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Forschungsprojekte

 

 

 

Forschungsprojekte

Massive Bogenbrücken des 19. und frühen 20. Jahrhunderts

Netz mit g     
Titel Massive Bogenbrücken des 19. und frühen 20. Jahrhunderts
Zeitraum Seit 2012, Förderungsantrag in Vorbereitung
Kurzbeschreibung

Das 19. Jahrhundert wird in der Bautechnikgeschichte weithin als das Jahrhundert des Eisens bezeichnet. Das Aufkommen der Eisenbahn, die Industrialisierung und die wachsende Mobilisierung der Menschen spiegeln sich in einzigartigen Brückenbauwerken wider. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts begann die Rückbesinnung auf massive Brückenkonstruktionen. Billigere Rohstoffe, einfacherer Transport, einfachere Herstellung, weniger Aufwand für den Unterhalt der Konstruktionen und nicht zuletzt auch ein geändertes ästhetisches Empfinden ließen zahlreiche massive Brücken entstehen.

Stellte zunächst noch das Mauerwerk den beherrschenden Materialtyp für Brücken dar, eröffnete die Entwicklung des Portlandzementes neue Möglichkeiten im Bau weitgespannter Bogen. Die Entwicklung vom Mauerwerk über Bruchstein-Zement bis hin zur Verwendung von Beton wird in diesem Projekt beleuchtet.

 

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Bearbeiter Dipl.-Ing. Karen Veihelmann M.A.

 

Konstruktion und Tragverhalten hölzerner Dachkonstruktionen des 19. Jahrhunderts

Netz mit g
Titel Konstruktion und Tragverhalten hölzerner Dachkonstruktionen des 19. Jahrhunderts
Zeitraum Seit 2010
Kurzbeschreibung

Das 19. Jahrhundert ist ein sehr facettenreiches Jahrhundert, sowohl im äußeren Erscheinungsbild, als auch in der Konstruktion seiner hölzernen Tragwerke, welche jedoch oftmals unterschätzt werden. Gegenüber den eisernen Konstruktionen rücken die erhaltenen hölzernen Tragwerke des 19. Jahrhunderts erst jetzt allmählich in den Fokus der Forschung.
Im ersten Jahrhundertdrittel lässt sich eine besondere Experimentierfreude beobachten (Bohlendächer, Adaption italienischer bzw. palladianischer flachgeneigter Pfettendach-Konstruktionen, bogenförmige Träger, zunehmende Verwendung eiserner Verbindungselemente und Zugglieder), daneben aber auch ein zähes Festhalten an tradierten Konstruktionen (liegender Stuhl), auch bei anspruchsvollen und weitgespannten Tragwerken. Begleitet wird diese Zeit durch eine reiche Produktion an Fachliteratur, die bisher bautechnikgeschichtlich kaum ausgewertet worden ist.

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Bearbeiter Dipl. Ing. (FH) Anja Wünnemann

 

Tragverhalten und Standsicherheit historischer Konstruktionen

historisches Holztragwerk
Titel Tragverhalten und Standsicherheit historischer Holzkonstruktionen
Zeitraum seit April 2007 
Kurzbeschreibung

Bisherige Forschungsarbeiten zu Tragverhalten und Standsicherheit historischer Holzkonstruktionen haben sich vorwiegend auf die Traglasten konzentriert, die von traditionellen zimmermmannsmäßigen Verbindungen aufgenommen werden können. Die Schnittgrößenermittlung wurde demgegenüber vernachlässigt. Bei vielen mittelalterlichen Dachwerken und anderen historischen Holzkonstruktionen ist die Schnittgrößenermittlung auch relativ unproblematisch, da die Konstruktionen auf geschlossene Dreiecksverbände aufbauen. Bei Dachwerken der frühen Neuzeit (ca. 1530-1800) ist dies jedoch oft nicht der Fall. Zugunsten hoher Gewölbe aus Mauerwerk oder Backstein wurden die Dachwerke an der Basis geöffnet, ein Zugband fehlt und wird durch komplizierte, statisch unbestimmte Konstruktionen ersetzt. Das Vorhaben widmet sich der Erforschung dieser Konstruktionen und der Schnittgrößenermittlung unter Berücksichtigung der Nachgiebigkeiten der Auflager und Verbindungen sowie des dreidimensionalen Lastabtrages.

Bearbeiter Dipl.-Ing. Bernd Koeck

 

 

Diskretisierung von Optimalsteuerproblemen

Netz mit g
Titel Numerical analysis and discretization strategies for optimal control problems with singularities
(DFG-Geschäftszeichen Ap 72/4)
Zeitraum Oktober 2006 bis September 2008
Kurzbeschreibung

Viele technische Prozesse können durch partielle Differentialgleichungen mathematisch modelliert werden. Oft reicht es nicht, nur diese Differentialgleichung zu lösen, denn das Interesse besteht in der Optimierung und Steuerung der techischen Prozesse. Im Projekt werden intelligente Diskretisierungsstrategien für solche Probleme entwickelt, die beweisbar zu stabilen und genauen Resultaten führen.

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Bearbeiter NN und Dipl.-Math. Gunter Winkler

 

 

Numerische Lösung von quadratischen Operator-Eigenwertproblemen aus der Kontinuumsmechanik

CoCoS
Titel Numerische Lösung von quadratischen Operator-Eigenwertproblemen aus der Kontinuumsmechanik
(DFG-Geschäftszeichen Ap 72/1)
Zeitraum Juli 2002 bis Juni 2006
Kurzbeschreibung

Quadratische Operator-Eigenwertprobleme mit spezieller Spektrumsstruktur treten z.B. bei der Analyse von Spannungskonzentrationen in der Umgebung von Ecken oder Rissspitzen auf. Im Projekt wurden u.a. Algorithmen zur effizienten Berechnung der Eigenwerte (Singularitätenexponenten) entwickelt sowie eine ausführliche a priori und a posteriori Fehleranalyse für die Lösungen des Eigenwertproblems erstellt.

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Bearbeiter Dipl.-Math. Cornelia Pester

 

 

Anisotrope finite Elemente

Shishkin-Netz
Titel Anisotrope finite Elemente
(DFG-Geschäftszeichen u.a. Ap 72/3)
Zeitraum zuletzt Januar 2005 bis Dezember 2006
Kurzbeschreibung

Betrachtet werden Randwertprobleme mit Kantensingularitäten oder Randschichten. Für eine gute Finite-Elemente-Approximation müssen derartige anisotrope Lösungseigenschaften bei der Diskretisierung berücksichtigt werden. Wir verwenden anisotrop lokal verfeinerte Finite-Elemente-Netze. In unserer Forschung geht es um die Begründung von effektiven, stabilen Verfahren, also um a priori Abschätzungen des Diskretisierungsfehlers, a posteriori Fehlerschätzer und adaptive Strategien.

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Bearbeiter Dr. Sergey Grosman

 

Mixed Cell Complex Partition of Unity Methode

GFEM
Titel Eine Partition-of-Unity-Methode auf der Grundlage gemischter Zellkomplexe (DFG-Geschäftszeichen Ho 1517/6-1)
Zeitraum April 2003 bis März 2005
Kurzbeschreibung

Auf der Grundlage eines gemischten Zellkomplexes (gemischter Delaunay- bzw. Voronoi-Zellkomplex) wird eine Spielart einer "netzfreien" Methode konstruiert. Vorteile: einfache Integration der schwachen Form auf Dreiecks-, Rechteck- und Polygongebieten, knotenorientierte Datenstruktur, kein unterbestimmtes Gleichungssystem wie bei GFEM-Methoden höherer Ordnung.

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Bearbeiter Dipl.-Ing. Carsten Riker