Abschlussarbeiten

Erprobung der Python-Schnittstelle von Revit für die Erstellung eines Konfigurators
Mithilfe der Programmiersprache Python ist das Schreiben von Plug-Ins in bereits funktionierende Anwendungen möglich, sofern die Entwickler eine Schnittstelle hierfür zur Verfügung stellen. Die für BIM-Zwecke erstellte Software Revit (Autodesk) verfügt über eine solche Schnittstelle. Im Rahmen der Abschlussarbeit soll ein Konfigurator, z. B. zur Modellierung einer Stahlrahmenhalle, erstellt werden. In dem Konfigurator könnten Eingabewerte wie die Spannweite der Halle oder die Anzahl der Felder abgefragt werden. Auf Grundlage dieser eingegeben Werte soll in Revit automatisiert eine Halle modelliert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dokumentiert und die Arbeit als eine Art Leitfaden verfasst werden.

Attribuierung von Revit-Modellen
Die Arbeitsmethode BIM soll die Kollaboration verschiedener am gleichen Projekt beteiligter Planer optimieren. Für diesen Zweck ist es in diversen Anwendungsprogrammen innerhalb der Planungswelt möglich, Bauteilen beim Modellieren semantische Informationen beizufügen (Attribuierung). Durch eine Abschlussarbeit soll nun das Ableiten eines Teilmodells (z. B. für Statik-, Energie- oder Brandschutzberechnungen) aus dem Gesamtmodell mithilfe der Software Revit (Autodesk) erprobt werden. Es ist zu untersuchen, wie bei der Modellierung und Attribuierung vorzugehen ist und welche Einstellungen vorzunehmen sind, um ein möglichst brauchbares Teilmodell zu exportieren. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dokumentiert und die Arbeit als eine Art Leitfaden verfasst werden.

Bestandsaufnahme mittels Laserscan
Laserscans werden heute u. a. dafür eingesetzt, Gelände oder Bauwerke zu vermessen. Dabei wird jedem Punkt eine eindeutige Koordinate zugeordnet. Die hierbei entstehende Punktwolke kann für diverse Anwendungen hilfreich sein. Im Rahmen einer Abschlussarbeit sind die verschiedenen Technologien rund um das Laserscanning zu untersuchen, miteinander zu vergleichen und Vor- und Nachteile der verschiedenen Arten von Laserscannern für mögliche Anwendungsbereiche auszuarbeiten. In diesem Kontext soll das Gebäude 1 am Campus Emilie mit einem stationären Laserscanner aufgenommen werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dokumentiert und die Arbeit als eine Art Leitfaden verfasst werden.

Auswertung von Meßpunktwolken eines Laserscans
Mittels Laserscans können heute innerhalb weniger Sekunden große Mengen an Messpunkten erzeugt und zusammengenommen als Punktwolke beschrieben werden. Eine Herausforderung ist es, diese große Zahl an Punkten nützlich zu machen. Im Zuge einer Abschlussarbeit soll ein vorhandener Datensatz an Gebäudemesspunkten mit einem Bestandsplan des gleichen untersuchten Objekts verglichen werden. Alternativ kann die Aufgabenstellung auch vorsehen, mittels vorhandener oder einer selbst erstellten Punktwolke eine Gebäudegeometrie zu erzeugen. Denkbar ist auch, eine Auswertung von Abnutzungserscheinungen einer vielgenutzten Oberfläche (z. B. Tiefgaragenböden, Schornsteinoberflächen etc.). Ziel ist es, den Mehrwert von Meßpunktwolken herauszuarbeiten. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dokumentiert und die Arbeit als eine Art Leitfaden verfasst werden.

Entwicklung und Erprobung eines praxisorientierten Prozesses für die Bauplanung eines Ingenieurbauwerkes mittels Building Information Modeling (BIM)

Bidirektionale Ableitung und Kopplung von BIM (Building Information Modeling)- und Statikmodellen für die Planung und Bemessung von Ingenieurbauwerken

Datenaufbereitung für die Entwicklung der auf KI basierenden Topologieoptimierungsalgorithmen
Die Topologieoptimierung ist ein computergestütztes Verfahren, bei welchem Algorithmen die optimale Materialverteilung für vordefinierte Randbedingungen (Lager, Lasten etc.) automatisiert berechnen. Zum Beispiel werden hierbei Bereiche in Körpern, die keinen Anteil an der Tragfähigkeit haben, lokalisiert und aus dem Modell entfernt. Solche Verfahren sind gewöhnlich iterativ und sehr rechenintensiv. Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen nun Datensätze (z. B. mit der Software MATLAB (MathWorks)), die die Ergebnisse der Topologieoptimierungsberechnungen infolge zufälliger Lasten- und Lagerkonstellationen vorhalten, aufbereitet werden. Diese Datensätze sollen in zukünftigen Forschungsprojekten Verwendung finden, wenn es darum geht, auf KI basierende Algorithmen für die Topologieoptimierung zu entwickeln, die weniger rechenintensiv sind.

Durchführung einer Strukturoptimierung in RFEM (DLUBAL) mittels Python-Schnittstelle
Optimierungsprozesse sind aus der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. Sei es das Bestreben Ressourceneinsatz zu minimieren oder den Gewinn zu maximieren. In allen Wirtschaftsbereichen wird Optimierung angestrebt. Im Bauwesen bemühen sich Ingenieure, Strukturen von Tragwerken und Bauteilen zu optimieren. Hierfür haben Softwarehäuser in den letzten Jahren Werkzeuge entwickelt, mithilfe derer die Anwender Optimierungsaufgaben lösen können. So ist es inzwischen möglich einige Anwendungen mittels verschiedener Programmiersprachen zu steuern. Zum Beispiel lässt sich die Anwendungen RFEM (Dlubal) durch die Programmiersprache Python bedienen. Im Rahmen einer Abschlussarbeit soll ein Leitfaden erstellt werden, der das Lösen einer Optimierungsaufgabe in RFEM mittels der verfügbaren Python-Schnittstelle dokumentiert. Zum Beispiel könnten Tragstrukturen in Bezug auf ihren Tragwiderstand optimiert werden, indem diverse Abmessungen der Geometrie oder der verwendeten Querschnitte optimal und automatisiert gewählt werden.

Erstellung eines Leitfadens zur Durchführung eines 3D-Beton-Drucks mittels Industrieroboter
Jüngste Erfolge der IT-Branche garantieren einen immer größer werdenden Einfluss der Digitalisierung in vielen Lebensbereichen. So auch im Bauwesen. Hier wird der Einfluss unter anderem durch die Anwendung von 3D-Druckern sichtbar, die nicht mehr nur auf das Material Kunststoff zurückgreifen, sondern auch Stahl oder Beton verarbeiten können. Zur Durchführung dieser Aufgabe genügt heute (je nach Maßstab) schon ein Industrieroboter, der als Universalroboter für viele Zwecke einsetzbar ist. Ein solcher Industrieroboter steht dem Fachbereich Bauingenieurwesen im Labor zur Verfügung. Durch eine Abschlussarbeit soll ein Leitfaden erstellt werden, der Aufschluss darüber gibt, welche Handlungsschritte erforderlich sind, um von einem BIM-Modell zu einer Geometrie und dann zu einer vom Slicer aufbereiteten Datei zu gelangen. Hierbei sollen ausgewählte Prozesse erprobt und dokumentiert werden. In Kooperation mit dem Lehrgebiet "Baustofftechnologie und Massivbau" (Prof. Dr.-Ing. Hollmann) kann anschließend die Umsetzung des 3D-Drucks im Labor erfolgen.

Erstellen von nutzerdefinierten Regelsätzen in Solibri
Zur Ansicht und Überprüfung digitaler Modelle sind sogenannte IFC-Viewer nützlich. Vor allem dann, wenn sie mit modellprüfenden Funktionen ausgestattet sind. Ein solcher Viewer kann auf Konflikte oder fehlende Informationen innerhalb eines IFC-Modells hinweisen. Solibri Office (Solibri Inc.) beinhaltet einen "Model Checker", der Modelle auf Konformität mit Normen und Ordnungen regelbasiert und automatisiert prüfen kann. Die Software besitzt ein Portfolio an Kriterien, die prüfbar sind, jedoch ist Vollständigkeit hier nicht gegeben. Sie bietet aber weiter die Möglichkeit, eigene Regelsätze zu implementieren. Im Rahmen der Abschlussarbeit ist herauszuarbeiten, welche Regelsätze in Solibri fehlen, um diese anschließend exemplarisch zu implementieren. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dokumentiert und die Arbeit als eine Art Leitfaden verfasst werden.

Konzeption, FE-Analyse und Optimierung von Steckverbindungen für den Stahlbau mit dem Ziel der computergesteuerten Laser-Fertigung

Automatisierte Mengenermittlung und Ausschreibung einer Bauplanung mittels Building Information Modeling (BIM)

habermann.decker.architekten PartGmbB
www.habermann-decker.de
SLAVERTORWALL 15
32657 LEMGO

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BMS Industriebau GmbH
bms-industriebau.de
Alte Heeresstraße 25
59929 Brilon

BREMER AG
www.bremerbau.de
Grüner Weg 28-48
33098 Paderborn

CON+ScanTech - IFSB GmbH
www.ifsb.eu
Ruhrallee 9
44139 Dortmund

GOLDBECK GmbH
www.goldbeck.de
Ummelner Straße 4-6
33649 Bielefeld

Schüco International KG
www.schueco.de
Schücostraße 1
33609 Bielefeld

STRABAG AG
www.strabag.de
Weststr. 57
32657 Lemgo

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Stadt Detmold
www.detmold.de

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DS Deutschland GmbH
3DS.COM/SIMULIA
Albert-Nestler-Str. 17
76131 Karlsruhe

Plan.One GmbH
www.plan.one
Kammerratsheide 36
33609 Bielefeld