Fail-Safe-Prinzipien für ausgewählte Komponenten adaptiver Tragwerke

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 2 Technischer Stand
• 2.1 Sicherheitstechnik im Gebäudebau
• 2.2 Technische Definitionen
• 2.2.1 Fail-Safe Prinzipien
• 2.3 Adaptives System
• 2.3.1 Aufbau des Systems
• 2.3.2 Beispielsystem: Stuttgart Smart Shell
• 2.4 Fehlermöglichkeits- und einflussanalyse
• 2.5 Morphologischer Kasten
• 3 Systemanalyse
• 3.1 Ergebnisse der FMEA
• 3.2 Ergebnisse des Morphologischen Kastens
• 4 Fail-Safe Ansätze und Lösungen
• 4.1 Hydraulikzylinder mit Stützen
• 4.2 Selbsthemmung - Kolbengewinde
• 4.3 Das Sensor Daten-Diskrepanz Problem
• 4.4 Druckverlust durch Leitungsbruch
• 4.5 Mechanische Zwangsführung
• 4.6 Redundanz-Prinzip in Verbindung mit dem Fail-Safe Prinzip
• 4.7 Selbsthilfe-Effekt
• 4.8 Notlaufeigenschaften
• 4.9 Stabile Endlagen
• 4.10 Ruhestromprinzip
• 4.11 Personenüberwachung
• 4.12 Prozessüberwachung
• 5 Zusammenfassung
• 6 Danksagung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Bachelorarbeit untersucht die Anwendung von Fail-Safe-Prinzipien auf Komponenten adaptiver Tragwerke. Ziel ist es, die Standsicherheit von Gebäuden trotz Ausfällen von Aktoren zu gewährleisten. Die Arbeit analysiert verschiedene Fail-Safe-Methoden und bewertet deren Umsetzung an einem einfachen Tragwerkmodell.

• Anwendung von Fail-Safe-Prinzipien in adaptiven Tragwerken
• Analyse von Ausfallmechanismen und deren Auswirkungen auf die Gesamtstruktur
• Bewertung verschiedener Fail-Safe-Methoden hinsichtlich ihrer Effektivität
• Entwicklung eines geeigneten Tragwerkmodells zur Untersuchung der Fail-Safe-Konzepte
• Zusammenhang zwischen Sicherheit und Zuverlässigkeit adaptiver Tragwerke

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Thematik adaptiver Tragwerke und die Notwendigkeit von Fail-Safe-Prinzipien ein. Sie beleuchtet den Konflikt zwischen steigendem Bedarf an Gebäuden und begrenzten Ressourcen und beschreibt den Ansatz des DFG Sonderforschungsbereichs 1244 als Lösungsansatz. Der Fokus liegt auf der Reduktion von Ressourcen und der Notwendigkeit, vorhandene Elemente sinnvoll zu ersetzen, anstatt sie zu entfernen.

2 Technischer Stand: Dieses Kapitel beschreibt den aktuellen Stand der Sicherheitstechnik im Gebäudebau und definiert wichtige Begriffe wie das Fail-Safe-Prinzip und adaptive Systeme. Es erklärt den Aufbau und die Funktionsweise adaptiver Systeme und führt die Methode der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) sowie den morphologischen Kasten als Analysewerkzeuge ein. Es dient als fundierte Grundlage für die weiteren Kapitel.

3 Systemanalyse: Kapitel 3 präsentiert die Ergebnisse der FMEA und des morphologischen Kastens, die im vorherigen Kapitel eingeführt wurden. Diese Ergebnisse identifizieren kritische Punkte im System und liefern wichtige Informationen für die Auswahl und Bewertung geeigneter Fail-Safe-Methoden. Die Ergebnisse dieser Analysen bilden die Grundlage für die Entwicklung konkreter Fail-Safe-Lösungen.

4 Fail-Safe Ansätze und Lösungen: In diesem zentralen Kapitel werden verschiedene Fail-Safe-Ansätze für adaptive Tragwerke untersucht und bewertet. Es werden konkrete Lösungen wie Hydraulikzylinder mit Stützen, Selbsthemmung durch Kolbengewinde, Redundanzprinzipien und das Ruhestromprinzip detailliert beschrieben und anhand des entwickelten Modells analysiert. Der Fokus liegt auf der Bewertung der jeweiligen Effektivität und der Identifizierung von geeigneten Methoden für den spezifischen Kontext adaptiver Tragwerke. Die Kapitel diskutieren die Herausforderungen und Grenzen der verschiedenen Ansätze.

Schlüsselwörter

Fail-Safe-Prinzipien, adaptive Tragwerke, Sicherheitstechnik, Gebäudebau, FMEA, morphologischer Kasten, Redundanz, Zuverlässigkeit, Notlaufeigenschaften, Ruhestromprinzip, Standsicherheit, Aktoren, Ausfallmechanismen.

Häufig gestellte Fragen zur Bachelorarbeit: Anwendung von Fail-Safe-Prinzipien auf Komponenten adaptiver Tragwerke

Was ist der Gegenstand dieser Bachelorarbeit?

Die Arbeit untersucht die Anwendung von Fail-Safe-Prinzipien auf Komponenten adaptiver Tragwerke. Das Ziel ist die Gewährleistung der Standsicherheit von Gebäuden trotz Ausfällen von Aktoren. Analysiert werden verschiedene Fail-Safe-Methoden und deren Umsetzung an einem einfachen Tragwerkmodell.

Welche Themen werden in der Arbeit behandelt?

Die Arbeit behandelt die Anwendung von Fail-Safe-Prinzipien in adaptiven Tragwerken, die Analyse von Ausfallmechanismen und deren Auswirkungen, die Bewertung verschiedener Fail-Safe-Methoden, die Entwicklung eines Tragwerkmodells zur Untersuchung der Konzepte und den Zusammenhang zwischen Sicherheit und Zuverlässigkeit adaptiver Tragwerke.

Welche Methoden werden zur Analyse verwendet?

Die Arbeit verwendet die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA) und den morphologischen Kasten als Analysewerkzeuge. Diese werden eingesetzt, um kritische Punkte im System zu identifizieren und geeignete Fail-Safe-Methoden auszuwählen und zu bewerten.

Welche konkreten Fail-Safe-Ansätze werden untersucht?

Die Arbeit untersucht verschiedene Ansätze, darunter Hydraulikzylinder mit Stützen, Selbsthemmung durch Kolbengewinde, das Sensor Daten-Diskrepanz Problem, Druckverlust durch Leitungsbruch, mechanische Zwangsführung, das Redundanzprinzip in Verbindung mit dem Fail-Safe-Prinzip, den Selbsthilfe-Effekt, Notlaufeigenschaften, stabile Endlagen, das Ruhestromprinzip, Personenüberwachung und Prozessüberwachung.

Wie ist die Arbeit strukturiert?

Die Arbeit gliedert sich in eine Einleitung, ein Kapitel zum technischen Stand, eine Systemanalyse, ein Kapitel zu Fail-Safe-Ansätzen und Lösungen, eine Zusammenfassung und einen Dank.

Was sind die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit?

Die wichtigsten Ergebnisse sind die Identifizierung kritischer Punkte im System durch FMEA und morphologischen Kasten, die Bewertung verschiedener Fail-Safe-Methoden und die Entwicklung von konkreten Lösungsansätzen für die Gewährleistung der Standsicherheit adaptiver Tragwerke bei Ausfällen von Aktoren. Die Arbeit diskutiert auch die Herausforderungen und Grenzen der verschiedenen Ansätze.

Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt der Arbeit?

Schlüsselwörter sind: Fail-Safe-Prinzipien, adaptive Tragwerke, Sicherheitstechnik, Gebäudebau, FMEA, morphologischer Kasten, Redundanz, Zuverlässigkeit, Notlaufeigenschaften, Ruhestromprinzip, Standsicherheit, Aktoren, Ausfallmechanismen.

Welche Bedeutung hat der DFG Sonderforschungsbereich 1244 im Kontext der Arbeit?

Der DFG Sonderforschungsbereich 1244 wird in der Einleitung erwähnt und stellt einen Lösungsansatz für den Konflikt zwischen steigendem Bedarf an Gebäuden und begrenzten Ressourcen dar. Die Arbeit konzentriert sich auf die Reduktion von Ressourcen und den sinnvollen Ersatz vorhandener Elemente.