• © Bauhaus-Universität Weimar, Foto: Barbara Proschak

Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraus

Herzlich willkommen im Stahl-, Holz- und Verbundbau!

Die Professur vertritt die Analyse, Bemessung und konstruktive Durchbildung von Tragwerken des Stahl- und Hybrid- bzw. Holzbaus und setzt Schwerpunkte im Bereich der analytischen, numerischen und experimentellen Forschung. Dies schließt die Entwicklung und Anwendung computerorientierter Methoden und Simulationen von Tragstrukturen unter komplexen Beanspruchungen ein.

Im Folgenden finden Sie aktuelle Neuigkeiten der Professur, geförderte Drittmittelprojekte sowie offene Themen für Abschlussarbeiten. Informationen zum Team, der Forschung, Publikationen und der Lehre sind auf den entsprechenden Unterseiten zu finden. 

Neues Forschungsprojekt: Modellierungs- und Bemessungskonzepte für die digitale Straße

Digitale Straßen nutzen Cloud- und IoT-basierte Anwendungen sowie intelligente Sensornetze, um umfassende infrastrukturrelevante Informationen zu generieren, zu analysieren und zu verwalten. In dem Forschungsvorhaben soll eine Methodik entwickelt werden, um die durch Verkehrsbelastungen hervorgerufenen Beanspruchungen in Form von zeitabhängigen Wahr­scheinlichkeitsverteilungen sensorgestützt zu erfassen und in Prognosen der Materialermüdung auf Grundlage probabilistischer Konzepte einzubeziehen.

Neuer Mitarbeiter im Bereich Holzbau

Zum 01.09.2022 wird Herr Andreas Kirchner die Professur Stahl- und Hybridbau verstärken. Herr Kirchner wird im HBVSens-Projekt die flächige Verklebung zwischen Beton und Holz für den Brückenbau untersuchen. Wir freuen uns, auf die Zusammenarbeit!

Start der Summer School 2022

Die Summer School 2022 ist am Montag, den 22.08. erfolgreich gestartet. Die Fakultät Bauingenieurwesen bietet den Kurs "Forecast Engineering" an, in dem die Professur Stahl- und Hybridbau zusammen mit der Professur Modellierung Simulation - Konstruktion das Projekt "Numerische Simulation von 3D-gescannten Strukturen" anbietet.

Neues Forschungsprojekt: Tragfähigkeit geschweißter Platten

Geometrische und materielle Imperfektionen von schlanken Platten werden stark durch Schweißprozesse beeinflusst, wie dem Aufschweißen von Steifen, wobei dies in den aktuellen normativen Bemessungsansätzen (reduzierten Spannungen, wirksame Querschnitte) nur unzureichend Berücksichtigung findet. Unter Berücksichtigung von höherfesten Stählen soll das Forschungsvorhaben dazu beitragen, sicherheitsrelevante Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Einfluss von Schweißarbeiten auf die Tragfähigkeit von Platten zu klären.

Neues Forschungsprojekt: HBVSens

Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV) stellen ökologisch und ökonomisch sinnvolle Alternativen zu Brücken in konventionellen Massivbauweisen dar. Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, eine neuartige HBV-Bauweise mit flächiger Verklebung zwischen Beton und Holz für den Brückenbau zu etablieren. Zur Detailanalyse wird ein neuartiger Sensoransatz erforscht, der auch zur Zustandsüberwachung genutzt werden soll.

Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die drittmittelgeförderten Projekte der Professur Stahl- und Hybridbau seit 2015. Nähere Informationen und Ansprechpartner zu den Projekten können Sie den jeweiligen Projektseiten entnehmen. 


Projektart: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Sachbeihilfe / Förderdauer: 2023 - 2026

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA), AIF-IGF-Vorhaben / Förderdauer: 2022 - 2024

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. im Förderprogramm "Nachwachsende Rohstoffe" / Förderdauer: 2022 - 2025

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft (TMWWDG) – Landesprogramm ProDigital /
Förderdauer: 2020 - 2024

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft (TMWWDG) / Europäische Union (ESF) / Thüringer Aufbaubank / Förderdauer: 2020 - 2022

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Sachbeihilfe /
Förderdauer: 2018 - 2022

Weitere Informationen finden Sie hier.


Projektart: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) / AiF - Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) / 
Förderdauer: 2019 - 2021

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft (TMWWDG) / Europäische Union (EFRE) / Thüringer Aufbaubank / Förderdauer: 2020 - 2021

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft (TMWWDG) / Europäische Union (ESF) / Thüringer Aufbaubank / Förderdauer: 2018 - 2020

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: BAST Forschungsauftrag /
Förderdauer: 2018 - 2019

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft (TMWWDG) / Europäische Union (EFRE) / Thüringer Aufbaubank / Förderdauer: 2017 - 2018

Weitere Informationen finden Sie hier


Projektart: European Commission, Horizon 2020 /
Förderdauer: 2015 - 2017

Weitere Informationen finden Sie hier

Aktuell werden an der Professur Stahl- und Hybridbau studentische Arbeiten (Master-, Bachelor- und Studienarbeiten) schwerpunktmäßig zu nachfolgenden Themenfeldern betreut. Wir haben Ihr Interesse geweckt? Sprechen Sie uns gerne an!

Additive Fertigung im Stahlbau

Künftig werden Bauteile aus dem 3D-Drucker auch im Bauwesen Einzug halten. Über das Stabilitätsverhalten solcher additiv gefertigter Komponenten ist jedoch noch nicht viel bekannt. Die Arbeiten auf diesem Themengebiet beschäftigen sich mit z. B. den Materialeigenschaften, Auswirkungen von Imperfektionen auf das Stabilitätsverhalten; Ermittlung thermischer Eigenspannung, strukturmechanischer Simulationen sowie weitere Untersuchungen verschiedener Aspekte additiv gefertigter Bauteile.

Ansprechpartner:
Paul Winkler (paul.winkler[at]uni-weimar.de)

Fassadensysteme und deren Verbindungstechniken

Innerhalb von Forschungsprojekten zum Themenkomplex des Fassadenbaus ist zu den Schwerpunkten Konstruktiver Glasbau und Verbindungstechniken die Ausarbeitung von Aufgabenstellungen für Studienarbeiten/Abschlussarbeiten gegeben. Möglichkeiten des experimentellen Arbeitens, Durchführen von Literaturrecherchen sowie Numerischen Untersuchungen (Strömungssimulationen) sind gegeben. Konkrete Themen werden nach Anfrage ausgearbeitet.

Ansprechpartnerin:
Christin Sirtl (christin.sirtl[at]uni-weimar.de)

Hybride Holzbrücken mit Klebverbund

Ziel eines aktuellen Forschungsschwerpunktes ist es, die Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV-Bauweise) mit Klebverbund für den Brückenbau zu etablieren. Im Fokus stehen u. a. die Erforschung des Verbundtragverhaltens unter Langzeitbeanspruchung infolge mechanischer und wechselnder thermischer Beanspruchung sowie die Entwicklung des optimalen Klebfugendesigns und einer robusten Herstellungstechnologie. Basierend auf experimentellen Untersuchungen mit integrierter Sensorik werden numerische Simulationsmethoden und Ingenieurmodelle kalibriert und weiterentwickelt, um Prognosen zum Langzeittragverhalten des Verbundes sowie Parameterstudien zum Gesamttragverhalten durchzuführen. Konkrete Themen mit inhaltlichem Bezug zum Forschungsvorhaben werden nach Anfrage ausgearbeitet.

Ansprechpartner:
Martin Kästner (martin.kaestner[at]uni-weimar.de)

Holzbau / Bambus-Bau / Nachhaltige Bauweisen

Der Einsatz von Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen als Baumaterialien nimmt aufgrund umweltpolitischer und baurechtlicher Veränderungen, bautechnischer Entwicklungen sowie sich wandelnder Nutzerinteressen stetig zu. Fehlende wissenschaftliche Untersuchungen und normative Regelungen schränken in dieser dynamischen Entwicklung oft die Anwendungsmöglichkeiten im Bauwesen ein. Nachfolgend sind einige Themenbereiche genannt, zu denen konkrete Aufgabenstellungen nach Anfrage ausgearbeitet werden können:

  • Vergleich von bestehenden und neuen Konzepten/normativen Regelungen für ausgewählte Tragfähigkeits- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise des Holzbaus
  • Ermüdungsnachweise im Holzbau
  • Kriech-/Relaxationsverhalten von Holz bei Schubbeanspruchung
  • Untersuchungen zur Bewertung der Tragfähigkeit und der Klebfugenfestigkeit von historischem Brettschichtholz
  • Bambus-Bau (z.B. Literaturrecherchen, Stabilitätsuntersuchungen (FE-Analysen, experimentelle Untersuchungen), Modellierung von Imperfektionen, 3D-Scans der Bambusgeometrie, Untersuchungen zu Verbindungstechniken, Design und Konzeption von Bambushäusern und -brücken)

Ansprechpartner:
Martin Kästner (martin.kaestner[at]uni-weimar.de)
Henrieke Fritz (henrieke.fritz[at]uni-weimar.de)

Probabilistische Tragwerksanalysen unter Berücksichtigung von Instationaritäten

Im Rahmen probabilistischer Tragwerksanalysen sollen speziell unter Berücksichtigung zeitabhängiger Lasten bzw. Widerstände Zuverlässigkeits-, Sensitivitäts- und Variationsanalysen durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang besteht weiterhin der Bedarf an neuen und effizienten Methoden, die insbesondere Instationaritäten in Datenreihen abbilden und bewerten lassen. (Studienarbeit/Masterarbeit)

Ansprechpartner: 
Robert Arnold (robert.arnold[at]uni-weimar.de )

Programmentwicklung für den Stahl-, Verbund- und Hybridbau

Programmentwicklung für verschiedene Problemstellungen unter der Prämisse der einfachen Bereitstellung durch tabellenkalkulationsbasierende VBA-Programmierungen.

Ansprechpartner:
Robert Arnold (robert.arnold[at]uni-weimar.de )
Henrieke Fritz (henrieke.fritz[at]uni-weimar.de)

Program development in the area of steel and hybrid structures, finite elements, and structural design

Development of software for solving diverse problems of finite elements and structural design in the steel field. The programming languages are C#, Matlab, and Ansys APDL commands.

Contact:
Stalin Ibáñez (stalin.patricio.ibanez.sanchez[at]uni-weimar.de)

Stabilitätsanalysen im Stahlbau

Untersuchungen zu den Stabilitätsfällen Biegeknicken, Biegedrillknicken und Plattenbeulen von Stahlbauteilen und Stahltragwerken (geometrische Nichtlinearität bzw. Theorie II. Ordnung sowie physikalische Nichtlinearität). Aufgabenstellungen können nach Anfrage u.a. zu folgenden Themen ausgearbeitet werden:

  • Einfluss von tatsächlich gemessenen geometrischen und materiellen Imperfektionen auf das Stabilitätsverhalten von Stahlträgern
  • Geometrieaufnahme von Stahlträgern: Auswertung der Qualität von photogrammetrischen Aufnahmemethoden mit verschiedenen Kameraaufbauten und –parametern 

Ansprechpartnerin:
Caridad Moscoso (caridad.moscoso[at]uni-weimar.de )

Structural life cycle assessment

Structural life cycle assessment of new and existing structures is the dominant research field that requires efficient numerical modelling, structural health monitoring, and data analysis. Within this scope, the following fields are primarily suggested, but not limited to:

  • Fatigue analysis of metal structures (stress-based method, strain-based method, damage tolerant method, with national standards)
  • Life cycle assessment with the aid of structural health monitoring - SHM (data analysis with frequentist and Bayesian approach)
  • Program development to aid fatigue analysis and SHM
  • Finite element modelling of structural details (Ansys mechanical APDL)

Contact: 
Sharmista Chowdhury (sharmistha.chowdhury[at]uni-weimar.de)

Uncertainty evaluation of structural modelling

Evaluation of uncertainties in finite element modelling considering different element types and modelling theories.

Contact:
Stalin Ibáñez (stalin.patricio.ibanez.sanchez[at]uni-weimar.de)


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Nach Absprache betreuen wir gerne auch geeignete eigene Themenvorschläge. Für die Einreichung verwenden Sie bitte unsere Vorlage:

Formular Themenvorschlag als Word-Datei

Informationen zu den angebotenen Lehrveranstaltungen, Vorlesungsterminen, Modulbeschreibungen, Lehrmaterialen und Prüfungsterminen.

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