Numerische Optimierungs­ansätze

Frauke Wilken
PublikationProfessur
Tragwerksplanung
Forschungsarbeit

In dieser Arbeit werden verschiedene numerische Optimierungsansätze erklärt und ihre Einflüsse auf den Optimierungsprozess und die erzeugten Lösungen untersucht. Ziel der Arbeit ist die Validierung gängiger Optimierungsansätze für die Tragwerksplanung am Beispiel irregulärer ebener Stabwerke.

Durch Studien an vereinfachten Systemen wird gezeigt, welche Einflüsse die Festlegung der Randbedingungen wie die Wahl der Querschnite und Ausbildung der Knotenpunkte auf die Ergebnisse der Optimierung haben. Auch die Auswirkungen der Parameterdarstellung und des Modellierungsansatzes werden untersucht. Neben dem genetischen Algorithmus werden außerdem weitere in verschiedenen Optimierungstools implementierte Algorithmen angewendet.
Die Studien zeigen, dass insbesondere die häufig verwendeten heuristischen Optimierungsverfahren nicht immer zu einer Optimierung im Vergleich zu gängigen Referenzsystemen führen. Der Einsatz der Verfahfren sollte also kritisch beurteilt werden. Durch den Einsatz parametrischer Modellierungs- und Optimierungswerkzeuge lassen sich jedoch schnell und einfach viele gute Varianten erzeigen und auswerten. Daraus ergeben sich neue Möglichkeiten für die Planung von Bauwerken und somit auch neue Aufgaben für Architekten und Tragwerksplaner.

Numerische Optimierungsansätze
Validierung am Beispiel irregulärer Stabwerke