Statik & Simulation
Die Baustatik als die Lehre vom Gleichgewicht ruhender Kräfte, die Kenntnis von baustatischen Verfahren zur Berechnung und Analyse von Tragwerken, das grundsätzliche Verständnis für den Lastabtrag in einem Tragwerk und das Abschätzen für ein gutes Maß an Tragwerksidealisierung sind Grundvoraussetzungen für gute Modellbildung in einem Stabwerksprogramm oder Finite-Element-Programm und Grundvoraussetzung für die Planung und Instandsetzung von Gebäuden und deren Tragstrukturen.
Das Institut I4S beschäftigt sich mit ebenen und räumlichen Modellen, linearen wie nichtlinearen Problemen, mit mechanischen und dynamischen Problemen.
In der Lehre liegt der Fokus zunächst auf der ebenen Baustatik und dem Zerlegen der Tragstrukturen. Das Prinzip der virtuellen Kräfte zur Ermittlung von Verformungen, das darauf aufbauende Kraftgrößenverfahren zur Berechnung statischer unbestimmter Systeme werden ebenso gelehrt, wie die schematisierte Dreimomentengleichung. Das allgemeine Weggrößenverfahren und die computerorientierte Baustatik werden wahlobligatorisch angeboten. Im Bachelor wird sich auf statische Methoden und lineare Tragwerke beschränkt.
Im Masterstudiengang Konstruktiver Ingenieurbau werden die Stabilität, die Plastizität, und weitere nichtlineare Materialeigenschaften behandelt. Die computerorientierte Baustatik und nichtlineare Berechnungsalgorithmen bilden dabei eine zentrale Rolle. Statische und kinematische Methoden kommen zum Einsatz.
Stabwerksprogramm sStatics
Zur Unterstützung der Lehre wird am Institut I4S ein Stabwerksprogramm für ebene Stabtragwerke zur Berechnung von Schnittgrößen und Verformungen mit ansprechender Benutzeroberfläche entwickelt. Die Programmiersprache Python wird in Verbindung mit der Programmierumgebung PyCharm verwendet. Die Berechnung basiert auf dem Allgemeinen Weggrößenverfahren. Die Applikation ist mit Hilfe des Dash Frameworks als Webanwendung mit Benutzeroberfläche gestaltet. Zwar gibt es bereits zahlreiche kommerzielle Programme dieser Art, aber keines ist auf die Lehre in der Baumechanik abgestimmt, zumeist sind die Programme sehr umfangreich und komplex, so dass die Konzentration auf das Wesentliche schwerfällt.
Das Stabwerksprogramm hat zum Ziel den Studierenden nicht nur fertige Lösungen zu präsentieren, sondern je nach Berechnungsverfahren auch Zwischenergebnisse und ansprechende Ergebnisdarstellungen zu liefern. So können Studierende sich Ihren eigenen Übungsaufgaben und Herausforderungen stellen.
An der Entwicklung des Programms sind regelmäßig Bachelor- und Masterarbeiten beteiligt. Bei Interesse sprechen Sie uns an!
Aufgaben-Pool in ONYX
Zur Unterstützung der Prüfungsvorbereitung insbesondere im Bachelor werden Online-Aufgaben im OPAL / ONYX System erstellt. Die Aufgaben sind nach Themengebieten und Schwierigkeitsgrad sortiert, so dass die Studierenden auf Basis Ihrer Erfahrungen die passenden Aufgaben auswählen können. Die Entwicklung des ONYX Aufgaben-Pools entsteht im Rahmen des FAssMII Projekts , Ziel des Projektes ist es auch einen ONYX Aufgaben-Pool für den Bereich der Mechanik zu etablieren. Das OPAL / ONYX System wird sachsenweit an Hochschulen genutzt und Lehrende und Studierende können gemeinsam zu diesem Aufgaben-Pool beitragen und gemeinsam profitieren.
Bei Interesse an veröffentlichten Aufgaben im ONYX Aufgaben-Pool und Teilhabe am Netzwerk Mechanik sprechen Sie uns an!
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