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Institut für Baustatik und Baudynamik

Forschung und Lehre in computerorientierten Methoden der nichtlinearen Strukturmechanik

Das Team des Instituts für Baustatik und Baudynamik betreibt Grundlagenforschung in vielen Bereichen der computational mechanics. Die Forschungsziele sind stark methodisch orientiert. Bereits in den 80er Jahren wurde ein eigenes Finite-Elemente-Programm (CARAT) am Institut entwickelt, in das die neu entwickelten Methoden und Algorithmen implementiert wurden. Heute ist das in C++ objektorientiert geschriebene Programm NumPro die einheitliche Plattform für die Forschungsarbeit jedes Doktoranden und jeder Doktorandin.

Die Forschungsgegenstände decken von der Simulation von Blechumformprozessen über die Modellierung der Fangmechanismen fleischfressender Pflanzen bis hin zum Entwurf adaptiver Tragwerke des Hoch- und Brückenbaus ein breites, viele Disziplinen umspannendes Spektrum ab. Neben den publizierten Forschungsergebnissen sind die Doktorandinnen und Doktoranden, die sich in diesem Umfeld ein ebenso tiefes wie breites Fachwissen aneignen können, das wichtigste Produkt des Instituts.

Die Lehre am Institut für Baustatik und Baudynamik vermittelt die wissenschaftlichen Grundlagen der Tragwerksmechanik und ist damit intrinsisch material- und konstruktionsübergreifend. Methodisch setzt sie auf Anschaulichkeit und den Bezug zwischen Tragverhalten und Berechnungsverfahren. Die bereits von Ekkehard Ramm gepflegte Lehre der Tragwerksbeurteilung auf der Basis von Grundtragwerken anstelle der Anwendung von Abzählformeln zur Beurteilung des Grades der statischen Unbestimmtheit ist nur ein Beispiel für das Leitbild der Stuttgarter Statik. Er war auch einer der ersten, der die Frage der Modellbildung in die ansonsten sehr formale und mathematische Lehre der Methode der finiten Elemente einbrachte.

Die anhaltende Entwicklung der Computerstatik erfordert ein ständiges Hinterfragen und Erneuern der Lehrinhalte und -ziele. Das am Institut entwickelte Lehrprogramm StaR2 (der StabwerksRechner) erlaubt nicht nur die schnelle Kontrolle von Handrechnungen sondern lädt auch zum Experimentieren ein. Klassische baustatische Verfahren werden heute weniger zum Nachrechnen benötigt, sind aber unverzichtbar für das Nachdenken.

Geschichte

Im April 1958 wurde mit der Berufung von Professor Friedrich Wilhelm Bornscheuer (1917--2015) der Lehrstuhl für Baustatik und Elastizitätslehre – das heutige Institut für Baustatik und Baudynamik – gegründet. Dem Lehrstuhl für Statik der Massivkonstruktionen, an dem sich Emil Mörsch von 1916 bis 1939 und danach Karl Deininger mit Stahlbetonbau und Massivbrückenbau beschäftigten, und dem Lehrstuhl für Statik und konstruktiven Ingenieurbau (Hermann Maier-Leibnitz) mit dem Schwerpunkt auf Eisenhochbau und eisernen Brücken folgten damit drei neue Institute: Neben dem neu eingerichteten Lehrstuhl nämlich der Lehrstuhl für Massivbau (ab 1958 Fritz Leonhardt) und der Lehrstuhl für Stahlbau und Holzbau (ab 1956 Walter Pelikan).

Fritz Leonhardt schrieb im Rahmen seines Berufungsverfahrens an die damalige Hochschulleitung:

"Für die umfangreich gewordene Baustatik sollte so bald als möglich ein eigener Lehrstuhl eingerichtet werden, dessen Aufgabe es sein muss, durch kritisches Ordnen dieses schwierige Wissensgebiet zu vereinfachen und übersichtlicher zu machen."

Er mahnt damit implizit eine kanonische, auf wissenschaftlichen Grundlagen basierende Baustatik anstelle der stark material- und normenbezogenen, utilitaristischen "Massivbaustatik" und "Stahlbaustatik" an. Folgerichtig versteht sich die Lehre der Baustatik an der Universität Stuttgart schon immer als intrinsisch werkstoff- und konstruktionsübergreifend.

Unter der Leitung von Ekkehard Ramm entwickelte sich das inzwischen umbenannte Institut für Baustatik in den Jahren 1983 - 2006 zu einer international sichtbaren Forschungseinrichtung mit Schwerpunkten auf der Schalentheorie, der Methode der finiten Elemente, Formfindung und Optimierung sowie computerorientierten Methoden der Strukturmechanik allgemein.

Seit 2006 leitet Manfred Bischoff das Institut für Baustatik und Baudynamik. Die erneute Namensänderung trägt der wachsenden Bedeutung der Dynamik in der Baustatik-Praxis Rechnung.

Kontakt:

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Prof. Dr.-Ing. habil.

Manfred Bischoff

Institutsleiter

 

Institut für Baustatik und Baudynamik

Pfaffenwaldring 7, 70550 Stuttgart