Implementierung eines automatisierten Be-rechnungsprozedere für die Beurteilung von Brückentragwerken

Autor: Oskas Tepasse
Sprache: Englisch

Kurzfassung

Viele Stahlbeton-Rahmentragwerke sind überal-tert und benötigen eine statische Verifikation. Für die Nachrechnung bestehender Strukturen können verschiedene Näherungsstufen verwendet werden, wobei mit steigender Näherungsstufe eine komplexere Modellbildung vorgenommen werden muss. Um die jeweils benötigte Näherungsstufe abzuschätzen wird ein Tool entwickelt, welches die Ingenieur:innen bei der Auswahl der Näherungsstufe unterstützt. In Phase 2.1 des Projektes wurden die Brückenattribute einer Rahmenbrücke definiert und anhand einer Studie bestehender Tragwerke die Variationsbereiche der Attribute ermittelt. Basierend auf diesen Attributen sollen in Phase 2.2 für alle Näherungsstufen Parameterstudien durchgeführt werden, welche Resultate für den Lern- und Trainingsprozess eines Machine Learning Tools generieren.

Diese Arbeit initiiert Phase 2.2. Es wurde ein Arbeitsablauf generiert, welcher eine automati-sierte Durchführung der Parameterstudie für eine beidseitig gelagerte Fahrbahnplatte mit Näherungsstufe 2 bzw. 3 ermöglicht. Pro Parameterkombination werden Traglast und massgebender Versagensmechanismus abgespeichert.

Zuerst werden in einem externen Python-Skript die Attribute und deren Variationsbereiche bzw. Werte definiert und gesampelt. Diese Samples werden an ein Rhino-Grasshopper-File weitergegeben. In diesem wird über jedes Sample iteriert und jeweils die Geometrie in Rhino erstellt sowie ein Interface in Rhino geöffnet. Mit den Werten des Samples sowie der Geometrie in Rhino kann im Interface ein Compas FEA-Objekt gefüllt werden, welches die Inputs in ein Input-File für die Schnittkraft-Analyse konvertiert. Die erhaltenen Schnittkräfte werden dann für eine Traglast-Analyse verwendet, welche mit dem ungerissenen Sandwich-Modell die benötigte Bewehrung sowie die Beton-Ausnutzungen errechnet. Durch iteratives Anpassen der Einwirkung wird die Traglast sowie der massgebende Versagensmechanismus gefunden und abgespeichert. Dies wird für alle Samples wiederholt.

Die Resultate wurden verifiziert. Einzig der gefundene Einfluss der Breite der Fahrbahnplatte auf die Traglast ist kontraintuitiv. Dies bedarf weiteren Untersuchungen.

Nächste mögliche Schritte wären die Verwendung von Rhino im Batch-Modus, die Implementierung der ganzen Rahmenstruktur sowie aller Näherungsstufen.