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Freiformoptimierung im Stahlbau
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1) Motivation
Die neuen M?glichkeiten durch den Einsatz von Computern in der Darstellung und Bemessung komplexer Geb?udeformen k?nnen zur Optimierung der Planung und Realisierung komplexer Bauaufgaben eingesetzt werden. Da bei gekrümmten Hüllkonstruktionen die gro?e Herausforderung in der technischen Realisierbarkeit der angestrebten Form steckt, müssen mechanische und technische Randbedingungen in die Ausformulierung eines r?umlich, ?sthetischen Programms entscheidend miteinbezogen werden k?nnen. Das n?tige Werkzeug gibt es jedoch noch nicht und ein Verfahren zur Ermittlung schneller Ergebnisse zur Auswirkung von mechanischen Parametern auf die Form wird ben?tigt. Die resultierende Geometrie (Architektur) aus diesem Iterationsprozess entsteht bereits in ?bereinstimmung mechanischer, ?sthetischer und gebrauchstauglicher Randbedingungen (Tragwerksberechnung, Dimensionierung, Fertigungstauglichkeit).
2) Ablauf einer Optimierung
Für die Optimierung von Gitterschalen wird eine Kombination verschiedener Software – Tools genutzt. Um bei der Optimierung verschiedene Ziele in die Ergebnissuche einbinden zu k?nnen, wird das Prinzip der “Multi-Objective Optimization” genutzt um mechanische, fertigungstechnische und gestalterische Randbedingungen abzustimmen
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3) Die Optimierungsziele
?Architektonische Ziele
·?? Geringe Distanz der optimierten Freiformfl?chen zu
??? Ausgangsfreiformfl?che
·?? Gleichm??ige Netzstruktur
Statisch-konstruktive Ziele
·?? Die Momente an einem Stabanschluss minimieren
·?? Kontrolle der Gitterschalenverformung infolge der
??? Rotationssteifigkeit der Knoten
·?? Knoten- und Stabgeometrie im Volumen und Querschnitt
??? minimieren
Statisch-konstruktive Ziele der Glaseindeckung
·?? Formoptimierung zur Eindeckung von Gitterschalen mit günstigen
??? Scheibengeometrien
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