Finite-Elemente basierte multikriterielle numerische Optimierung geotechnischer Tragsysteme für den Gebrauchszustand (FEMNOG)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Grabe
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 114502996

Die bisherigen Arbeiten zur Finite-Elemente basierten multikriteriellen numerischen Optimierung geotechnischer Tragsysteme (FEMNOG) konnten erfolgreich durchgeführt werden, siehe Arbeitsbericht zur ersten Projektphase. Die verwendeten Optimierungsalgorithmen wurden modifiziert und auf geotechnische Fragestellungen angewendet, siehe Grabe et al. [5, 6], Pucker und Grabe [11, 12]. Die geplanten weiterführenden Phasen des Erstantrags sollen abweichend vom Erstantrag realisiert werden, da sich gezeigt hat, dass die Optimierungskriterium der Wirtschaftlichkeit und der Bauzeit äußerst schwierig realitätsnah zu erfassen sind. Die Zielfunktionen der Optimierung werden daher im Hinblick auf das Setzungsverhalten und die Tragfähigkeit geotechnischer Strukturen in Phase 4 abgewandelt.Weiterhin wird das Forschungsvorhaben um die Durchführung von Modellversuchen (Phase 5) erweitert. Die Modellversuche sollen zur qualitativen Validierung der numerischen Ergebnisse dienen und die Anwendbarkeit des verwendeten Optimierungsverfahrens zeigen. Dazu werden zunächst mit dem entwickelten numerischen Verfahren Topologien geotechnischer Tragsysteme im Gebrauchszustand optimiert. Diese Geometrien werden dann in einen Versuchsstand eingebaut und auf die Verbesserung ihres Tragverhaltens im Vergleich zu unveränderten Referenzversuchen untersucht. Das ursprüngliche Ziel in Phase 5, aus den gewonnenen Ergebnissen allgemeine Konstruktionsregeln zu entwickelt, ist nach den bisherigen Erfahrungen nicht zu erreichen. Daher sollen die gewonnen Erkenntnisse in Phase 6 in die Entwicklung von Entwurfshilfen und neuer innovativer Gründungsstrukturen einfließen. Um die geplanten Modellversuche abschließend realisieren und fundierte Entwurfshilfen erarbeiten zu können, wird eine Verlängerung um zwei Jahre beantragt, also ein Jahr länger als ursprünglich vorgesehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen