RUB » Bibliotheksportal

Mario J. Smarslik

• This work focuses on making the method of topology optimization more readily available for practical application in structural engineering and to fully integrate it into the design process in order to provide reliable, qualitatively and quantitatively ready-to-use reinforced concrete concepts. To achieve this goal, this thesis is divided into two main parts. The first part focuses on the development of a combined truss–continuum topology optimization approach tailored to reinforced concrete design that allows the consideration of steel fiber- and hybrid steel fiber–rebar reinforcements. The second part is devoted to the practical application and experimental validation of the newly devised optimization methodology at the example of concrete elements under partial area strip loading in general and more specifically for segmental tunnel lining longitudinal joints. The obtained experimental results and insights are transferred into practical design recommendations.
• Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine vollwertige, qualitativ und quantitativ zuverlässige Integration der Methodik der Topologieoptmierung in den Entwurfsprozess von Stahlbeton- bzw. Stahlfaserbetonbauteilen, um eine praktische Anwendung im konstruktiven Ingenieurbau zu ermöglichen. Die Arbeit gliedert sich hierzu in zwei Teile. Im Fokus des ersten Teils steht die Weiterentwicklung eines kombinierten Topologieoptimierungsansatzes unter Verwendung von Stabwerks- und Kontinuumselementen, welcher die Berücksichtigung von Stahlfaser- und hybriden Stahlfaser-Stabstahlbewehrungen ermöglicht. Der zweite Teil dokumentiert die praktische Anwendung und experimentelle Validierung des neu entwickelten Optimierungsansatzes am Beispiel teilflächenbelasteter Bauteile mit ebener Lastausbreitung und einem speziellen Fokus auf Tübbinglängsfugen. Unter Verwendung der erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse werden praktische Bemessungsempfehlungen hergeleitet.