Arbeitsmethodik - exemplarische Umsetzung
Modellkopplungen lassen sich für verschiedene Aufgabenstellungen des konstruktiven Ingenieurbaus darstellen. Nachfolgend soll dies exemplarisch für die Modellierung von Windeinwirkungen mit deren Rückkopplungen auf Tragwerksantworten gezeigt werden (Bild). Die Beschreibung von Wind kann vereinfachend durch Geschwindigkeiten, die über größere Bereiche als konstant angesehen werden - siehe DIN-Normen -, oder die mit verschiedenen wissenschaftlichen oder empirischen Anpassungen versehen sind - siehe EUROCODE - oder durch einen stochastischen Prozess mit zeitlicher und örtlicher Veränderlichkeit ausgedrückt werden. Die gegenseitigen Abhängigkeiten zeigen dabei die erheblichen Einflussmöglichkeiten der Modellierung auf die Qualität der Aussagen, die Grundlage einer Bemessung bzw. Zuverlässigkeitsbewertung von Tragwerken sind.
- Bild: Exemplarische Umsetzung der Arbeitsmethodik ? Referenzobjekte
Es ist die Frage zu klären, inwieweit aufwendigere Partialmodelle für die Windeinwirkungen zu zuverlässigeren Aussagen führen und welche Qualität die weiteren, im Bearbeitungsablauf folgenden Partialmodelle, z. B. die Tragwerksabbildung, aufweisen müssen.
Eine Systematisierung der in den Schwerpunkten untersuchten Partialmodelle bildet den Ausgangspunkt der Umsetzung des Forschungsansatzes, als Voraussetzung für die weiteren Bearbeitungsschritte. Dabei wird von einer idealen, fehlerfreien Realisierung des Entwurfs ausgegangen. Baumängel und Ausführungsfehler bleiben in den Untersuchungen unberücksichtigt. Dies ist notwendig, um das Problemfeld abzugrenzen und die Modelle nur in ihrer mathematisch-physikalischen Wirkungsweise betrachten zu können.
Die Aussagen aus den Modelluntersuchungen bedürfen einer Vergleichsbasis bzw. eines Maßstabes. Verallgemeinerbare Daten zum Verhalten und daraus abgeleiteten Eigenschaften realer Bauwerke liegen nur in einem begrenzten Umfang vor, sodass die Verifikation gekoppelter Partialmodelle in der hier benötigten Qualität und Quantität kaum zu realisieren ist. Als Konsequenz aus den dargestellten Umständen wird eine begrenzte Anzahl synthetischer Referenzobjekte eingeführt. Diese werden im Bearbeitungsprozess iterativ entwickelt. Die Schaffung und Bearbeitung dieser Referenzobjekte erfordert ? und sichert damit - eine intensive Zusammenarbeit, sowohl zwischen als auch innerhalb der Forschungsschwerpunkte.
Eine fachliche Diskussion der Einflüsse der durch die verwendeten Partialmodelle und deren Kopplung erfassten und/oder vernachlässigten Effekte kann dann auf der Basis eines Vergleichs der Berechnungsergebnisse mit denen der Referenzobjekte erfolgen.
Die Arbeiten an den Referenzobjekten stellen eine wesentliche Herausforderung für den Forschungsschwerpunkt IV - Kooperationsplattformen - dar. Effektive wissenschaftliche Untersuchungen mit der nötigen Kommunikation und Präsentation werden nur durch die Nutzung fortschrittlichster Technik gewährleistet. Damit werden einerseits Anforderungen an den Forschungsschwerpunkt IV definiert und andererseits in kooperativer Arbeit die prinzipielle praktische Anwendbarkeit der erarbeiteten fachlichen Lösungsansätze nachgewiesen.
Die Referenzobjekte erfordern zwingend die Kooperation aller Forschungsschwerpunkte und -themen. Damit wird eine permanente Zusammenarbeit notwendig, die nur auf der Basis eines funktionierenden Graduiertenkollegs zu realisieren ist. Die Verantwortlichen für die einzelnen Referenzobjekte werden aus den NachwuchswissenschaftlerInnen ausgewählt. Die Darstellung des Bearbeitungsstandes der Referenzobjekte ist ein ständiger Tagesordnungspunkt auf den regelmäßigen Kolloquien des Kollegs.
