Adaptivität von freigeformten Flächentragwerken - Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz von Faserverbundstrukturen im Bauwesen

Die vorliegende Arbeit fokussiert die Optimierung freigeformter adaptiver Faserverbundflächentragwerke auf Basis einer entwickelten und auf einem parametrischen Gesamtmodell basierenden Entwurfsmethode. Die Übertragung adaptiver, natürlich inspirierter Vorgänge stellt eine weitreichende Inspirationsquelle dar. Adaptive Tragwerke können unter Anwendung von Smart Materials als materialsparende, filigrane Tragwerke ausgeführt werden. Die Erfüllung der Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit wird nicht allein über die Querschnittsabmessungen sichergestellt. Die notwendige Bauteilsteifigkeit kann vielmehr durch Eintragung von Aktivierungsenergie (Operational Energy) realisiert werden. Auf diese Weise kann die aufgrund der Bauteilabmessungen gebundene Energie (Embodied Energy) minimiert werden. Die entwickelte Entwurfsmethode ermöglicht die Auslegung und Optimierung materialminimierter Schalentragwerke in einem mehrstufigen Prozess. Hierbei wird aus tragwerksplanerischer Sicht die numerische Formfindung, die statische Berechnung und die Aktor- und Sensorpositionierung berechnet. Zudem werden Analysen hinsichtlich der Nachhaltigkeit auf Basis einer Lebenszyklusanalyse durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen, sich aber gegenseitig beeinflussenden Kriterien, ist eine Optimierung durchzuführen. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Definition zulässiger Ökobilanzkennwerte von Smart Materials auf Basis der Energiedifferenz zwischen einer passiven und einer adaptiven Struktur vorgestellt. Anhand dieser Kennwerte kann die Entwicklung zukünftiger Smart Materials unter dem Aspekt der ganzheitlichen Nachhaltigkeit erfolgen. Die Allgemeingültigkeit und Übertragbarkeit der Entwurfsmethode auf weitere Tragsysteme im Bauwesen und speziell anderer Materialkonstellationen wird anhand verschiedener Beispiele aufgezeigt

War der Coronavirus-Lockdown notwendig?

Schon unmittelbar nach Beginn des Corona-Lockdowns wurde über dessen Notwendigkeit diskutiert: War das Virus vielleicht doch »nur« eine harmlose Grippe? Wäre das »Schwedische Modell« eine realistische Alternative auch in anderen Ländern gewesen? Wieso hat die Politik in vielen Ländern das Risiko des größten Wirtschaftseinbruchs seit Jahrzehnten in Kauf genommen? Dirk Richter analysiert die Pandemie-Entwicklung im Frühjahr 2020 sowie deren Hintergründe und kommt zu dem Schluss: Die Maßnahmen wären nicht zwingend notwendig gewesen, aber länger zurückliegende Fehleinschätzungen und aktuelle gesellschaftliche Entwicklungen haben sie unvermeidlich gemacht

Seismic strengthening of old masonry buildings

Mit der ständigen Entwicklung der Bevölkerung, besonders in den städtischen Bereichen sind neue Wohnflächen gebraucht. Zusätzlich sind die Wohnanforderungen der Bewohner im Vergleich zu den im 19. und Anfang 20. Jahrhundert stark verändert. Der Bedarf nach größerem freien Raum für Wohnoder Geschäftszwecke wird heutzutage immer aktueller. Aus diesem Grund werden viele Bestandsbauwerke ausgebaut und/oder an den neuen Wohnanforderungen adaptiert. Bei solchen Eingriffen können die Tragwerksplaner verpflichtet sein, den Erdbebennachweis für das bestehende Bauwerk zu erbringen. Dies kann jedoch in vielen Fällen zu Schwierigkeiten führen, da die Bestandsbauten zum größten Teil nach tradierten Regeln ohne Berücksichtigung der Erdbebeneinwirkungen gebaut sind. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Gründerzeitbauwerken (Einrichtungszeit 1840- 1920) und deren Erdbebenertüchtigung. Dabei in erster Linie wird auf die normativen Grundlagen zur Behandlung bestehender Bauwerke eingegangen. Es werden die Antworten der Fragen gegeben werden, wann und in welchem Maße ein Bestandsbauwerk zu verstärken ist und welche Regelwerke anzuwenden sind. Weiters sind die Berechnungsmethoden zur Erdbebenanalyse gemäß EN 1998 behandelt, wobei die Push Over Analyse als meist geeignetes Verfahren zur Ermittlung der Tragfähigkeit bestehender Bauwerke ins Detail bearbeitet wird. Schließlich sind die in der Praxis meist verwendeten Erdbebenertüchtigungsmaßnahmen für die Gründerzeitbauwerke bearbeitet und analysiert. Abhängig von dem zu erreichenden Ziel sind Maßnahmen zur Wandverstärkung bzw. Wandersetzung und Maßnahmen zur Erzielung der schubsteifen verteilenden Wirkung in der Deckenebene gegeben.With the constant increase of the population, especially in urban areas, new living space is needed. Additionally, the housing requirements from the residents have changed significantly in comparison to the requirements from the 19th and beginning of the 20th century. For this reason, many existing buildings are being extended and/or adapted to meet new housing requirements. In case of such interventions, the structural engineers are obliged in some cases to provide and prove the earthquake resistance of the existing building. However, in many cases this can lead to difficulties, as many existing buildings are built according to traditional rules without taking earthquake loads into account. The present work deals with the buildings from the period between 1840-1920 and the possibilities of their earthquake strengthening. Firstly, the normative basis for treatment of existing buildings is presented. Secondly, answers will be given to the questions, when and to what extent one existing structure should be strengthened and which regulations should be applied. In addition, the calculation methods for earthquake analysis according to EN 1998 are presented, whereby the push over analysis, being the most suitable method for determining the load-bearing capacity of existing structures, is presented in detail. Finally, the most frequently used earthquake strengthening techniques for masonry buildings in practice are going to be presented and analysed. Depending on the goal to be reached, the strengthening techniques are going to be divided into two groups, namely, techniques for wall strengthening or wall replacement and techniques for achieving the load distribution effect on the slab level.9