Master's thesis topics

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)

Anpassungsfähige, adaptive und wandelbare Tragwerke

Anpassungsfähige, adaptive Tragwerke gewinnen im Kontext des Klimawandels und der zunehmenden Rohstoffknappheit immer mehr an Bedeutung. Im Bauingenieurwesens meint Anpassungsfähigkeit die Reaktion von Tragwerken oder Tragwerkskomponenten auf veränderte Umgebungsbedingungen. Außerdem sind Leichtbau- und formoptimierte Konstruktionen eine Anpassung von Tragwerken auf Belastungen. Themen für Abschlussarbeiten können beispielsweise in folgenden Richtungen definiert werden:

  • Tragverhalten von adaptiven Tragwerken
  • Kraftpfadoptimierungen in Tragwerken
  • Numerische Modellierung/Simulation von veränderlichen Tragwerkseigenschaften
  • Steuerung von Tragwerkskomponenten
  • Entwurf von Konzepten, die Umnutzungen von Tragwerken während ihrer Lebensdauer zulassen und die gleiche Tragfähigkeit behalten
  • Sensorik zur Zustandserfassung und Steuerung von Tragwerken (z.B. Entwicklung von Sensorik-Konzepten; energiearme Sensor-Konzepte; Informationsextraktion aus Sensormesswerten; Untersuchungen mit piezoresistiven Sensoren; Integration von Sensorik in den 3D-Druck; textile Sensoren)

Ansprechpartnerin:
Henrieke Fritz (henrieke.fritz[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
  • Bauen mit biogenen Baumaterialien
  • Kombination von klassischen Materialien zur Optimierung des Materialverbrauchs & Ausnutzung von Vorteilen einzelner Materialien
  • Bambus-Bau (z.B. Literaturrecherchen, Stabilitätsuntersuchungen (FE-Analysen, experimentelle Untersuchungen), Modellierung von Imperfektionen, Untersuchungen zu Verbindungstechniken, Design und Konzeption von Bambushäusern und -brücken)
  • Selbstwachsende Strukturen
  • Bauen mit Hanf, Flachs oder Pilzmyzelien
  • Begrünte Dächer und Fassaden

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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