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TP Bletzinger

Nichtlineare Optimierung geometrisch definierter Fugen von räumlich gekrümmten Betonfertigteilen für unterschiedliche Lastfallkombinationen unter Beachtung von Material und Tragwerksaspekten mit isogeometrischen Verfahren



Dieses Projekt ist die Fortführung des Projektes Zuschnittsoptimierung von räumlichen gekrümmten Betonfertigteilen unter Beachtung von Material- und Tragwerksaspekten mit der Isogeometrischen B-Rep-Analyse aus Förderphase 1.

Kurzvorstellung

Das Ziel dieses Fortsetzungsantrages ist die Weiterentwicklung der im laufenden Projekt entwickelten Computergestützten Methoden für den Entwurf, die Berechnung und die Fugenoptimierung von Freiformschalen aus Betonfertigteilen. Mit Abschluss dieses Fortsetzungsprojektes sollen diese Methoden als Teile eines Gesamtprozesses für praktische Anwendungen bereitgestellt werden.

Im Speziellen sollen die geometrische Ausbildung der Fugen (Versteifung bzw. Schwächung) mit Fugenfedermodellen und die Stabilität für unterschiedliche Lastfallkombinationen in der Berechnung und Fugenoptimierung berücksichtigt werden. Dabei soll das Wissen über die konkrete Fugenausbildung von anderen SPP Projekten, welche sich mit der Fugenherstellung beschäftigen (Projekt von Prof. Budelmann und Prof. Kloft), in die Modellierung der Fugen einfließen.

Die Anforderungen an die Entwicklung eines optimalen Segment- bzw. Fugenmusters stehen dabei zwischen denjenigen für die Beurteilung der gesamten Schale als monolithisches Tragwerk und denjenigen der einzelnen Segmente hinsichtlich der Fertigung und den speziellen Materialeigenschaften.

Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Kai-Uwe Bletzinger
kub@bv.tum.de
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Bearbeiter/in:

Anna Bauer, M.Sc.

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Dipl.-Ing. Michael Breitenberger (bis März 2017)

Projektlaufzeit: von 10/2014 bis 09/2017
 

Veröffentlichungen

[1] Breitenberger, M.; Wüchner, R.; Bletzinger, K.-U.: Entwurf und Berechnung von gekrümmten Betonfertigbauteilen mit CAD-basierten Verfahren für ein filigranes Bauen mit Beton in der Zukunft. Beton- und Stahlbetonbau 108 (2013) 11, S. 783−791 − DOI: 10.1002/best.201300047
[2] Breitenberger, M.: A Nested Jacobian approach for the Nonlinear Isogeometric Analysis and Optimization of Trimmed Shell Structures. In: Proceedings of the 84th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics GAMM, 18.‑22.03.2013 in Novi Sad (Serbien)
[3] Breitenberger, M.; Bletzinger, K.-U.: Isogeometric Layout Optimization of Shell Structures Using Trimmed NURBS Surfaces. In: Proceedings of World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization WCSMO-10, 19.–24.05.2013 in Orlando (USA)
[4] Breitenberger, M.; Wüchner, R.; Bletzinger, K.-U.: Entwurf, Berechnung und Optimierung von gekrümmten Betonfertigbauteilen mit der Isogeometrischen B-Rep Analyse. In: Tagungsband zu Baustatik-Baupraxis 12, München, 2014
[5] Breitenberger, M.; Wüchner, R.; Bletzinger, K.-U.: Analysis in Computer Aided Design: Nonlinear Isogeometric B-Rep Analysis of Shell Structures. Computer methods in applied mechanics and engineering (2014, in review)
[6] Breitenberger, M.; Bletzinger, K.-U.: Entwerfen, Berechnen und Optimieren von Betonschalen mit der isogeometrischen B-Rep-Analyse. In: Scheerer, S.; Curbach, M. (Hrsg.): Leicht Bauen mit Beton – Forschung im Schwerpunktprogramm 1542, Förderphase 1, Dresden: TU Dresden, 2014, S. 236−241 – http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-171534
 [7] Breitenberger, M.; Philipp, B.; Bletzinger, K.-U.: CAD-integrated design and analysis of shell and membrane structures. In: KIVI (Hrsg.): Future Visions – Proceedings of the International Association for Shell and Spatial Structures (IASS) Symposium 2015, 17.–20.8.2015 in Amsterdam (the Netherlands), paper No. IASS2015-501810, 2015, 9 S. (published on USB stick).
[8] Bauer, A. M.; Breitenberger, M.; Philipp, B.; Wüchner, R.; Bletzinger, K.-U.: Nonlinear isogeometric spatial Bernoulli Beam. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 303 (2016) 101–127
[9] Bauer, A. M.; Breitenberger, M.; Philipp, B.; Wüchner, R.; Bletzinger, K.-U.: Embedded structural entities in NURBS-based isogeometric analysis. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 325 (2017) 198-218