JAHRESBERICHT - Institut für Baustatik und Konstruktion - ETH Zürich

FORSCHUNG
Simulation einer innovativen, multi-funktionalen
Bewehrungstechnologie für
Mauer werksgebäude
Projektleitung: Prof. Dr. E.N. Chatzi
Mitarbeitende: L. Thanigaivelu
Projektpartner: Industrial Innovation Division,
D’Appolonia S.p.A.
Dieses Projekt dient der Entwicklung sowohl einer
theoretischen, als auch einer numerischen Me tho dik
für die Simulation des Verhaltens eines multi-funktionalen
technischen Gewebes. Diese intelligente
“seismische Tapete” besteht aus einer multi-achsialen
Gewebestruktur aus Glas- und Poly mer tex tilien
zusammen mit eingebundenen faseroptischen Sen -
soren. Der resultierende Ver bund werk stoff ist multifunktional
im Sinne, dass er einer seits das Bauwerk
verstärkt und andererseits den integrierten Sensoren
die lokale und verteilte Messung statischer und dynamischer
Grössen erlaubt – sowohl während, als auch
nach einem Erdbeben. Die “seismische Tapete” wur -
de im Labor an einzelnen Mauerwerkswänden getestet
und wurde kürzlich zur Verstärkung eines zweistöckigen
Steingebäudes verwendet. Im Rah men der
Initiative “Poly funk tio na le technische Ge we be für
die Verstärkung von Mauer werks gebäude” (Poly -
mast), welche zum Pro jekt “Erd beben for schung hinsichtlich
In fra stru ktur für europäische Synergie”
(Series) gehört, wur de am European Centre for
Training and Research in Earthquake En gi ne ering
(Eucentre) ein vollständig verstärktes Gebäude auf
einem Rütteltisch getestet.
Diese Arbeit wird die experimentellen Er geb nis -
se 1) als Vergleichsmassstab verwenden, um das Ver -
hal ten des Textilmaterials korrekt zu identifizieren.
Hierbei wird eine inverse Pro blem for mu lie rung verwendet,
welche eine evolutionäre Methode (ge ne -
tischer Algorithmus) und ein FEM-basiertes analytisches
Modell für die Problemlösung kombiniert.
Simulating innovative multifunctional reinforcement
technology for masonry buildings
This project is focused on the development of both, a
theoretical and a numerical scheme for simulating the
behaviour of a multifunctional technical textile. This
intelligent “seismic wallpaper” consists of a multiaxial
textile structure made of glass and polymeric
textiles, featuring embedded fiber optics sensors. The
composite thus obtained is multi-functional in the
sense that it reinforces the structure and, at the same
time, the integrated sensors provide localized and
distributed static and dynamic measurements before,
during and after a seismic event. The “seismic wallpaper”
has been laboratory tested on single masonry
walls and has recently been used to reinforce a twostorey
stone building.
The full-cover reinforced building has been tested
in shaking table tests at the European Centre for
Training and Research in Earthquake Engineering
(Eucentre) within the “Polyfunctional Technical
Textiles for Reinforcement of Masonry Structures”
(Polymast) initiative under the “Seismic Engineering
Research Infrastructures for European Synergies”
(Series) project.
This work will use the experimental results 1) as
benchmarks in order to correctly identify the textile
material behaviour. To this end, an inverse problem
formulation is implemented combining an evolutionary
method (Genetic Algorithms) and an FEMbased
analytical model for the solution of the forward
problem.
1) The experimental data comes from the EU-funded FP6
Polytect project.
Multi-achsiales Gewebe (mit freundlicher Genehmigung
von Dr. Fug gini, D’Appolonia S.p.A.).
Multiaxial Textile (courtesy of Dr. Fuggini, D’Appolonia
S.p.A.).
Textile for reinforcement.
Embedded sensors for monitoring.
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