Modellierung von Baugrund-Tragwerk-Systemen für numerische Simulationen unter Berücksichtigung dynamischer Aspekte

考虑动态方面的数值模拟的地下结构系统建模

• 批准号: 5284244
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Udo F. Meißner
• 金额: --
• 依托单位: Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1997-12-31 至 2002-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5284244?language=en
• 关键词: Modellierung; von; Baugrund; Tragwerk; Systemen

Die Entwicklung eines Strukturmodells für die Interaktion von Baugrund und Tragwerk ist wissenschaftliches Thema der Forschergruppe. Das Teilprojekt des vorliegenden Antrages befaßt sich mit der Modellierung und Netzgenerierung der BaugrundTragwerk-Struktur für die Finite-Element-Simulation. Die Diskretisierung großer Baugrund-Tragwerk-Strukturen mit finiten Elementen unter Berücksichtigung des komplexen geotechnischen Systems, des Bauablaufes sowie der zugehörigen Lasten und Randbedinungen muss mit einem fachgerechten Software-Werkzeug automatisch unterstützt werden. Ziel der Arbeit ist die Schaffung der dafür notwendigen Grundlagen, die Entwicklung der hierfür geeigneten Methoden und deren fachspezifische Erprobung.Im letzten Bearbeitungszeitraum sind Methoden und Verfahren für die Diskretisierung des Baugrundes und von Teilen des Tragwerks mit Hexaederelementen unter Berücksichtigung relevanter, zeitlich aufeinander aufbauender Bauzustände entwickelt worden. Hierbei werden der Baugrund sowie Teile des Tragwerks, wie Wände und Platten, mit der Projektionstechnik vernetzt. Für Pfähle wurde die Integration mit der Boundary-RepresentationTechnik realisiert. Die Diskretisierung berücksichtigt die speziellen Anforderungen der Mehrphasen-Theorie aus dem Teilprojekt Ehlers für die Netzstrukturierung und bei der Einarbeitung der Lasten und Übergangsbedingungen. Zur Simulation der Kontaktvorgänge in der Kontaktzone zwischen Baugrund und Tragwerk wurde eine automatische Generierung von Kontaktflächen für Pfähle entsprechend den Anforderungen des Teilprojektes Wriggers realisiert.Für die effektive numerische Simulation der komplexen BaugrundTragwerk-Struktur ist eine Weiterentwicklung der Methoden zur Modellierung der gekoppelten Baugrund-Tragwerk-Systeme erforderlich. Basierend auf den durchgeführten Arbeiten ist für die nächste Antragsphase vorgesehen, die Integration weiterer geotechnischer Konstruktionselemente, wie verschiedener Fundamentarten, Anker sowie Böschungen der Baugruben, in die Diskretisierung zur Realisierung der Interaktion Baugrund-Tragwerk vorzunehmen. Zusätzlich ist die Steuerung der Netzdichte über eine Dichtefunktion ebenso wie die lokale Netzverfeinerung erforderlich.Für die Simulationsrechnung ist aufgrund des zu berücksichtigenden Bauablaufes und der gleichzeitig ablaufenden Konsolidierung des Baugrundes eine automatische und dynamische Netzanpassung vorzusehen. Da sich dabei Teilbereiche unverändert übernehmen lassen und sich nur einzelne Teilbereiche lokal verändern, ist eine Unterteilung des Berechnungsgebietes zweckmäßig. Die Simulation der zeitabhängigen Konsolidierung der räumlichen Baugrund-Tragwerk-Struktur ist auf Grund der Komplexität und der Problemgröße für praxisrelevante Problemstellungen auf einem seriellen Rechner nicht mehr sinnvoll durchführbar. Für die verteilte Durchführung der Finite-Element-Simulationsrechnung auf vernetzten Arbeitsplatzrechnern ist daher die automatische Partitionierung der Diskretisierung notwendig.

Die Entwicklung eines Strukturmodels für die Interaktion von Baugrund und und Tragwerk ist wissenschaftliches Thema der Forschergruppe.通过有限元模拟的结构建模和网络生成，可以实现复杂结构的计算。在复杂的岩土工程系统中，采用有限元素的大型Baugrund-Tragwerk-Strukturen，Bauablaufes sowie der zugehörigen Lasten and Randbedinungen must mit einem fachgerechten Software-Werkzeug automatisch unterstützt韦尔登。Ziel der Arbeit ist die Schaffung der dafür notwendigen Grundlagen，die Entwicklung der hierfür geigneten Methoden und deren fachspezienhe Erprobung.Im letzten Bearbeitungszeitraum sind Methoden und Verfahren für die retisierung des Baugrundes und von Teilen des Tragwerks mit Hexaeementen unter Berücksichtigung relevanter，zeitlich aufeinander aufbauender Bauzustände entwickelt沃登.在这韦尔登中，有一些Tragwerks，如Wände和Platten，带有项目技术。Für Pfähle wurde die Integration mit der Boundary-RepresentationTechnik realisiert. Die restrisierung berücksichtigt die speziellen Anforderungen der Mehrphasen-Theorie aus dem Teilprojekt Ehlers für die Netzstrukturierung und bei der Einarbeitung der Lasten und Übergangsbedingungen.在Baugrund和Tragwerk的接触区中的接触仿真是一种自动生成接触面的方法，用于实现对Teilprojektes Wriggers的预测。对复杂BaugrundTragwerk-Struktur的有效数值仿真是对复杂BaugrundTragwerk-System的建模方法的一种改进。在此基础上，通过对基础理论的分析，提出了一种新的岩土工程结构要素集成方法，即用Baugruben的Böschungen来实现Baugrund-Tragwerk的相互作用。Zusätzlich ist die Steuerung der Netzante über eine Dichtefunktion ebenso wie die lokale Netzverfeinerung erforderlich.Für die Simulationsrechnung ist aufgrund des zu berksichtigenden Bauablaufes and der gleichzeitig ablaufenden Konsolidierung des Baugrundes eine automatische and dynamische Netzanpassung vorzusehen.在这种情况下，只有一个局部的Teilbereiche verändert übernehmen lassen和sich努尔einzelne Teilbereiche lokal verändern，is eine Unterteilung des Berechnungsgebibienzweckmäßig。Die Simulation der zeitabhängigen Konsolierung der räumlichen Baugrund-Tragwerk-Struktur ist auf Grund der Komplexität und der Problemgröße für praxisrelevante Problemstellungen auf einem seriellen Rechner nicht梅尔sinnvoll durchführbar. Für die verteilte Durchführung der Tickete-Element-Simulationsrechnung auf vernetzten Arbeitsplatzrechnern ist daher die automatische Partitionierung der Ticketresiierung notwendig.