gesamten Arbeitszeit zu gering ausfällt. Seit Mitte der neunziger Jahre versuchen, vor allem amerikanische Bauingenieure und Ma-nagementfachleute, wissenschaftlich einzelne Gestaltungsprinzipien und Methoden der Lean Production (LP) aus der stationären Industrie auf das Bauwesen zu übertragen und bran-chenspezifisch weiterzuentwickeln. Dabei werden hauptsächlich Werkzeuge und Methoden des Toyota Produktionssystems (TPS) und der LP verwendet um eine Steigerung der Produktivität und Stabilisierung der Bauabläufe zu erreichen. Dieser Managementansatz zur Gestaltung der Baustellenproduktion wird als Lean Construction (LC) bezeichnet.
This practice-based research examines platforms and encounters that have a participatory character as a strategy to create lived and shared experiences where new forms of appropriation of the city can emerge. The selected case studies propose and initiate certain urban experiences that induce changes in perception, the exchange of perspectives, and that denaturalize habits and patterns of behavior. I suggest that when these sensitive experiences become imprinted in body memory, they can empower citizens to have more active, creative, and/or critical attitudes towards their environments. Searching for new repertoires of everyday practices that contest commodification of both the body and the city, this thesis is oriented towards open-ended processes of constructing mentalities rather than those of planning changes on the material conditions of public space. It uses forms of academic investigation that merge intellectual debate and experimental practice, joining art, urbanism and social engaged practices in an extradisciplinary (Howes 2007) attitude towards the city. Based on the materials generated by the case studies (combining theoretical knowledge with artistic sensibility), the affective and corporeal involvement of researchers in the situations they analyze and co-create, is sustained in opposition to the traditional academic critical distance.
Das im Jahre 2003 verabschiedete und 2006 in Kraft getretene UNESCO-Übereinkommen zur Bewahrung des immateriellen Kulturerbes erweitert das Kulturverständnis von gebautem Kulturerbe gemäß der Konvention aus dem Jahre 1972 durch gelebtes Kulturerbe. Die Dissertation zeigt beispielhaft, wie sich Bürger einer Stadt und einer Region mit ihrer historischen Vergangenheit befassen und dass es lohnenswert ist, sich mit ihrem ererbten immateriellen Kulturerbe auseinander zu setzen. Sie bezeugt, dass eine moderne populäre Kultur die Pflege des immateriellen Kulturerbes voranbringt, dass personalisierte und vergesellschaftete Individuen die Sorge um den drohenden Kulturverlust ernst nehmen und diesem aktiv, eigenständig und unpolitisch entgegen treten. Ausgehend von der wertphilosophischen und kulturtheoretischen Annäherung werden im zweiten und dritten Kapitel beispielhaft die Ur-Inszenierung im Jahre 1475 und die Re-Inszenierung im 21. Jahrhundert gegenübergestellt. Die Ergebnisse aus der Untersuchung werden im vierten Kapitel diskutiert. An Hand der Promotionsschrift wird versucht, Antworten auf folgende Fragen zu finden: - Hat die Re-Inszenierung der „Landshuter Fürstenhochzeit 1475“ des 21. Jahrhunderts das Potential eines immateriellen Kulturerbes? - Kann sie den negativen Begleiterscheinungen des Generations- wechsels und der Globalisierung entgegentreten? - Ist sie eine zeitgenössische Transformationsmethode von (Denkmal)Werten? - Was sind die Schutzkomponenten? - Trägt die Re-Inszenierung zu der kulturellen Identität einer Stadt an authentischem Ort bei und hat sie Einfluss auf die Gestaltung der baulich-räumlichen Umwelt?
The motivation to deal with the topic simulation of the settlement development in a city in the past 120 years has been to acquire general methods for the analysis and simulation of settlement development processes on the one hand and to verify these methods on the example of the real development of the city of Vienna on the other hand. We follow the assumption that the underlying processes of the urban development can be reduced to various pronounced but always the same hidden driving forces. The objective is to validate the simulation model by the real settlement development and to provide a solid base for the simulation of possible development scenarios of the city of Vienna. The basis for the validation are digital cellular processed and statistical analysed data of the development of the technical infrastructure, the public transportation systems and the population density in Vienna between 1888 and 2001. The simulation method is based on the technique of Cellular Automata (CA) that permits the simulation of the interaction between a potential field and the development of individual areas. This modelling technique is well known as “reaction diffusion” or “dialectic breakdown”. The CA serves as representation of the examined space and divides this space into individual cells. Each of these cells can save certain information (population density, infrastructure facility, development quality) and exchange them locally with the neighbouring cells. The used model parameters permit the simulation of different spread patterns und spread speeds of a settlement structure. From the results methodological, structural, spatial and temporal regularities of urban development processes are derived.
This work is based on the concept that the structure of a city can be defined by six basic urban patterns. To enable more complex urban planning as a long-term objective I have developed a simulation method for generating these basic patterns and for combining them to form various structures. The generative process starts with the two-dimensional organisation of streets followed by the parceling of the remaining areas. An agent-based diffusion-contact model is the basis of these first two steps. Then, with the help of cellular automata, the sites for building on are defined and a three-dimensional building structure is derived. I illustrate the proposed method by showing how it can be applied to generate possible structures for an urban area in the city of Munich.
Der vorliegende Text beschreibt ein computerbasiertes Verfahren zur Lösung von Layout-problemen in Architektur und Städtebau, welches mit möglichst wenig Problemwissen auskommt und schnell brauchbare Ergebnisse liefert, die durch schrittweises Hinzufügen von Problemwissen interaktiv weiter ausgearbeitet werden können. Für das generative Verfahren wurde eine Evolutions-Strategie verwendet, die mit Mechanismen zur Kollisionserkennung und virtuellen Federn zu einem hybriden Algorithmus kombiniert wurde. Dieser dient erstens der Lösung des Problems der Dichten Packung von Rechtecken sowie zweitens der Herstellung bestimmter topologischer Beziehungen zwischen diesen Rechtecken. Die Bearbeitung beider Probleme wird durch schrittweise Erweiterung grundlegender Verfahren untersucht, wobei die einzelnen Schritte anhand von Performancetests miteinander verglichen werden. Am Ende wird ein iterativer Algorithmus vorgestellt, der einerseits optimale Lösungen garantiert und andererseits diese Lösungen in einer für eine akzeptable Nutzerinteraktion ausreichenden Geschwindigkeit generiert.
Entwerfen Versionieren: Probleme und Lösungsansätze für die Organisation verteilter Entwurfsprozesse
(2011)
Entwerfen ist ein komplexer Vorgang. Soll dieser Vorgang nicht allein, sondern räumlich verteilt mit mehreren Beteiligten gemeinsam stattfinden, so sind digitale Werkzeuge zur Unterstützung dieses Prozesses unumgänglich. Die Verwendung von Werkzeugen für Ent-wurfsprozesse bedeutet jedoch immer auch eine Manipulation des zu unterstützenden Prozesses selbst. Im Falle von Werkzeugen zur Unterstützung der Kollaboration mehrerer Beteiligter stellen die implementierten Koordinationsmechanismen solche prozessbeeinflussenden Faktoren dar. Damit diese Mechanismen, entsprechend der Charakteristika kreativer Prozesse, so flexibel wie möglich gestaltet werden können, liegt die Anforderung auf technischer Ebene darin, ein geeignetes Konzept für eine nachvollziehbare Speicherung (Versionierung) der stattfindenden Entwurfshandlungen zu schaffen. Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit dem Thema der Entwurfsversionierung in computergestützten kollaborativen Arbeitsumgebungen. Vor dem Hintergrund, dass die Versionierung den kreativen Entwurfsprozess möglichst wenig manipulieren soll, werden technische sowie konzeptionelle Probleme der diskutiert und Lösungsansätze für diese vorgestellt.
Anlässlich der Bedeutung und Tragweite des Risikomanagements für die erfolgreiche Abwicklung von Public Private Partnership-Projekten wurde von Juni 2008 bis Oktober 2010 das Forschungsprojekt „Lebenszyklusorientiertes Risikomanagement für PPP-Projekte im öffentlichen Hochbau“ an der Bauhaus-Universität Weimar umgesetzt. Gefördert wurde das Forschungsprojekt aus den Mitteln der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“, welche durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) und dem Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) als Projektträger gemeinsam durchgeführt wird. Das Ziel des Forschungsprojektes bestand in der Entwicklung eines Integrierten Risikomanagementsystems (abgekürzt: IRMS), das die PPP-Vertragspartner zu einem zielgerichteten und wirtschaftlichen Umgang mit den inkludierten Risiken befähigen soll. Darüber hinaus soll das System eine projektspezifische und innerhalb des gegebenen Handlungsspielraums optimale Risikoverteilung ermöglichen. Der Forschungsbericht untergliedert sich in vier Teile, welche die Arbeitsergebnisse des Forschungsprojektes strukturiert darstellen. Zunächst werden im ersten Teil des Forschungsberichtes die Ergebnisse einer empirischen Untersuchung zum Ist-Zustand des Risikomanagements in PPP-Projekten des öffentlichen Hochbaus als Grundlage für die weiteren Untersuchungen und Ergebnisse des Forschungsprojektes analysiert. Der zweite Teil des Forschungsprojektes beinhaltet ein Kompendium bzw. Werkzeugkasten der Methoden des Risikomanagements. In ihm werden die Verfahren zur Erlangung von risikobezogenen Erkenntnissen oder praktischen Ergebnissen dargestellt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften analysiert. Darüber hinaus werden Allokationskriterien auf der Grundlage der den PPP-Vertragspartnern real zur Verfügung stehenden Informationen definiert, die als Basis sowohl für die Selektion vorteilhafter Risikobewältigungsmaßnahmen als auch für den Nachweis der Vorteilhaftigkeit der Übernahme von Risiken für Auftragnehmer im Risikomanagementprozess dienen. Durch die Anwendung dieser Allokationskriterien im IRMS kann eine optimale Risikoverteilung sowohl für den einzelnen Projektpartner als auch das Gesamtprojekt erreicht werden. Im dritten Teil wird das integrierte Risikomanagement-Prozessmodell über den gesamten Projektlebenszyklus eines PPP-Hochbauprojektes unter Berücksichtigung der relevanten PPP-Vertragspartner dargestellt und erläutert. Es stellt einen wesentlichen Beitrag zur Standardisierung dar und bietet die Möglichkeit für die Praxis, ein Verständnis für die Abläufe und Anforderungen der anderen Vertragspartner weiter zu entwickeln. Das Modell besteht aus drei Ebenen. Auf der ersten Ebene werden die Prozesse aller PPP-Vertragspartner und ihre Interaktion über den Projektlebenszyklus in einer globalen Prozesslandkarte dargestellt. Die zweite Ebene bildet die vertragspartnerspezifischen Prozesslandkarten ab. Den höchsten Detaillierungsgrad weist die dritte Ebene mit den vertragspartnerspezifischen Risikomanagementprozessen auf. Sie bildet die Integration der einzelnen Phasen des Risikomanagementprozesses in die bestehende Ablauforganisation der PPP-Vertragspartner in Form von Prozessflussdiagrammen ab. Von herausragender Bedeutung innerhalb des Risikoprozessmodells ist der Standardprozess Risikoallokation, welcher bei allen Vertragspartnern in den einzelnen Projektphasen verwendet wird. Abhängig von der jeweiligen Zielstellung seiner Verwendung befähigt er sowohl zur Ermittlung der optimalen Risikoallokation unter dem gegebenen Handlungsspielraum des Anwenders als auch zur Auswahl einer optimalen Risikobewältigung für ein Einzelrisiko bzw. Risikobündel innerhalb eines bestehenden Steuerungskonzeptes. Der vierte Teil führt die Erkenntnisse der vorhergehenden Bände in der exemplarischen Ausgestaltung des IRMS zusammen. Es besteht aus dem auf die PPP-Prozesse abgestimmten integrierten Risikomanagement-Prozessmodell, den zu den einzelnen Prozessen gehörenden Methoden sowie organisationsspezifischen Festlegungen. Um die Anwendbarkeit eines solchen IRMS aufzuzeigen, wird exemplarisch die methodische Ausgestaltung des Standardprozesses Risikoallokation vorgestellt.