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The Use of Genetic Algorithms in Finite Element Model Identification
Full text linkA realistic and reliable model is an important precondition for the simulation of revitalization tasks and the estimation of system properties of existing buildings. Thereby, the main focus lies on the parameter identification, the optimization strategies and the preparation of experiments. As usual structures are modeled by the finite element method. This as well as other techniques are based on idealizations and empiric material properties. Within one theory the parameters of the model should be approximated by gradually performed experiments and their analysis. This approximation method is performed by solving an optimization problem, which is usually non-convex, of high dimension and possesses a non-differentiable objective function. Therefore we use an optimization procedure based on genetic algorithms which was implemented by using the program package SLang..
Zur Anwendung von Chaos-Entwicklungen in der Tragwerksstatik
Full text linkSeit mehr als fünfzig Jahren werden zur Untersuchung der Tragwerkssicherheit auch Methoden der Wahrscheinlichkeitsrechnung herangezogen. Ungeachtet der inzwischen erreichten Fortschritte und der offensichtlichen Vorzüge, konnte dieses Vorgehen in der Praxis bis jetzt noch nicht ausreichend Fuß fassen. Im Beitrag wird das Problem der Tragwerkssicherheit mit einem neuartigen Verfahren behandelt. Im Unterschied zu den üblichen probabilistischen Methoden geht es nicht von Verteilungsfunktionen aus. Vielmehr werden die maßgebenden Zufallsgrößen in den Mittelpunkt gestellt und direkt in die Rechenvorschrift eingeführt. Als mathematisches Hilfsmittel dienen die WIENERschen Chaos-Polynome. Sie stellen im Raum der Zufallsgrößen mit beschränkter Varianz eine Basis dar, mit der sich eine beliebige Zufallsgröße nach orthogonalen Polynomen GAUSSscher Zufallsgrößen entwickeln läßt. So entsteht ein effektiver Formalismus, der sich eng an die herkömmliche Deformationsmethode anlehnt und als deren probabilistische Verallgemeinerung angesprochen werden darf. Die Methode liefert die Grenzzustandsbedingung als Funktion der auf das Tragwerk wirkenden Zufallsgrößen. Die Versagenswahrscheinlichkeit kann daher durch Monte-Carlo-Simulation bestimmt werden. Die mit der Auswertung des Wahrscheinlichkeitsintegrals der First Order Reliability Method (FORM) verbundenen Schwierigkeiten werden vermieden. An einem Beispieltragwerk wird dargestellt, wie sich Veränderungen gewisser Konstruktionsparameter auf die Versagenswahrscheinlichkeit auswirken
Fuzzy Logik und Graphentheorie als Basis einer flexiblen Bauablaufplanung
Full text linkDer Bauablauf unterliegt vielen Unwägbarkeiten. Von besonderer Bedeutung ist dieses Problem im Umfeld der Revitalisierung von Bauwerken. In weiten Teilen sind die auszuführenden Arbeiten nur schwer im Vorfeld planbar. Die Ursachen hierfür liegen großteils in der Problematik des Bauens im Bestand und dem aus wirtschaftlichen Gründen geringen Umfang von Analysen. Häufig treten verdeckte, im Vorfeld der Baumaßnahme nicht erkannte Schäden auf oder Materialstrukturen und Bauteilqualitäten wurden in der Planung unzureichend berücksichtigt. Alte Ausführungsunterlagen sind oft nicht verfügbar. Viele zur Ausführung bestimmter Arbeiten nötige Informationen fehlen und werden erst zum unmittelbaren Ausführungszeitpunkt bekannt. Einzelne Arbeiten sind nur schwer kalkulierbar bzw. planbar. Sie sind in Art und Umfang zunächst nicht bekannt und müssen gegebenenfalls als neue Vorgänge im Plan berücksichtigt werden. Diese besondere Situation bedarf einer gezielten Berücksichtigung. Die Planung des Bauablaufes muss in einer flexiblen und leicht anpassbaren Art und Weise erfolgen. Im folgenden Beitrag wird ein Ansatz zur Entwicklung eines solchen Prozessmodells vorgestellt, der im Rahmen des SFB 524 >Werkstoffe und Konstruktionen für die Revitalisierung von Bauwerken< an der Bauhaus-Universität Weimar untersucht und vorangetrieben wurde und wird. Das vorgestellte Modell kann kurzfristig flexibel auf die realen Gegebenheiten reagieren und ermöglicht trotzdem eine Planung und Steuerung des gesamten Ablaufs. Es enthält nicht wie bisher üblich deterministische Daten in starren Anordnungsbeziehungen. Vielmehr werden die Daten der Prozesse und die Beziehungen der Prozesse untereinander in einer nichtdeterministischen, unscharfen Form modelliert...