Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019 - HS 2019 Leiter der Projektarbeit ...
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Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Leiter der
Prof. Dr. Walter Kaufmann
Projektarbeit:
Institut: Institut für Baustatik und Konstruktion (IBK)
Fachbereich: Massiv- und Brückenbau
Anzahl Themen: 11
Themen direkt auf Link:
der Website der
Professur/des
Instituts veröffent-
lichtProjektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Bending capacity of KnitCrete elements
Betreuer der Minu Lee
Projektarbeit:
Beschreibung: KnitCrete is a new composite materials technology which
uses high-strength knitted textiles as flexible formworks
and eventually reinforcement. The membrane spans in a
scaffolding frame where it is initially coated with a high-
strength cement paste. The hardened thin membrane can
then be used as a stay-in-place formwork. This creates
great flexibility in individual and bespoke design of double-
curved concrete shells for digital fabrication. However, the
structural behaviour of such elements have not been fully
and properly examined yet.
This project thesis aims at the experimental investigation
of the bending behaviour and capacity of KnitCrete
elements. The students will conduct 4-point bending tests
on simply supported beams. Modern instrumentation
systems will be used to assess the deformation and
cracking behaviour in bending. The measurement data
shall be used to validate and compare mechanical models
to describe the load-deformation behaviour.
Empfohlene
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: Group of 2 people
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 2 people
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Minu Lee,
lee@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist
2Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Statische Analyse bestehender Stützmauern mit
lokaler Korrosion der Bewehrung
Betreuer der Severin Haefliger
Projektarbeit:
Beschreibung: Eine beträchtliche Anzahl bestehender Winkelstützmauern
in der Schweiz ist von einer lokalen Korrosion der
hangseitigen Hauptbiegebewehrung infolge von
Kiesnestern betroffen. Die Schädigung der Bewehrung auf
sehr kleiner Länge reduziert die Tragfähigkeit wie auch die
Verformungsfähigkeit dieser Bauwerke. Letztere ist in
Anbetracht der verformungsabhängigen Einwirkung des
Erdrucks von grosser Relevanz. Die Problemstellung
wurde im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte
theoretisch und experimentell untersucht und es wurden
erste Modelle zur Vorhersage des Last-
Verformungsverhaltens solcher Bauwerke entwickelt.
Ziel der Projektarbeit ist eine erste statische Überprüfung
ausgewählter Stützmauern auf Grundlage der entwickelten
Modelle. Sie soll Aufschluss geben über den aktuellen
statischen Zustand sowie die Haupteinflussparameter und
Unsicherheiten. Zudem sollen die Möglichkeiten von
Überwachungs- und Instandsetzungsmassnahmen
evaluiert werden.
Empfohlene Kenntnisse in Matlab-Programmierung von Vorteil
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1-2 (entweder als Einzelarbeit oder als
Gruppenarbeit)
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 1-2 Personen
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Severin Haefliger,
haefliger@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
3Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Validation of the Cracked Membrane Model with fixed
interlocked cracks
Betreuer der Alexander Beck und Nicola Gehri
Projektarbeit:
Beschreibung: The Cracked Membrane Model with fixed, interlocked
cracks (CMM-F) is the most general approach for cracked
reinforced concrete elements subjected to in-plane
stresses as long as one set of uniformly spaced cracks is
considered and steel and bond stresses are modelled by
equivalent, uniformly distributed stresses. The CMM-F has
recently been implemented in Matlab at the Chair of
Concrete Structures and Bridge Design (Master's Thesis
by Nicola Gehri). So far, the CMM-F predictions for the
load-defomation behaviour of RC panels under shear and
normal forces have been compared to some experimental
results which can be found in literature. However, the
model reacts very sensitive to the variation of certain
parameters and thus, the predictions differ strongly
depending on the choice of these parameters.
This project thesis aims at the investigation of the
parameter sensitivity of the CMM-F. The student will
conduct a systematic, parametric study using both,
academic examples of RC panels as well as experimental
data, which can be found in literature. Additionally, it will be
possible to study experimental results fromt recent tests
conducted in the Large Universal Shell Element Tester at
ETH in more depth. The results of the study can be used
to validate the CMM-F and to compare the model
predictions to the Rotating Crack Membrane Model (CMM-
R) and/or the Modified Compression Field Theory (MCFT).
Empfohlene Stahlbeton III
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 2
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse:
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
4Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
so bald als möglich beim Betreuer Alexander Beck,
beck@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
Sprache: englisch oder deutsch.
5Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Compression softening in the Cracked Membrane
Model with fixed interlocked cracks
Betreuer der Alexander Beck und Nicola Gehri
Projektarbeit:
Beschreibung: The Cracked Membrane Model with fixed, interlocked
cracks (CMM-F) is the most general approach for cracked
reinforced concrete elements subjected to in-plane
stresses as long as one set of uniformly spaced cracks is
considered and steel and bond stresses are modelled by
equivalent, uniformly distributed stresses. The CMM-F has
recently been implemented in Matlab at the Chair of
Concrete Structures and Bridge Design (Master's Thesis
by Nicola Gehri). So far, the constitutive law for concrete
including the compression softening has been adapted
from the rotating crack model.
This project thesis aims at the investigation of the
compression softening in RC panels. The student will
conduct a systematic, parametric study using experimental
data, which can be found in literature, and experimental
results fromt recent tests conducted in the Large Universal
Shell Element Tester at ETH. The results of the study can
be used to validate or disapprove the compression
softening law of the CMM-F. Eventually, a suggestion for
an adjustment of the compression softening law can be
elaborated to enable a comparison to the law assumed in
the Rotating Crack Membrane Model (CMM-R) and/or the
Modified Compression Field Theory (MCFT).
Empfohlene Stahlbeton III
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse:
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Alexander Beck,
beck@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
6Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
über Moodle noch möglich ist.
Sprache: englisch oder deutsch.
7Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Structural behaviour of fibre reinforced 3D printed
concrete
Betreuer der Lukas Gebhard
Projektarbeit:
Beschreibung: Digital fabrication with concrete, and in particular 3D
concrete printing, has received increasing attention in
academia and the industry. One of the limiting factors in
this field of research is, however, a consistent
reinforcement strategy in combination with a profound
understanding of the structural behavior of 3D printed
concrete members. Fibre reinforcement offers a possible
solution, but the structural behaviour of fibre reinforced 3D
printed concrete needs to be further understood, in
particular the potential influence of the production
parameters (e.g. the concrete mix, type of processing,
amount of acceleration and the system change over time).
The goal of this thesis is to study experimentally the
structural performance of fibre reinforced 3D printed
concrete members and analysing the influence of the
production parameters.
The student(-s) will be introduced to the field of digital
fabrication and fiber reinforced concrete. After an initial
literature study, they will produce fibre reinforced 3D
printed samples and explore the structural potential of fibre
reinforcement and the effect of different parameters on the
structural behaviour
Empfohlene
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1-2 people
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 1-2 people
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Lukas Gebhard,
gebhard@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
8Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
über Moodle noch möglich is
9Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Direct tension behaviour of layered fibre reinforced
concrete
Betreuer der Lukas Gebhard
Projektarbeit:
Beschreibung: Fibre reinforced concrete is mainly characterised by its
behaviour in direct tension. One of the drawbacks of
conventional fiber reinforcement is, however, the random
alignment of fibers inside the concrete matrix resulting in a
low efficiency of fibre reinforcement.
This project studies the structural behaviour in direct
tension of layered concrete elements (e.g. produced with
3D concrete printing technology) with aligned fibres in
between the layers. The direct tension tests will provide
the stress-crack opening behaviour of the layered fibre
reinforced concrete, from which consistent mechanical
models will be verified/developed.
After an initial literature study on fibre reinforcement, the
student(s) will produce a set of fibre reinforced concrete
samples with varying fiber types and contents. These
samples will be tested in direct tension and the results will
be evaluated to gain an understanding of the underlying
mechanical models.
Empfohlene
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1-2 people
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 1-2 people
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Lukas Gebhard ,
gebhard@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
10Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Behaviour of functionally graded hybrid fibre-
reinforced concrete (HyFRC) slabs
Betreuer der Tena Galkovski
Projektarbeit:
Beschreibung: Numerous approaches have been attempted in the past to
promote the use of fibre reinforcement in structural
concrete design. Within this project, the flexural behaviour
of functionally graded, hybrid fibre-reinforced slabs will be
investigated with special emphasis on ductility. In some
specimens steel reinforcement will be used additionally.
The slabs are designed such, that material is placed where
it is needed, i.e. the more tensile stresses are expected in
a region, the more fibres are placed there - (hence
"functional grading"). This design approach aims at a more
economical and ecological use of ressources and shall
reduce steel congestion in highly loaded regions and
further ease the construction as well as consolidation
process. A major challenge is to design a tuned mix of
concrete matrix and fibres, in order to ensure a strain
hardening behaviour of the composite material.
After a literature review on the topic, the specimens will be
cast and prepared. Within the scope of this project thesis,
the tests will be performed, as well as evaluated.
Empfohlene Stahlbeton III
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1-2 students (entweder als Einzelarbeit oder als
Gruppenarbeit)
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 1-2 students
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich bei der Betreuerin Tena Galkovski,
galkovski@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
11Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Tragwerksentwurf des Birsstegs in Basel-Stadt
Betreuer der Minu Lee
Projektarbeit:
Beschreibung: Das Tiefbauamt Basel-Stadt plant einen Ersatz der
bestehenden Fuss- und Radwegbrücke über die Birs,
welche das Quartier Breite mit der Gemeinde Birsfelden im
Baselbiet verbindet.
Im Rahmen einer Vorstudie des Kantons setzen sich die
Studierenden primär mit möglichen Tragwerkskonzepten
der Fuss- und Radwegbrücke auseinander. Mehrere
verschiedene Lösungsansätze sollen in einem Varianten-
vergleich untersucht werden. Besonders zu beachten sind
dabei die Effizienz des Tragwerks, die Wirtschaftlichkeit,
der Bauvorgang und insbesondere die Gestaltung: Die
zunehmende Zentrumsentwicklung sowie Verdichtung im
urbanen Raum stellen hohe Anforderungen an ein
Bauwerk an diesem Ort. Das Tragwerkskonzept ist unter
Berücksichtigung dieser Faktoren sowie der vorgesehenen
Nutzung, der Linienführung, der Einbettung in die
bestehende Landschaft und der Verkehrsanbindung zu
optimieren.
Im Rahmen der Projektarbeit soll von den Studierenden
ein eigenes Vorprojekt für den Neubau der Fuss- und
Radwegbrücke über die Birs erarbeitet werden.
Empfohlene
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 2 Gruppen à 2 Personen
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 2 Gruppen à 2 Personen
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Minu Lee,
lee@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
12Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Rotationsbedarf und Rotationsvermögen
Betreuer der Natalie Reckinger, Patrick Bischof
Projektarbeit:
Beschreibung: Derzeit werden alle Tragwerks-Normen des Eurocodes
(EN 199x) inhaltlich revidiert, mitunter entsprechend auch
die EN 1992-1-1 (Eurocode 2, europäisches Pendant zu
SIA 262), die auch in der Schweiz zur Anwendung gültig
ist. Unter intensiver Mitwirkung von Schweizer Experten
präsentiert sich der nun fast vollständige Entwurf der EN
1992-1-1 gegenüber der heute gültigen Norm stark
verbessert und vereinfacht.
Zur Berechnung des Rotationsbedarfs und des
Rotationsvermögens von statisch unbestimmten Systemen
fehlen jedoch weiterhin griffige Grundlagen zur
Tragwerksprojektierung: Mit der EN 1992-1-1 kann der
Nachweis des Rotationsvermögens mithilfe einer Grafik
vereinfacht geführt werden, zur Bestimmung des
Rotationsbedarfs gibt es keine Angaben. Die SIA 262
präsentiert gar keine Vorgaben, weder zur Berechnung
des Rotationsbedarfs, noch zum Nachweis des
Rotationsvermögens. Das Ziel der Projektarbeit ist, diese
Wissenslücke für die Projektierung zu schliessen.
Empfohlene
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse:
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Patrick Bischof,
bischof@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
13Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Reinforced hybrid fibre-reinforced concrete (R/HyFRC)
Tension Chords
Betreuer der Tena Galkovski
Projektarbeit:
Tomislav Markić
Beschreibung: Despite numerous investigations, there are still many
obstacles and unsolved problems in detailing for the
structural employment of fibre-reinforced concrete.
Within this project, the behaviour of hybrid fibre-reinforced
concrete in combination with conventional reinforcement
under pure tension loading will be investigated. The
emphasis lies on the application of hooked-end 5D fibres,
and their contribution to the overall hardening of the
structural element. The design and the interaction of the
steel fibres, the conventional reinforcement and the
concrete are crucial for the performance of the composite.
Therefore, specimens will be tested in the universal testing
machine. Due to fibre optical strain measurement
technique within the rebar and the measurement of
concrete strains with a digital image correlation based
system, valuable insights into the materials will be gained.
Empfohlene Stahlbeton III
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 2
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse: 1-2
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich bei der Betreuerin Tena Galkovski,
galkovski@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
14Projektarbeiten 3. Sem. MSc Bauing - HS 2019
Titel der Projektarbeit: Partially loaded areas
Betreuer der Tomislav Markić
Projektarbeit:
Beschreibung: The content of all structural standards of the Eurocode (EN
199x) is currently being revised, including EN 1992-1-1
(Eurocode 2, the European counterpart to SIA 262), which
is also valid in Switzerland. With the intensive participation
of Swiss experts, the draft of EN 1992-1-1, which is now
almost complete, has been greatly improved and simplified
compared to the standard currently in force.
However, the provisions for partially loaded areas have
only marginally been revised. They still rely on the so-
called “square root equation” as originally proposed by
Spieth based on tests of centrically loaded plain concrete
blocks. Due to its purely empirical nature, its application is
limited by several conditions. Furthermore, it is overly
conservative for reinforced blocks and small concentration
ratios and cannot be used for determining bursting forces.
The aim of the project work is to assess the provisions
contained in the draft and, if necessary, propose
alternative ones.
Empfohlene
Lehrveranstaltungen:
Platzbeschränkung Nein:
Ja:
Anzahl: 1
Gruppenarbeit Nein:
Ja:
Gruppengrösse:
Besonderes: Die Anmeldung für diese Projektarbeit erfolgt direkt über
die Professur. Interessierte Studierende melden sich bitte
so bald als möglich beim Betreuer Minu Lee,
lee@ibk.baug.ethz.ch. Die Zusagen werden am
15.05.2019 erteilt, damit bei einer Absage eine Anmeldung
über Moodle noch möglich ist.
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