Bausystemtechnik

Lösungen für systemdynamische Problemstellungen im Bereich des Bauwesens in enger Kooperation mit Partnern aus dem Bauingenieurwesen und der Architektur.

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Was machen wir?

Die Bausystemtechnik-Gruppe des ISYS beschäftigt sich mit der Lösung von systemdynamischen Problemstellungen im Bereich des Bauschaffens. Die Bearbeitung der Forschungsprojekte erfolgt in enger Kooperation mit Partnern aus dem Bauingenieurwesen und der Architektur.

CFD-Simulation einer Raumbelüftung
Bild: Janine Günther

Laufende Forschungsprojekte

  • Ressourcenschonendes, energieoptimiertes und leichtes Bauen durch Adaptivität
  • Nutzer und Gebäude stehen in Interaktion
  • Bautechnische Integration aktiver Elemente und Entwicklung bauphysikalische Konzepte
  • Zustandsschätzung, Konzepte zur Ausfallsicherheit, Steuerung und Regelung adaptiver Strukturen
  • Weitere Informationen
  • Interdisziplinäre Analyse der gegenwärtigen Prozesskette - Betonfahrbahnherstellung
  • Verbesserung der stofflichen Voraussetzungen
  • Gleichförmige Herstellung von Fahrbahnbetonen
  • Intelligente Betonfahrbahnherstellung durch digitale Vernetzung
  • Weitere Informationen
  • Fertigung funktional gradierter Bauteile
  • Baustellentauglicher Produktionsprozess
  • Gradierung durch Hohlkörper
  • Weitere Informationen
  • Bahnplanung für Turmdrehkrane in virtuellem Umgebungsmodell einer Baustelle
  • Trajektoriengenerierung und hybride Regelung eines Spinnen- und Turmdrehkrans
  • Entwurf eines Turmdrehkrangreifers für automatisierten Lasttransport
  • Weitere Informationen
Aufbau der cyberphysikalischen Plattform
  • Entwicklung einer cyber-physikalischen Konstruktionsplattform zur (teil-) automatisierten Montage von Gebäuden
  • Trajektorienfolge-Konzept für eine robotische Plattform (Minikran) mit lokalen Sensoren und präzisen Absolutpositionen von einem RTS (robotic total station) Netzwerk
  • Intelligenter Greifer, tragbares haptisches Interface und Assistenzfunktionen für Kranführer
  • Hybride Regelung von Minikran und Turmdrehkran bzw. von zwei Minikranen
  • Weitere Informationen
  • Kooperative Trajektoriengenerierung für eine heterogene Gruppe von mobilen Manipulatoren im Innenausbau von Bestandsgebäuden
  • Optimierungsbasierte und KI-gestützte Ansätze zur adaptiven dezentralen Trajektoriengenerierung
  • Entwicklung eines absoluten Positioniersystems
  • Erstellung eines digitalen Zwillings
  • SLAM-Ansätze für die Online-Überwachung von Bauabläufen
  • Simulative und experimentelle Validierung für die Errichtung einer Ständerwand 
  • Weitere Informationen

Abgeschlossene Forschungsprojekte

  • Erforschung neuartiger Konstruktionselemente mit intrinsischer sensorischer und aktorischer Funktionalität
  • Modellierung und Regelung von Systemen mit HIKE
  • Weitere Informationen
  • Modellierung der Begebenheiten in einem Raum in Abhängigkeit externer und interner Einflüsse (Wetterbedingungen, Raumausrichtung und -geometrie, wechselnde Belegung und interne Lasten...)
  • Regelung der Raumtemperatur unter dem Aspekt der Behaglichkeit und Energieeffizienz
  • Weitere Informationen
  • Gradierung von Betonbauteilen ermöglicht eine funktionale Adaption der inneren Struktur
  • Automatisierung der Herstellungsverfahren zur reproduzierbaren Fertigung
  • Weitere Informationen
  • Bausequnzplannung durch Logic-Geometric Programming
  • Modellbasierte analyse von Bausystemen für die Bewertung von statischen und strukturellen Eigenschaften in der Montage
  • Modellprädiktive Betriebs- und Regelstrategien für roboterbasierte Bauprozesse
  • Weitere Informationen

Studentische Arbeiten

Wir suchen ständig motivierte Studierende, die sich im Rahmen einer Studien-, Diplom-, Bachelor- oder Masterarbeit an einem unserer Projekte beteiligen wollen. 

Interessierte Studierende wenden sich direkt an die Mitglieder der Bausystemtechnik-Gruppe, um sich persönlich über mögliche Themen zu informieren.

Publikationen der Bausystemtechnik-Gruppe

  • C. Flaig, W. Sobek, M. Heidingsfeld & O. Sawodny, “Prototyp einer adaptiven, vertikal vorgespannten Seilfassade”, Glasbau, 2017
  • M. Wörner, D. Schmeer, B. Schuler, J. Pfinder, H. Garrecht, O. Sawodny & W. Sobek, “Gradientenbetontechnologie”, Beton- und Stahlbetonbau, 111, pp. 794-805, 2016, doi:10.1002/best.201600056
  • M. Weickgenannt, S. Neuhäuser, B. Henke, W. Sobek & O. Sawodny, “Optimal Sensor Placement for State Estimation of a Thin Double-curved Shell Structure”, Mechatronics, 23, pp. 346-354, 2013
  • J. Günther & O. Sawodny, “Versatile Ventilation and Air Conditioning Operation: Gaussian Process Regression for Temperature Field Prediction”, American Control Conference (ACC), Milwaukee, USA, 2018
  • M. Heidingsfeld, P. Rapp, M. Böhm & O. Sawodny, “Gramian-based Actuator Placement with Spillover Reduction for Active Damping of Adaptive Structures”, IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Munich, Germany, 2017, pp. 904-909, doi:10.1109/AIM.2017.8014133
  • P. Rapp, M. Heidingsfeld, M. Böhm, O. Sawodny & C. Tarín, “Multimodal Sensor Fusion of Inertial, Strain, and Distance Data for State Estimation of Adaptive Structures using Particle Filtering”, IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Munich, Germany, 2017, pp. 921-928, doi:10.1109/AIM.2017.8014136
  • J. Wagner, M. Heidingsfeld, M. Böhm & O. Sawodny, “Gramian-Based Actuator Placement for Static Load Compensation in Adaptive Structures”, GACM Colloquium on Computational Mechanics, 2017, doi:10.18419/opus-9334
  • M. Heidingsfeld, E. Arnold, C. Tarín & O. Sawodny, “Actuator Fault-tolerant Control of the Stuttgart SmartShell”, IEEE Conference on Control Applications (CCA), Sydney, Australia, 2015, doi:10.1109/CCA.2015.7320742
  • M. Heidingsfeld, U. Kimmerle, C. Tarín & O. Sawodny, “Model-based Sensor Fault Diagnosis for the Stuttgart SmartShell”, IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2014, pp. 846-851, doi:10.1109/CoASE.2014.6899424
  • W. Sobek, S. Neuhäuser, W. Haase, O. Sawodny & M. Weickgenannt, “Ultralightweight Structures”, International Association for Shell and Spatial Structures (IASS) Symposium, Wroclaw, Poland, 2013
  • M. Wörner, M. Weickgenannt, S. Neuhäuser, C. Göhrle, W. Sobek & O. Sawodny, “Kinematic Modeling of a Hydraulically Actuated 3-SPR-Parallel Manipulator for an Adaptive Shell Structure”, IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), Wollongong, Australia, 2013, pp. 1330-1336
  • M. Weickgenannt & O. Sawodny, “Active Vibration Control Of A Double-Curved Shell Structure Using the Example of Stuttgart SmartShell”, ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition, 2012
  • M. Weickgennant, S. Neuhäuser, W. Sobek & O. Sawodny, “Aktive Schwingungsdämpfung eines doppelt gekrümmten Schalentragwerks”, VDI Baudynamik Konferenz, Kassel, Germany, 2012
  • M. Weickgenannt, S. Neuhäuser, B. Henke, W. Sobek & O. Sawodny, “Optimal sensor placement for state estimation of flexible shell structures”, Conference of Fluid Power and Mechatronics FPM, 2011, pp. 374-380, doi:10.1109/FPM.2011.6045791
  • M. Wörner, “Automatisierte Herstellung funktional gradierter Betonbauteile”, 2017
  • M. Weickgenannt, “Konzepte zur modellbasierten Regelung adaptiver Schalentragwerke”, 2013
  • M. Weickgenannt & O. Sawodny, “Boundary control of flexible double-curved shell structures with large deflections”, 2011
  • M. Weickgenannt, B. Henke & O. Sawodny, “Optimale Sensorverteilung zur Lastdetektion auf Schalentragwerken”, 2010

Mitglieder der Bausystemtechnik-Gruppe

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