Themen für Bachelor

FACHHOCHSCHULE REGENSBURG
FACHBEREICH
BAUINGENIEURWESEN
Prof. Dr.-Ing. Springer
STAHLBAU
STAHLVERBUNDBAU
SPANNBETONBAU
BAUDYNAMIK
Bachelor-/Masterarbeiten
SS 2012
Themen für Bachelor-/Masterarbeiten
In den Fächern Stahlbau, Stahlverbundbau, Spannbetonbau und Baudynamik biete ich nachfolgende Themen als Bachelor- (B) bzw. Masterarbeiten (M) an. Es besteht auch die Möglichkeit, nach
vorheriger Absprache mit mir eigene Themenvorschläge zu bearbeiten.
Stabbogenbrücken mit Stahlverbund-Brückenträger – Einleitung des Bogenschubs in den
Brückenträger – Grundsätzliche Überlegungen
B, M
Es sollen grundsätzliche Vergleichsuntersuchungen anhand eines konkreten Beispiels durchgeführt
werden hinsichtlich der verschiedenen Möglichkeiten, die Längszugkräfte aus dem Bogenschub in
den Verbundträger einzuleiten (torsionssteifer Endquerträger, liegender Fachwerk-Verband etc.).
Neben den rechnerischen Untersuchungen (Berechnung des Gesamtsystems am Stabwerk; örtliche
Krafteinleitung anhand vereinfachter Modelle oder Finite Elemente) soll auch der wirtschaftliche Aspekt berücksichtigt werden.
Berechnung einer Doppelverbundbrücke nach dem aktuellen Stand der Normung B, M
Anhand eines konkreten Beispiels soll die Bauweise des Doppelverbundquerschnitts (Fahrbahnplatte und Druckplatte im Untergurt aus Beton) nach dem aktuellen Stand der Normung (DINFachberichte) untersucht werden.
Literatur:
•
Albrecht, Ibach: Zur Berechnung vorgespannter Doppelverbundbrücken mit dem Gesamtquerschnittsverfahren
•
Ibach: Nichtlineare Berechnung von Verbundträgern
Übersicht über plastische Bemessungsverfahren im konstruktiven Ingenieurbau B, M
Es soll ein Überblick über die plastischen Bemessungsverfahren im Stahl-, Stahlverbund-, Stahlbeton- und Spannbetonbau gegeben werden. Dabei sind auch die aktuellen nationalen und europäischen Normen sowie entsprechende Fachliteratur und Veröffentlichungen zu berücksichtigen.
Realistische Stabilitätsnachweise bei durchlaufenden Fachwerkträgern
B, M
Bei durchlaufenden Fachwerkträgern ergibt sich an den Innenstützen das Problem, dass der seitlich
nicht gehaltene Untergurt Druckkräfte aufzunehmen hat. Die Knicklänge des Untergurts aus der
Trägerebene heraus wird unter Umständen hier recht groß, wodurch das Ersatzstabverfahren der
DIN 18800 möglicherweise zu unwirtschaftlichen Ergebnissen führt. Insbesondere bei der Nach-
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rechnung bestehender Gebäude (v. a. im Industriebau) ist eine Sanierung oft schwierig oder praktisch nicht durchführbar. Hier hilft oft nur eine „Sanierung durch genaueres Rechnen“.
Im Rahmen der Diplomarbeit sollen anhand einer konkreten Halle realistischere Nachweise unter
Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion, der Theorie II. Ordnung (inkl. Vorverformungen) und elastisch-plastischen Verfahren (bis hin zur Traglastiteration) auf ihre Wirksamkeit hin untersucht werden.
Bemessung eines Stahlverbundrahmens
B, M
Anhand eines konkreten Beispiels sollen konstruktive Möglichkeiten zur Ausführung von Verbundrahmenkonstruktionen im Hochbau untersucht werden. Die Bemessung erfolgt nach DIN 18800 – 5
bzw. EC 4. Desweiteren sollen Überlegungen hinsichtlich konstruktiv sinnvoller Detailausführungen
(z. B. Anschluss Verbundträger an Verbundstütze) angestellt werden.
Literatur:
•
Stahlbau-Kalender 1999
•
Stahlbau-Kalender 2000
•
Bode, Euro-Verbundbau
Berechnung von Spannband-Brücken – Überblick
B, M
Spannband-Brücken sind Brücken, die, ähnlich einem Seil, vorwiegend durch ihre Vorspannung
Lasten abtragen können (z. B. Geh- und Radwegbrücke über den Main-Donau-Kanal bei Essing).
Ausgehend von der vorhandenen Grundlagenliteratur der Statik soll im Rahmen dieser Arbeit speziell auf die Berechnung dieser Brücken eingegangen werden. Insbesondere soll beurteilt werden, ob
sich bei Geh- und Radwegbrücken hierfür die Spannbetonbauweise, die Stahlbauweise oder (wie in
Essing) die Holzbauweise besonders eignen. Hierbei ist neben der Statik auch der Bauablauf zu
berücksichtigen.
Anschließend soll für eine dieser Bauweisen eine Geh- und Radwegbrücke beispielhaft berechnet
und bemessen werden. Das Beispiel wird gemeinsam mit dem Betreuer festgelegt.
Bionik im konstruktiven Ingenieurbau
B, M
Hat die Natur auf alle unsere technischen Problemstellungen eine „Patentlösung“ parat?
Ausgehend von der vorhandenen Grundlagenliteratur soll im Rahmen dieser Arbeit zunächst ein
Überblick gegeben werden, in wieweit die Bionik im Bauwesen bereits eingeflossen ist. Speziell im
konstruktiven Ingenieurbau ist durch die Anlehnung an die „Bauweise der Natur“ möglicherweise
noch erhebliches Optimierungspotential gegenüber konventionellen Bauweisen vorhanden. Dieser
These soll im Rahmen der Arbeit anhand ausgewählter Beispiele (z. B. Hochhausbau, Windkraftanlagen, weitgespannte Brücken, Netzstrukturen) nachgegangen werden. Hierzu sollen auch beispielhafte Vergleichsberechnungen (z. B. Untersuchung des Tragverhaltens eines Spinnennetzes bzw.
eines Baumes) durchgeführt werden.
vergeben
Schiefwinklige Plattenbrücken – Parameterstudie
B, M
Unter Zuhilfenahme der SOFISTIK-Programme soll eine Parameterstudie über die maßgebenden
Laststellungen bei schiefwinkligen Plattenbrücken ausgearbeitet werden, die eine aufwendige AusBachelor-/Masterarbeiten
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wertung der Einflußflächen vermeidet. Als Verkehrslasten sind die Ansätze des DIN-Fachberichts
101 zugrundezulegen.
Entwicklung einer neuen Spannlitze für den Spannbetonbau
B, M
Die Fa. Pfleiderer Europoles beabsichtigt, eine neue 0,7‘‘ – Spannstahllitze zu entwickeln und bauaufsichtlich zuzulassen. Ziel der Arbeit ist die Durchführung der hierfür erforderlichen Versuche sowie die Vorbereitung des bauaufsichtlichen Zulassungsverfahrens. Ferner soll eine Kosten-NutzenAnalyse durchgeführt werden.
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Helmut Lieb
Leiter Entwicklung / Development
Europoles GmbH & Co. KG
Ingolstädter Straße 51
D-92318 Neumarkt
Tel.: +49 (0)91 81 28-4 38
Fax:
+49 (0)91 81 28-8309
[email protected]
Vergleichende Untersuchungen DIN 1045-1 und Eurocode 3
B, M
Vergleichende Untersuchungen zwischen den beiden Normen DIN 1045-1 und Eurocode 3 in Bezug
auf
•
Arbeitslinien der Materialien für die Bemessung
•
Gebrauchstauglichkeitsnachweise für Betondruck- und Stahlzugspannungen
Hierbei soll insbesondere auf den Eurocode allgemein und den nationalen Anhang mit den entsprechenden Abweichungen eingegangen werden. Desweiteren sollen die diesbezüglichen Ergebnisse
der verwendeten Software RIB, CUBUS, Stab2DNL und Quast verglichen werden.
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Helmut Lieb (Adresse s. o.)
Rechnerische Untersuchungen eines Betonsteckstosses für Stützen
B, M
Im Rahmen der Arbeit sollen rechnerische Untersuchungen mit Hilfe Finiter Element-Berechnungen
für einen Steckstoß von Betonstützen durchgeführt werden. Die Berechnungen dienen als Voruntersuchungen für ein Versuchsprogramm zu diesen Steckstössen.
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Helmut Lieb (Adresse s. o.)
Windkraftanlagen – Berechnung der Betriebsfestigkeit
B, M
Für Windkraftanlagen ist grundsätzlich der Nachweis der Betriebsfestigkeit zu führen. Im Rahmen
der Arbeit soll dieser Nachweis in ein Bemessungsprogramm umgesetzt werden, um so die Optimierung der Konstruktion zu erleichtern.
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Helmut Lieb (Adresse s. o.)
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Schnittgrößenumlagerungen in Deckensystemen
B, M
Auf der Basis einer bereits abgeschlossenen Diplomarbeit über die Bemessung von vorgespannten
Elementdecken in Halbfertigteilbauweise mit Ortbetonergänzung sollen systembedingte Schnittgrößenumlagerungen untersucht werden. Diese Umlagerungen stellen sich bei der nachträglichen
Kopplung der zunächst statisch bestimmter Halbfertigteile über die Ortbetonschicht zu einem statisch unbestimmten Durchlaufsystem ein, v. a. infolge Kriechen und Schwinden.
Die betontechnologischen Grundlagen hierzu wurden bereits in der vorhergehenden Diplomarbeit
erarbeitet. Ferner sind auch grundlegende Untersuchungen durch Prof. Springer vorhanden.
Inhalte:
• Grundlagenermittlung
• Einarbeitung in die herkömmliche Bemessung der Decken
• Einarbeitung in die Literatur zum Thema
• Ausarbeitung der theoretischen Lösungsansätze
• Umsetzung eines Lösungsansatzes für Durchlaufsysteme mit EXCEL
• Plausibilitätskontrolle der Lösungen durch EDV (z.B. Sofistik)
Ansprechpartner: Herr Timo Schöpe
KLEBL Fertigteil GmbH
Tel.: +49 (8532) 970 719
Fax: +49 (8532) 970 80
email: [email protected]
Wegen des Umfangs der Bearbeitung und der thematischen Zweiteilung kann dieses Thema von
zwei Studierenden bearbeitet werden.
Standfestigkeit von baulichen Anlagen
B, M
Die Fa. Klebl plant, für alle Produktionsgebäude und Hallenbauten an den Standorten ein System zu
entwickeln, mit dem die Stand- und Verkehrssicherheit der baulichen Anlagen überwacht werden
kann.
Inhalte:
• Grundlagenermittlung
• Aufnahme bauliche Anlagen
• Klassifizierung nach:
o Gefährdungspotential
o Schadensfolgen
o Bauwerks-Typ
o …….
• Entwurf Prüfverfahren
• Konzeption System für Datenhaltung
• Analyse bauliche Anlagen
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• Erfassung und Auswertung der Daten
Ansprechpartner: Herr Wolfgang Kelch
Geschäftsführer KLEBL Baulogistik GmbH
Tel.: +49 (9181) 900 120
Fax: +49 (9181) 900 205
email: [email protected]
Wegen des Umfangs der Bearbeitung und der thematischen Teilbarkeit kann dieses Thema von
mehreren Studierenden bearbeitet werden.
Entstehung und Wirkung von Flächenspannungen in Verglasungen
B, M
Herleitung von typischen Bruchbildern in Flachglas (Float) mit Hilfe der Spannungsanalyse
über Finite-Element-Untersuchungen.
Einfach- und Mehrfachverglasungen (Isolierverglasungen) werden in modernen Wohn- und Industriebauten in vielfältiger Weise eingesetzt. Sie dienen als Funktionselemente und zur architektonischen Gestaltung in und an Gebäuden. In vielen Anwendungen müssen sie auch speziellen Sicherheitsanforderungen wie Absturzsicherung, Brandschutz etc. genügen. In der jeweiligen Einbausituation sind sie planmäßigen Belastungen, Wind-, Schnee- und Brüstungslasten, barometrischen Belastungen aus Veränderungen des Umgebungsdruckes und der Temperatur ausgesetzt. Durch diese
und weitere außerplanmäßige Belastungen entstehen aber auch immer wieder Schäden, das heißt
Verglasungen brechen.
Abhängig von den vorgenannten Belastungen aber auch Vorschäden aus der Herstellung der Verglasungen wie Kantenverletzungen oder Kratzer, die die maximal möglichen Spannungen herabsetzen, entstehen unterschiedliche Bruchbilder die häufig typische Erscheinungsbilder zeigen. Andere
Bruchbilder sind nur beschränkt aussagefähig.
Es sollen in Finite-Elemente-Berechnungen die Auswirkungen der verschiedenen Einflussgrößen auf
die Spannungsverhältnisse in der Scheibe simuliert werden und dabei schwächenden Einflüsse berücksichtig werden. Die sich in den Berechnungen ergebenden Bruchlinien sollen zur Validierung der
Ergebnisse mit bekannten Brüchen verglichen werden. Von der Glasindustrie werden Verglasungen
für eventuelle begleitende Versuche bereitgestellt.
Ziel der Untersuchungen ist es, Glasbrüche besser beurteilen und zuordnen zu können.
Aufgrund der thematischen Abgrenzung kann die Arbeit aufgeteilt und von bis zu 3 Studierenden
bearbeitet werden:
1. Auffinden der theoretischen Grundlagen, Literaturrecherche und Vorbereitung der für die
Berechnungen erforderlichen Grundlagen
2. Auswahl der Beispielfälle, Simulationsrechnungen FEM
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3. Validierung der Ergebnisse, Vergleich mit bekannten Glasbrüchen, Durchführung von Versuchen.
Die Bearbeitung kann an der HS Regensburg und/oder im betreuenden Ingenieurbüro erfolgen.
Desweiteren besteht die Möglichkeit der Teilnahme an entsprechenden Ortsterminen diesbezüglicher Schadensgutachten.
Betreuung:
Ingenieur- und Sachverständigenbüro für Verglasungstechnik
Dipl.-Ing. (univ.) Peter Brey
öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger, IHK Regensburg
für Holz-Glas- und Metall-Glas-Konstruktionen, insbesondere Wintergärten
Lichtdächer und verglaste Fassaden
Poststr.11, D-84048 Mainburg
Tel. +49(0)8751/844237 FAX 844239,
e-mail: [email protected]
Konstruktion und Bemessung einer Kleinwindkraftanlage
B, M
Kleinwindkraftanlagen sind in Schwachwindregionen kommerziell nicht rentabel. Aktuelle Anlagenkonzepte der Windkraftindustrie sind auf hohe Windstärken optimiert. Spezielle Entwicklungen von
Windrädern für geringe Windstärken werden von Firmen mit Verweis auf fehlende Vermarktungschancen abgelehnt. Aus diesem Grund ist dieses Thema weitgehend unterforscht.
Für ein Versuchsprojekt wurde bereits ein Bauantrag eingereicht und genehmigt. Das Konzept sieht
im unteren Bereich einen bereits vorhanden Strommast vor und im oberen Bereich eine um 8m absenkbare Gondel. In 14m Höhe soll eine Arbeitsplattform für Messtechnik und Service entstehen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine statische Berechnung der Konstruktion der Windkraftanlage einschließlich deren Gründung erstellt werden.
HINWEIS: ES KOMMEN AUCH WÄHREND DES SEMESTERS IMMER WIEDER NEUE THEMEN
HINZU BEI INTERESSE KÖNNEN SIE MICH PERSÖNLICH ANSPRECHEN
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