Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2017
Bauingenieurwissenschaften Master | ||||||
3. Semester | ||||||
Vertiefungsfächer | ||||||
Vertiefung in Bau- und Erhaltungsmanagement | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
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101-0549-00L | AK Baurecht | W+ | 3 KP | 2G | H. Briner, D. Trümpy | |
Kurzbeschreibung | Grundkenntnisse im öffentlichen und privaten Baurecht; eingegangen wird u.a. auf Raumplanungsrecht, Umweltrecht, Bauverfahrensrecht, Bauvorschriften. | |||||
Lernziel | Teil 1: Erwerb von Grundkenntnissen des öffentlichen Rechts, das das Bauen betrifft: Raumplanungsrecht, Bauvorschriften, Umweltrecht und Bauverfahrensrecht Teil 2: Erwerb von Grundkenntnissen des privaten Baurechts | |||||
Inhalt | Teil 1: Jede Lektion behandelt für ein bestimmtes Stadium des Projekts ein Thema des öffentlichen Baurechts wie Bau- und Zonenordnungen, Quartierpläne, Umweltverträglichkeitsprüfungen, Baubewilligungsverfahren etc.. Teil 2: Grundzüge des privaten Baurechts wie Abnahme und Genehmigung von Bauwerken, Vollmacht des Architekten / Ingenieurs zu Rechtshandlungen namens des Bauherrn, Mängelrüge im Bauwesen, Mehrheit ersatzpflichtiger Baubeteiligter, Generalunternehmervertrag, Haftung des Baumaterialverkäufers, Bauhandwerkerpfandrecht, Grundzüge der SIA-Norm 118, Baukonsortium, technische Normen, internationale Bauverträge, Architekten / Ingenieure als Gerichtsexperten, Aspekte des Bauzivilprozesses | |||||
Skript | D. Trümpy: Tafeln zu den Grundzügen des schweizerischen Bauvertragsrechts (Vorlesungsunterlage) H. Briner: Tafeln zu den Grundzügen des öffentlichen Raumplanungs-, Bau- und Umweltrechts (Vorlesungsunterlage) | |||||
Literatur | - Stöckli P./Siegenthaler Th. (Hrsg.) Die Planerverträge, Schulthess 2013 - Gauch Peter, Werkvertrag, 5. Auflage, Schulthess 2011 - Lendi, M.; Nef, U.Chr.; Trümpy, D. (Hrsg.): Das private Baurecht in der Schweiz, vdf Zürich 1994 - Trümpy, D.: Architektenvertragstypen unter Berücksichtigung der Ausgabe 1984 der SIA-Ordnung 102, Zürcher Studien zum Privatrecht Nr. 67, Zürich 1989 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Teilnehmer sollen stets ein Exemplar der SIA-Norm 118, der SIA-LHO 103 sowie die Gesetzesausgaben von OR und ZGB bei sich haben. | |||||
101-0577-00L | An Introduction to Sustainable Development in the Built Environment | O | 3 KP | 2G | G. Habert | |
Kurzbeschreibung | In 2015, the UN Conference in Paris shaped future world objectives to tackle climate change. in 2016, other political bodies made these changes more difficult to predict. What does it mean for the built environment? This course provides an introduction to the notion of sustainable development when applied to our built environment | |||||
Lernziel | At the end of the semester, the students have an understanding of the term of sustainable development, its history, the current political and scientific discourses and its relevance for our built environment. In order to address current challenges of climate change mitigation and resource depletion, students will learn a holistic approach of sustainable development. Ecological, economical and social constraints will be presented and students will learn about methods for argumentation and tools for assessment (i.e. life cycle assessment). For this purpose an overview of sustainable development is presented with an introduction to the history of sustainability and its today definition as well as the role of cities, urbanisation and material resources (i.e. energy, construction material) in social economic and environmetal aspects. The course aims to promote an integral view and understanding of sustainability and describing different spheres (social/cultural, ecological, economical, and institutional) that influence our built environment. Students will acquire critical knowledge and understand the role of involved stakeholders, their motivations and constraints, learn how to evaluate challenges, identify deficits and define strategies to promote a more sustainable construction. After the course students should be able to define the relevance of specific local, regional or territorial aspects to achieve coherent and applicable solutions toward sustainable development. The course offers an environmental, socio-economic and socio-technical perspective focussing on buildings, cities and their transition to resilience with sustainable development. Students will learn on theory and application of current scientific pathways towards sustainable development. | |||||
Inhalt | The following topics give an overview of the themes that are to be worked on during the lecture. - Overview on the history and emergence of sustainable development - Overview on the current understanding and definition of sustainable development Methods - Method 1: Life cycle assessment (planning, construction, operation/use, deconstruction) - Method 2: Life Cycle Costing - Method 3: Labels and certification Main issues: - Operation energy at building, urban and national scale - Mobility and density questions - Embodied energy for developing and developed world - Synthesis: Transition to sustainable development | |||||
Skript | All relevant information will be online available before the lectures. For each lecture slides of the lecture will be provided. | |||||
Literatur | A list of the basic literature will be offered on a specific online platform, that could be used by all students attending the lectures. | |||||
101-0587-00L | Workshop on Sustainable Building Certification Maximale Teilnehmerzahl: 25 | W+ | 3 KP | 2G | D. Kellenberger, G. Habert | |
Kurzbeschreibung | Building labels are used to certify buildings and neighbourhoods in term of sustainability. Many different labels have been developed and can be used in Switzerland (LEED, DGNB, SNBS, Minergie). In this course the differences between the certification labels and its application on 3 emblematic case study buildings will be discussed. | |||||
Lernziel | After this course, the students are able to understand and use the different certification labels. They have a clear view of what the labels take into consideration and what they don't. | |||||
Inhalt | Three buildings case study will be presented. Different certification schemes, including LEED (American standard), DGNB (German Standard with Swiss adaptation), SNBS, MINERGIE-ECO and 2000-Watt-Society (Swiss standards) will be presented and explained by experts. After this overall general presentation and in order to have a closer look to specific aspects of sustainability, students will work in groups and assess during one or two weeks this specific criteria on one of the case studies presented before. This practical hands on the label will end with a presentation and a discussion where we will highlight differences between the labels. This alternance of working session on one specific criteria for one specific building followed by a group presentation and discussion to compare labels is repeated for the different focus point (operation energy, mobility, daylight, indoor air quality). | |||||
Skript | The slides from the presentations will be made available. | |||||
Literatur | All documents for certification labels as well as detail plans of the buildings will be available for the students. | |||||
101-0439-00L | Introduction to Economic Analysis - A Case Study Approach with Cost Benefit Analysis in Transport Remark: Former Title "Introduction to Economic Policy - A Case Study Approach with Cost Benefit Analysis in Transport". | W | 6 KP | 4G | K. W. Axhausen, R. Schubert | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung stellt einige grundlegende ökonomische Prinzipien sowie die Verfahren der Kosten-Nutzen-Analyse vor; sie führt auch in Methoden zur Ermittlung von Bewertungsgrössen ein | |||||
Lernziel | Sichere Kenntnis mikro- und makroökonomischer Grundlagen. Erarbeitung und Übung von Verfahren der Bewertung von Massnahmen und infrastrukturellen Ausbauten | |||||
Inhalt | Mikro-und makroökonomische Grundlagen; Kosten - Nutzen - Analyse; Nutzwertanalyse; Europäische Richtlinien; Stated response Verfahren; Reisekostenansatz et al.; Bewertung von Reisezeitveränderungen; Bewertung der Verkehrssicherheit | |||||
Skript | moodle Plattform für die ökonomischen Grundlagen; Umdrucke | |||||
Literatur | Taylor, M.P., Mankiw, N.G. (2014): Economics; Harvard Press VSS (2006) SN 640 820: Kosten-Nutzen-Analysen im Strassenverkehr, VSS, Zürich. Boardman, A.E., D.H. Greenberg, A.R. Vining und D.L. Weimer (2001) Cost – Benefit – Analysis: Concepts and Practise, Prentice-Hall, Upper Saddle River. ecoplan and metron (2005) Kosten-Nutzen-Analysen im Strassenverkehr: Kommentar zu SN 640 820, UVEK, Bern. | |||||
101-0419-00L | Eisenbahnbau und -erhaltung | W | 4 KP | 4G | U. A. Weidmann, P. Güldenapfel, M. Kohler, M. J. Manhart, weitere Referent/innen | |
Kurzbeschreibung | Gleisgeometrie einschliesslich deren Berechnung und Vermessung sowie zugehörige Datensysteme; Interaktion Fahrweg - Fahrzeug, Fahrzeugdynamik, Oberbaubeanspruchung; Fahrbahnbau einschliesslich spezieller Aspekte des Ingenieurbaus; Zustandsdiagnose und -prognose; Fahrbahnerhaltung und Erhaltungsmethoden | |||||
Lernziel | Die Vorlesung gibt einen vertiefenden Einblick in die geometrische Linienführung, die Interaktionen Fahrweg - Fahrzeug sowie in Aufbau und Bemessung des Gleises. Methoden der Zustandserfassung und von dessen Prognose werden behandelt. Zeitgemässe Strategien und Verfahren für Bau, Erhaltung und Unterhalt von Bahnanlagen werden dargestellt. | |||||
Inhalt | Gleisgeometrie einschliesslich deren Berechnung und Vermessung sowie zugehörige Datensysteme; Interaktion Fahrweg - Fahrzeug, Fahrzeugdynamik, Oberbaubeanspruchung; Fahrbahnbau einschliesslich spezieller Aspekte des Ingenieurbaus; Zustandsdiagnose und -prognose; Fahrbahnerhaltung und Erhaltungsmethoden | |||||
Skript | Die Vorlesungsfolien werden zur Verfügung gestellt. | |||||
Literatur | Es wird eine Liste mit weiterführender Literatur abgegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Der vorgängige Besuch der Vorlesung Bahninfrastrukturen (Verkehr II) wird empfohlen. | |||||
101-0507-00L | Infrastructure Management 3: Optimisation Tools Remark: New title from HS17 on: Infrastructure Management 3: Optimisation Tools now in HS. Old title until FS17: Infrastructure Maintenance Management. | W+ | 3 KP | 2G | B. T. Adey | |
Kurzbeschreibung | This course will provide an introduction to the methods and tools that can be used to determine optimal inspection and intervention strategies and work programs for infrastructure. | |||||
Lernziel | Upon successful completion of this course students will be able: - to use preventive maintenance models, such as block replacement, periodic preventive maintenance with minimal repair, and preventive maintenance based on parameter control, to determine when, where and what should be done to maintain infrastructure - to take into consideration future uncertainties in appropriate ways when devising and evaluating monitoring and management strategies for physical infrastructure - to use operation research methods to find optimal solutions to infastructure management problems | |||||
Inhalt | Part 1: Explanation of the principal models of preventative maintenance, including block replacement, periodic group repair, periodic maintenance with minimal repair and age replacement, and when they can be used to determine optimal intervention strategies Part 2: Explanation of preventive maintenance models that are based on parameter control, including Markovian models and opportunistic replacement models Part 3: Explanation of the methods that can be used to take into consideration the future uncertainties in the evaluation of monitoring strategies Part 4: Explanation of how operations research methods can be used to solve typical infrastructure management problems. | |||||
Skript | A script will be given out at the beginning of the course. Class relevant materials will be distributed electronically before the start of class. A copy of the slides will be handed out at the beginning of each class. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Successful completion of IM1: 101-0579-00 Evaluation tools is a prerequisite for this course. | |||||
101-0520-00L | Project Management: Project Execution to Closeout | W+ | 3 KP | 2G | J. J. Hoffman | |
Kurzbeschreibung | The course will give Engineering students a comprehensive overview and enduring understanding of the techniques, processes, tool and terminology to manage the Project Triangle (time, cost Quality) and to organize,analyze,control and report a complex project from start of Project Execution to Project Completion. Responsibilities will be detailed in each phase of the execution. | |||||
Lernziel | A student after completing the course will have the understanding of the Project Management duties, responsibilities, actions and decisions to be done during the Execution phase of a complex project. | |||||
Inhalt | Execution Phase of the Project Engineering Management - Scope, EV Measurement, Reporting and Organization Procurement and Transportation - Scope, EV Measurement, Reporting and Organization Civil Construction and Erection - Scope, EV Measurement, Reporting and Organization Financial Reporting and forecasting Risk & Opportunity Identification Assessment and Quantification during Execution Team Organization and Leadership Risk and opportunity identification and quantification Contract Claims and Delays Execution Quality Environmental Health and safety during execution | |||||
Literatur | Required and suggested reading will be uploaded on weakly basis. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Prerequisite for this course is course Project Management: Pre-Tender to Contract Execution number 101-0517-01 G, unless otherwise approved by the lecturer. | |||||
Vertiefung in Geotechnik | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
101-0329-00L | Untertagbau III | W | 4 KP | 2G | G. Anagnostou, E. Pimentel, M. Ramoni | |
Kurzbeschreibung | Vertiefung von ausgewählten Themen des Untertagbaus sowie Üben des konzeptionellen Vorgehens bei komplexen Problemen. | |||||
Lernziel | Vertiefung der Kenntnisse in ausgewählten Themen des Untertagbaus. Erlernen des konzeptionellen Vorgehens bei komplexen Problemen. | |||||
Inhalt | Kavernenbau: Anordnung, Bauweisen, Sicherung. Schachtbau im Fels: Bauweisen, Sicherung. Städtischer Tunnelbau: Randbedingungen, Systemwahl, Linienführung, Entwurf und Konstruktion. Feldmessungen im Fels- und Untertagbau: Messprinzipien, Planung, Anwendungen, Interpretation. Tagbautunnel: Statische Modellbildung, Dimensionierung. Anhand von ausgewählten, aktuellen Fallbeispielen wird in kleinen Gruppen das Vorgehen bei der konzeptuellen Bearbeitung komplexer, aussergewöhnlicher Probleme geübt. | |||||
Skript | Autographieblätter | |||||
Literatur | Empfehlungen | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzung: Besuch der Vorlesungen "Untertagbau" aus dem ETH-Bachelor-Studiengang und "Untertagbau I", "Untertagbau II" aus dem ETH-Master-Studiengang. | |||||
101-0339-00L | Umweltgeotechnik | W | 3 KP | 2G | M. Plötze | |
Kurzbeschreibung | Vermittlung der Kenntnisse über die Problematik von Altlasten, deren Erkundung, Risikobeurteilung, Sanierungs- und Sicherungsmethoden sowie Monitoringsysteme. Vermittlung von Planung und Bau von Deponien, Schwerpunkt Barrieresysteme und -materialien sowie die Beurteilung von Standsicherheits- und Stabilitätsproblemen. | |||||
Lernziel | Vermittlung der Kenntnisse über die Problematik von Altlasten, deren Erkundung, Risikobeurteilung, Sanierungs- und Sicherungsmethoden sowie Monitoringsysteme. Vermittlung von Planung und Bau von Deponien, Schwerpunkt Barrieresysteme und -materialien sowie die Beurteilung von Standsicherheits- und Stabilitätsproblemen. | |||||
Inhalt | Definition Altlasten, Erkundungsmethoden, historische und technische Untersuchungsmethoden, Risikobeurteilung, Schadstofftransport, Sanierungs- und Sicherungsmethoden (z.B. Biologische Reinigung, Verbrennung, Dichtwände, Pump-and-Treat, Reaktive Wände), Entsorgungswege belasteter Abfälle, Monitoring, Forschungsprojekte und -ergebnisse Abfälle und deren Behandlung, Abfallbehandlungs- und ablagerungskonzepte, Multibarrierensysteme, Standorterkundung, Deponiebasis- und Oberflächenabdichtungssysteme (Materialien, Drainagen, Geokunststoffe etc.), Stabilitätsbetrachtungen, Forschungsprojekte und -ergebnisse | |||||
Skript | Dr. R. Hermanns Stengele, Dr. M. Plötze: Umweltgeotechnik elektronisch | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Exkursion | |||||
101-0367-00L | Geotechnik der Verkehrswege | W | 3 KP | 2G | D. Hauswirth | |
Kurzbeschreibung | Grundlagen der Bemessung von Strassenbauten, Materialtechnologie der Strassenbaumaterialien. Geotechnische Untersuchungsmethoden im Labor und im Feld. Planung, Überwachung und Auswertung von Bodenuntersuchungen im Feld. Klassifikation von Böden für die Verwendung als Baumaterial. Verdichtung von Strassen und Dämmen. Frosteigenschaften von Bodenmaterialien, Stabilisierung mit Bindemitteln. | |||||
Lernziel | Die Studierenden sollen in der Lage sein, das Bauwerk Strasse in seinem gesamten bautechnischen Zusammenhang zu kennen und zu dimensionieren. Dazu gehören die Kenntnisse der Zusammenhänge der örtlichen Bedingungen - Boden, Untergrundverhältnisse, Klima, Wasser, sowie auch die Einflüsse der gewählten Baumaterialien und der Oberflächeneigenschaften auf die Nachhaltigkeit des Bauwerkes Strasse. | |||||
Inhalt | Grundlagen der Bemessung von Strassenbauten, Materialtechnologie der Strassenbaumaterialien. Geotechnische und strassenbauliche Versuchstechnik und Untersuchungsmethoden im Labor und im Feld. Planung, Überwachung und Auswertung von Bodenuntersuchungen im Felde. Probleme des Umweltschutzes. Klassifikation von Böden für die Verwendung als Baumaterial. Verdichtung von Strassen und Dämmen. Frosteigenschaften von Bodenmaterialien, Stabilisierung mit Bindemitteln. Dimensionierung Strassenoberbau (Recycling-Baustoffe). | |||||
Skript | Autographie, Uebungsblätter, Handouts | |||||
Literatur | Gemäss Literaturverzeichnis in den abgegebenen Unterlagen | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | In den Vorlesungen und Übungen werden verschiedene Demonstrationsmaterialien verwendet. Voraussetzungen: Grundlagenkenntnisse in "Bodenmechanik/Grundbau" sowie in "Projektierung von Verkehrsanlagen" | |||||
Vertiefung in Konstruktion | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
101-0119-00L | Mauerwerk | W | 3 KP | 2G | N. Mojsilovic | |
Kurzbeschreibung | Kenntnisse des Tragverhaltens von Mauerwerk und seiner Komponenten. Zweckmässige Anwendung von theoretischen Ansätzen bei der Bemessung und konstruktiven Durchbildung von Mauerwerkstragwerken. Praktischer Umgang mit Mauerwerk anhand von Übungen. | |||||
Lernziel | Erwerbung der Kenntnisse des Tragverhaltens von Mauerwerk und seiner Komponenten. Befähigung zur zweckmässigen Anwendung von theoretischen Ansätzen bei der Bemessung und konstruktiven Durchbildung von Mauerwerkstragwerken. Befähigung zum praktischen Umgang mit Mauerwerk anhand von Übungen. | |||||
Inhalt | Entwicklung des Mauerwerkbaus Konstruktion und Ausführung Baustoffe Tragverhalten und Modellbildung Tragwerksanalyse und Bemessung Bewehrtes Mauerwerk Seismisches Verhalten | |||||
Skript | Vorlesungsnotizen | |||||
Literatur | "Mauerwerk", Zimmerli Bruno, Schwartz Joseph und Schwegler Gregor, Birkhäuser Verlag Basel, 1999 "Mauerwerk, Bemessungsbeispiele zur Norm SIA 266", SIA Dokumentation D0257, 2015 "Mauerwerk", Norm SIA 266, 2015 "Mauerwerk - Ergänzende Festlegungen", Norm SIA 266/1, 2015 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Stahlbeton III | |||||
101-0129-00L | Erhaltung von Tragwerken | W | 3 KP | 2G | T. Vogel | |
Kurzbeschreibung | Behandlung des Themenkreises primär aus der Sicht des projektierenden Ingenieurs eines Einzelbauwerks. Erarbeitung einer systematischen Vorgehensweise für Erhaltungsprojekte. Vertiefung im Massivbau und Erweiterung auf andere Bauweisen. Sichtbarmachung der Schnittstellen mit Bauherr, Architekt, Unternehmer und Spezialisten. | |||||
Lernziel | Behandlung des Themenkreises primär aus der Sicht des projektierenden Ingenieurs eines Einzelbauwerks. Erarbeitung einer systematischen Vorgehensweise für Erhaltungsprojekte. Vertiefung im Massivbau und Erweiterung auf andere Bauweisen. Sichtbarmachung der Schnittstellen mit Bauherr, Architekt, Unternehmer und Spezialisten. | |||||
Inhalt | Systematik der Erhaltung, Überprüfung (Zustandserfassung, Zustandsbeurteilung, Massnahmenempfehlung), zerstörungsfreie Prüfmethoden, rechnerische Untersuchungen, Natursteinmauerwerk, Verstärkungsmassnahmen (insb. Klebebewehrung) | |||||
Skript | Autographieblätter | |||||
Literatur | Normen SIA 269, 269/1 bis 269/6, SIA-Dokumentationen D 0239 und D 0240 der Einführungskurse | |||||
101-0149-00L | Flächentragwerke | W | 3 KP | 2G | T. Vogel, S. Fricker | |
Kurzbeschreibung | Grundzüge des Tragverhaltens von Flächentragwerken | |||||
Lernziel | Verständnis des Tragverhaltens von Flächentragwerken in den wichtigsten Grundzügen; Kenntnis typischer Anwendungen in verschiedenen Materialien; Fähigkeit, Resultate numerischer Berechnungen vernünftig interpretieren und kontrollieren zu können; Eröffnung des Zugangs zur Fachliteratur. | |||||
Inhalt | Elastische Scheiben (kartesische und Polarkoordinaten) Kinematik Scheiben Faltwerke Kirchhoffsche Platten Rotationssymmetrische Platten Dünne elastische Platten mit grosssen Durchbiegungen Geometrie der gekrümmten Fläche Schalen (Grundlagen, Membrantheorie, Biegetheorie, Formfindung) | |||||
Skript | Autographie "Flächentragwerke" | |||||
Literatur | Empfohlen: - Girkmann, K.: "Flächentragwerke", Springer-Verlag, Wien, 1963, 632 pp. - Flügge, S.: "Stresses in Shells", Springer-Verlag, Berlin, 1967, 499 pp. - Hake, E. ; Meskouris,K. : "Statik der Flächentragwerke", Springer-Verlag, Berlin, 2001 - Timoshenko, S.P.; Woinowsky-Krieger, S.: "Theory of Plates and Shells", McGraw-Hill, New-York, 1959, 580 pp. | |||||
101-0159-00L | Method of Finite Elements II | W | 3 KP | 2G | E. Chatzi, G. Abbiati, K. Agathos | |
Kurzbeschreibung | Basic theoretical and procedural concepts of the method of finite elements (FE) for the analysis of - Plasticity - Large Displacement Problems - Fracture Mechanics - Nonlinear Dynamics - Thermomechanics | |||||
Lernziel | The class overviews advanced topics of the Method of Finite Elements, beyond linear elasticity. The concepts are introduced via theory, numerical examples, demonstrators and computer labs. See the class webpage for more information: Link | |||||
Skript | Handouts, Course Script available on Link | |||||
Literatur | Course Script available on Link Useful (optional) Reading: - Nonlinear Finite Elements of Continua and Structures, T. Belytschko, W.K. Liu, and B. Moran. - Bathe, K.J., Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1996. - Crisfield, M.A., Remmers, J.J. and Verhoosel, C.V., 2012. Nonlinear finite element analysis of solids and structures. John Wiley & Sons. - De Souza Neto, E.A., Peric, D. and Owen, D.R., 2011. Computational methods for plasticity: theory and applications. John Wiley & Sons. | |||||
101-0169-00L | Holzbau II Voraussetzung: Holzbau I (101-0168-00L) | W | 3 KP | 2G | A. Frangi, R. Jockwer, M. Klippel, R. Steiger | |
Kurzbeschreibung | Verständnis der theoretischen Grundlagen und der konstruktiven Belange des Ingenieur-Holzbaus. Erkennen der holzspezifischen Besonderheiten, insbesondere der Anisotropie, der Schwind- und Quellverformungen und der Langzeiteinflüsse sowie deren konstruktive und bemessungstechnische Bewältigung. Entwurf, Konstruktion und Bemessung von Dach-, Hallen- und Brückenbauten. | |||||
Lernziel | Verständnis und Anwendung der theoretischen Grundlagen und der konstruktiven Belange des Ingenieur-Holzbaus. Erkennen der holzspezifischen Besonderheiten, insbesondere der Anisotropie, der Schwind- und Quellverformungen und der Langzeiteinflüsse, sowie deren konstruktive und bemessungstechnische Bewältigung. Bemessung von Dach-, Hallen- und Brückenbauten. | |||||
Inhalt | Anwendungsgebiete des Holzbaus (materialspezifische Merkmale und deren Auswirkung auf die Konstruktionsweise); Holz als Baustoff (Aufbau des Holzes, Sortierung, physikalische und mechanische Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffen); Dauerhaftigkeit und konstruktiver Holzschutz; Bemessungsgrundlagen und Verbindungen (Verleimung, Nägel, Dübel, Bolzen, Schrauben); Bauteile und wichtigste ebene und räumliche Tragwerke (Berechnung und Bemessung unter Beachtung nachgiebiger Verbindungen); besondere konstruktive Belange des Dach-, Hallen- und Brückenbaus. | |||||
Skript | Autographie Holzbau Folienkopien | |||||
Literatur | Holzbautabellen HBT 1, Lignum (2012) Norm SIA 265 (2012) Norm SIA 265/1 (2009) | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Holzbau I | |||||
101-0189-00L | Seismic Design of Structures II | W | 3 KP | 2G | B. Stojadinovic | |
Kurzbeschreibung | The following advanced topics are covered: 1) behavior and non-linear response of structural systems under earthquake excitation; 2) seismic behavior and design of moment frame, braced frame, shear wall and masonry structures; 3) fundamentals of seismic isolation; and 4) assessment and retrofit of existing buildings. These topics are discussed in terms of performance-based seismic design. | |||||
Lernziel | After successfully completing this course the students will be able to: 1. Use the knowledge of nonlinear dynamic response of structures to interpret the design code provisions and apply them in seismic design structural systems. 2. Explain the seismic behavior of moment frame, braced frame and shear wall structural systems and successfully design such systems to achieve the performance objectives stipulated by the design codes. 3. Determine the performance of structures under earthquake loading using modern performance assessment methods and analysis tools. | |||||
Inhalt | This course completes the series of two courses on seismic design of structures at ETHZ. Building on the material covered in Seismic Design of Structures I, the following advanced topics will be covered in this course: 1) behavior and non-linear response of structural systems under earthquake excitation; 2) seismic behavior and design of moment frame, braced frame and shear wall structures; 3) fundamentals of seismic isolation; and 4) assessment and retrofit of existing buildings. These topics will be discussed from the standpoint of performance-based design. | |||||
Skript | The electronic copies of the learning material will be uploaded to ILIAS and available through myStudies. The learning material includes the lecture presentations, additional reading, and exercise problems and solutions. | |||||
Literatur | Earthquake Engineering: From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering, Yousef Borzorgnia and Vitelmo Bertero, Eds., CRC Press, 2004 Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, 4th edition, Anil Chopra, Prentice Hall, 2014 Erdbebensicherung von Bauwerken, 2nd edition, Hugo Bachmann, Birkhäuser, Basel, 2002 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | ETH Seismic Design of Structures I course, or equivalent. Students are expected to understand the seismological nature of earthquakes, to characterize the ground motion excitation, to analyze the response of elastic single- and multiple-degree-of-freedom systems to earthquake excitation, to use the concept of response and design spectrum, to compute the equivalent seismic loads on simple structures, and to perform code-based seismic design of simple structures. Familiarity with structural analysis software, such as SAP2000, and general-purpose numerical analysis software, such as Matlab, is expected. | |||||
101-0179-00L | Probabilistic Seismic Risk Analysis and Management for Civil Systems Findet dieses Semester nicht statt. | W | 3 KP | 2G | B. Stojadinovic, Noch nicht bekannt | |
Kurzbeschreibung | Advanced topics covered in this course are: 1) probabilistic seismic hazard analysis; 2) probabilistic seismic risk analysis; 3) seismic risk management using structural and financial engineering means; and, time permitting, 4) advanced topics in systemic probabilistic risk evaluation. | |||||
Lernziel | After successfully completing this course the students will be able to: 1. Gather the necessary data and conduct a probabilistic seismic hazard analysis for a site. 2. Gather the necessary data and conduct a probabilistic vulnerability analysis of a building or an element of a civil infrastructure system at a site. 3. Design structural and/or financial engineering solutions to mitigate the seismic risk at a site. | |||||
Inhalt | This course extends the series of two courses on seismic design of structures at ETHZ and introduces the topic of probabilistic seismic risk analysis and seismic risk management for the build environment and civil infrastructure systems. The following advanced topics will be covered in this course: 1) probabilistic seismic hazard analysis; 2) probabilistic seismic risk analysis; 3) seismic risk management using structural and financial engineering means; and, time permitting, 4) advanced topics in systemic probabilistic risk evaluation. | |||||
Skript | The electronic copies of the learning material will be uploaded to ILIAS and available through myStudies. This will include the lecture notes, additional reading, and exercise problems and solutions. There is no textbook for this course. | |||||
Literatur | Reading material: - Jack R Benjamin, C. Allin Cornell (2014) Probability, Statistics, and Decision for Civil Engineers - A. H-S. Ang (Author), W. H. Tang Probability Concepts in Engineering: Emphasis on Applications to Civil and Environmental Engineering - P.E. Pinto, R. Giannini and P. Franchin (2004) Seismic reliability analysis of structures, IUSSPress. Pavia; - McGuire, R.K. 2004. Seismic hazard and risk analysis: EERI Monograph MNO-10, Earthquake Engineering Research Institute. - A Mc. Neil, R. Frey and P. Embrechts, Quantitative Risk Management, Concepts, Techniques and Tools, Princeton University Press, 2015 - R. Rees, A. Wambach, The Microeconomics of Insurance, Foundations and Trends in Microeconomics, Vol. 4, Mps. 1-2 (2008), pp. 1- 163, DOI: 10.1561/0700000023 - Earthquake Engineering: From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering, Yousef Borzorgnia and Vitelmo Bertero, Eds., CRC Press, 2004 - Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, 4th edition, Anil Chopra, Prentice Hall, 2012 - Erdbebensicherung von Bauwerken, 2nd edition, Hugo Bachmann, Birkhäuser, Basel, 2002 References: -Norm SIA 261: Einwirkungen auf Tragwerke (Actions on Structures). Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Zürich, 2003 Software: - Bispec: software for unidirectional and bidirectional dynamic time-history and spectral seismic analysis of a simple dynamic system. Link - SAP2000 v15.1: general-purpose 3D nonlinear structural analysis software. Link - OpenSees: Open System for Earthquake Engineering Simulation, is an object-oriented, open- source software framework. Link | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | ETH Seismic Design of Structures I course (101-0188-00), or equivalent. Students are expected to understand the seismological nature of earthquakes, to characterize the ground motion excitation, to analyze the response of elastic single- and multiple-degree-of-freedom systems to earthquake excitation, to use the concept of response and design spectrum, to compute the equivalent seismic loads on simple structures, and to perform code-based seismic design of simple structures. | |||||
Vertiefung in Verkehrssysteme | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
101-0439-00L | Introduction to Economic Analysis - A Case Study Approach with Cost Benefit Analysis in Transport Remark: Former Title "Introduction to Economic Policy - A Case Study Approach with Cost Benefit Analysis in Transport". | W | 6 KP | 4G | K. W. Axhausen, R. Schubert | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung stellt einige grundlegende ökonomische Prinzipien sowie die Verfahren der Kosten-Nutzen-Analyse vor; sie führt auch in Methoden zur Ermittlung von Bewertungsgrössen ein | |||||
Lernziel | Sichere Kenntnis mikro- und makroökonomischer Grundlagen. Erarbeitung und Übung von Verfahren der Bewertung von Massnahmen und infrastrukturellen Ausbauten | |||||
Inhalt | Mikro-und makroökonomische Grundlagen; Kosten - Nutzen - Analyse; Nutzwertanalyse; Europäische Richtlinien; Stated response Verfahren; Reisekostenansatz et al.; Bewertung von Reisezeitveränderungen; Bewertung der Verkehrssicherheit | |||||
Skript | moodle Plattform für die ökonomischen Grundlagen; Umdrucke | |||||
Literatur | Taylor, M.P., Mankiw, N.G. (2014): Economics; Harvard Press VSS (2006) SN 640 820: Kosten-Nutzen-Analysen im Strassenverkehr, VSS, Zürich. Boardman, A.E., D.H. Greenberg, A.R. Vining und D.L. Weimer (2001) Cost – Benefit – Analysis: Concepts and Practise, Prentice-Hall, Upper Saddle River. ecoplan and metron (2005) Kosten-Nutzen-Analysen im Strassenverkehr: Kommentar zu SN 640 820, UVEK, Bern. | |||||
101-0469-00L | Strassenverkehrssicherheit | W | 6 KP | 4G | H. Schüller, M. Deublein | |
Kurzbeschreibung | Inhalt sind die Erfassung von Strassenverkehrsunfällen sowie deren statistische und geografische Analysemöglichkeiten. Am Beispiel von Innerortsstrassen werden verschiedene Einflussfaktoren auf das Unfallgeschehen genauer untersucht und Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. Verfahren der Sicherheitsarbeit in der Praxis von Verwaltungen und Polizei sind ebenfalls Thema der Veranstaltung. | |||||
Lernziel | Vermittlung des Grundlagenwissens zur Strassenverkehrssicherheit, Wecken des Verständnisses für das Unfallgeschehen, Gewährung von Einblicken in Möglichkeiten zur Erhöhung der Verkehrssicherheit | |||||
Inhalt | Unfallentstehung, Verkehrsunfallerfassung, statistische (deskriptiv und multivariat, accident prediction models) und geografische Analyse von Verkehrsunfällen, Gefahrenanalyse und Sanierungstechnik, Instrumente der Verkehrssicherheit der Infrastruktur, Verkehrspolitik in der Schweiz und international | |||||
Literatur | Basisliteratur: Botschaft zu Via Sicura; Handlungsprogramm des Bundes für mehr Sicherheit im Strassenverkehr; Directive 2008/96/EC on road infrastructure safety management; ELVIK, R.; VAA, T. (2004). The Handbook of Road Safety Measures. Oxford: ELSEVIER Ltd.; EU-Projekt RiPCORD-iSEREST (Link) Weiterführende Literatur: wird in der Vorlesung bekannt gegeben | |||||
101-0419-00L | Eisenbahnbau und -erhaltung | W | 4 KP | 4G | U. A. Weidmann, P. Güldenapfel, M. Kohler, M. J. Manhart, weitere Referent/innen | |
Kurzbeschreibung | Gleisgeometrie einschliesslich deren Berechnung und Vermessung sowie zugehörige Datensysteme; Interaktion Fahrweg - Fahrzeug, Fahrzeugdynamik, Oberbaubeanspruchung; Fahrbahnbau einschliesslich spezieller Aspekte des Ingenieurbaus; Zustandsdiagnose und -prognose; Fahrbahnerhaltung und Erhaltungsmethoden | |||||
Lernziel | Die Vorlesung gibt einen vertiefenden Einblick in die geometrische Linienführung, die Interaktionen Fahrweg - Fahrzeug sowie in Aufbau und Bemessung des Gleises. Methoden der Zustandserfassung und von dessen Prognose werden behandelt. Zeitgemässe Strategien und Verfahren für Bau, Erhaltung und Unterhalt von Bahnanlagen werden dargestellt. | |||||
Inhalt | Gleisgeometrie einschliesslich deren Berechnung und Vermessung sowie zugehörige Datensysteme; Interaktion Fahrweg - Fahrzeug, Fahrzeugdynamik, Oberbaubeanspruchung; Fahrbahnbau einschliesslich spezieller Aspekte des Ingenieurbaus; Zustandsdiagnose und -prognose; Fahrbahnerhaltung und Erhaltungsmethoden | |||||
Skript | Die Vorlesungsfolien werden zur Verfügung gestellt. | |||||
Literatur | Es wird eine Liste mit weiterführender Literatur abgegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Der vorgängige Besuch der Vorlesung Bahninfrastrukturen (Verkehr II) wird empfohlen. | |||||
101-0479-00L | Sicherheit und Zuverlässigkeit im Eisenbahnbetrieb Findet dieses Semester nicht statt. | W | 3 KP | 3G | U. A. Weidmann | |
Kurzbeschreibung | Sicherheitsstrategien und Sicherheitskonzepte spurgeführter Systeme, Eisenbahnsicherungstechnik, European Train Control System, Systeme der Betriebslenkung und Optimierung, Reliability Availability Maintainability Safety (RAMS) bei Eisenbahnen. | |||||
Lernziel | Die Studierenden verstehen die Grundprinzipien von Sicherheit, Zuverlässigkeit und Optimierung im Eisenbahnbetrieb und die Grundkonzepte der Eisenbahn Leit- und Sicherungstechnik. | |||||
Inhalt | Sicherheitsstrategien spurgeführter Systeme o Sicherheit im öffentlichen Verkehr o Sicherheitsrelevante Besonderheiten spurgeführter Systeme o Anforderungen an die Sicherheit spurgeführter Systeme o Sicherheitskonzepte Eisenbahnsicherungstechnik o Schutzfunktionen o Sicherung der Zugfolge o Sicherung der Fahrwegelemente o Sicherung von niveaugleichen Kreuzungen o Technische Realisierungen der Schutzfunktionen o European Train Control System Systeme der Betriebslenkung o Disposition o Betriebssteuerung o Konzepte der Betriebsoptimierung RAMS bei Eisenbahnen o Unfallursachenanalysen o Normen im Bereich RAMS für Bahnen o Risikoanalyse und Gefährdungsbeherrschung o Analysemethoden im Bereich RAMS o Konstruktionsprinzipien für Verfügbarkeit und Sicherheit o Instandhaltungsstrategien o Life Cycle Costs (LCC) o Human Factor o Sicherheit in langen Eisenbahntunnels Übungen im Eisenbahnlabor Exkursion zu Siemens Wallisellen (Leit und Sicherungstechnik) | |||||
Skript | Die Vorlesungspräsentationen werden abgegeben. | |||||
Literatur | Weiterführende Literaturhinweise finden sich in den Vorlesungsunterlagen. Eine zusätzliche Literaturliste wird abgegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Ein Teil der Übungen wird im Eisenbahn-Betriebslabor des IVT durchgeführt. Der vorgängige Besuch der Vorlesung Systemdimensionierung und Kapazität wird empfohlen. | |||||
101-0509-00L | Infrastructure Management 1: Process Remark: Former Title "Infrastructure Management Systems". | W | 4 KP | 3G | B. T. Adey | |
Kurzbeschreibung | The course provides an introduction to the steps included in the infrastructure management process. The lectures are given by a mixture of external people in German and internal people in English. | |||||
Lernziel | Upon completion of the course, students will - understand the steps required to manage infrastructure effectively, - understand the complexity of these steps, and - have an overview of the tools that they can use in each of the steps. | |||||
Inhalt | - The infrastructure management process and guidelines - Knowing the infrastructure - Dealing with data - Establishing goals and constraints - Establishing organization structure and processes - Making predictions - Selecting strategies - Developing programs - Planning interventions - Conducting impact analysis - Reviewing the process | |||||
Skript | Appropriate reading / and study material will be handed out during the course. Transparencies will be handed out at the beginning of each class. | |||||
Literatur | Appropriate literature will be handed out when required. | |||||
103-0417-02L | Theorien und Methoden der Planung Nur für Master-Studierende, ansonsten ist eine Spezialbewilligung des Dozierenden notwendig. | W | 3 KP | 2G | M. Nollert | |
Kurzbeschreibung | Für das Lösen raumplanerischer Probleme sind Optionen zu erkunden und zu beurteilen; dann ist zu begründen, weshalb eine Option anderen vorzuziehen sei. Die Basis für die Auswahl zu behandelnder Probleme bilden regelmässige Lagebeurteilungen. Dafür ist bestimmtes Wissen erforderlich, das adäquat sprachlich auszudrücken ist. | |||||
Lernziel | Die Absolventen kennen die Zusammenhänge zwischen Lagebeurteilung, Entscheiden, Wissen und Sprache. Sie wissen, was ein Entscheidungsdilemma ist und kennen Maximen, wie damit umzugehen ist. Insbesondere lernen sie, dass der Informationsbedarf, um eine Entscheidung zu fällen, vom Problem und den Präferenzen des entscheidenden Akteurs abhängt. Sie sind auch vertraut mit einigen Schwierigkeiten, die sich in diesem Zusammenhang üblicherweise einstellen und was sich dagegen tun lässt. | |||||
Inhalt | Die Vorlesung beschäftigt sich mit der Diskussion von Theorien und Methoden über die/der Planung und deren Evolution und vermittelt vertiefte Kenntnisse für die Behandlung typischer methodischer Herausforderungen der Planung in komplexen Systemen Die Schwerpunkte sind Lagebeurteilung, Entscheiden, Sprache und Wissen. | |||||
Skript | Lernmaterialien werden vor der Vorlesung online auf Moodle gestellt. | |||||
101-0491-00L | Agent Based Modeling in Transportation | W | 3 KP | 2G | M. Balac, T. J. P. Dubernet | |
Kurzbeschreibung | The main topics of the lecture are: 1) Introduction to the agent-based paradigm and overview on existing agent-based models in transportation, including MATSim 2) Learn how to setup MATSim for policy analysis 3) Learn how to extend the software (includes Java programming) 4) Create, run and analyse a policy study | |||||
Lernziel | The objective of this course is to make the students familiar with agent-based models and in particular with the software MATSim. They will learn the pros and cons of this type of approach versus traditional transport models and will learn to use the simulation. They will design a policy study and run simulations to evaluate the impacts of the proposed policies. | |||||
Inhalt | The main topics are: 1) Introduction to the agent-based paradigm and overview on existing agent-based models in transportation, including MATSim 2) Introduction of basic modeling concepts (activity-based approach, user equilibrium...) 3) Learn how to setup MATSim for policy analysis 4) Learn how to extend the software (includes Java programming) 5) Create, run and analyse a policy study | |||||
Literatur | Agent-based modeling in general Helbing, D (2012) Social Self-Organization, Understanding Complex Systems, Springer, Berlin. Heppenstall, A., A. T. Crooks, L. M. See and M. Batty (2012) Agent-Based Models of Geographical Systems, Springer, Dordrecht. MATSim Horni, A., K. Nagel and K.W. Axhausen (eds.) (2016) The Multi-Agent Transport Simulation MATSim, Ubiquity, London (Link) Additional relevant readings, mostly scientific articles, will be recommended throughout the course. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | There are no strict preconditions in terms of which lectures the students should have previously attended. However, it is expected that the students have some experience with some high level programming language (i.e. C, C++, Fortran or Java). If this is not the case, attending the additional java exercises (101-0491-00U) is strongly encouraged. | |||||
101-0492-00L | Microscopic Modelling and Simulation of Traffic Operations Former title until HS16: Simulation of Traffic Operations. | W | 3 KP | 2G | K. Yang | |
Kurzbeschreibung | The course introduces basics of microscopic modelling and simulation of traffic operation, including model development, calibration, validation, data analysis, identification of strategies for improving traffic performance, and evaluation of such strategies. The modelling software used is VISSIM. | |||||
Lernziel | The objective of this course is to introduce basic concepts in microscopic traffic modelling and simulation, and conduct a realistic traffic engineering project from beginning to end. The students will first familiarize themselves with microscopic traffic models. They will then use a simulation for modeling and analyzing the traffic operations. The emphasis is not only on building the simulation model, but also understanding of the traffic models behind and logically evaluating results. The final goal is to make valid and concrete engineering proposals based on the simulation model. | |||||
Inhalt | In this course the students will first learn some microscopic modelling and simulation concepts, and then complete a traffic engineering project with microscopic traffic simulator VISSIM. Microscopic modelling and simulation concepts will include: 1) Car following models 2) Lane change models 3) Calibration and validation methodology Specific tasks for the project will include: 1) Building a model with the simulator VISSIM in order to replicate and analyze the traffic conditions measured/observed. 2) Calibrating and validating the simulation model. 3) Redesigning/extending the model to improve the traffic performance. | |||||
Skript | The lecture notes and additional handouts will be provided before the lectures. | |||||
Literatur | Additional literature recommendations will be provided at the lectures. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Students need to know some basic road transport concepts. The course Road Transport Systems (Verkehr III), or simultaneously taking the course Traffic Engineering is encouraged. The course Transport Simulation (101-0438-00 G) and previous experience with VISSIM is helpful but not mandatory. | |||||
101-0449-00L | Systemführung, Marketing, Qualität Findet dieses Semester nicht statt. | W | 6 KP | 4G | U. A. Weidmann | |
Kurzbeschreibung | Verkehrs- und Ordnungspolitik, internationale und nationale Regulierung, Unternehmensführung öffentlicher Verkehrsunternehmungen, Marketing, Werbung und Prizing; Qualitätsmanagement | |||||
Lernziel | Verständnis der Verkehrs- und Ordnungspolitik sowie der Regulation der Unternehmenstätigkeit. Erkennen und Beherrschen der drei wichtigen Geschäftsprozesse im Betrieb öffentlicher Verkehrssysteme: (1) Führung der Unternehmung, (2) Marketing, (3) Qualitätssicherung. Erlernen wesentlicher Arbeitsmethoden bei der Führung dieser Prozesse. | |||||
Inhalt | (1) Verkehrs- und Ordnungspolitik: Verkehrsrelevante Ziele des Staates, staatliches Engagement im öffentlichen Verkehr, Regulierung. (2) Unternehmensführung im öffentlichen Verkehr: Zielsetzungen von Unternehmungen, Aufgaben der Unternehmensführung; Normative Unternehmensführung; Strategische Unternehmensführung; Operative Unternehmensführung. (3) Marketing, Werbung und Prizing: Grundlagen und Ziele; Marketingstrategien und -konzepte im öffentlichen Verkehr; Marketinginstrumente; Umsetzung von Marketingstrategien. (4) Qualitätssicherung: Qualität im Verkehr; Ziele des Qualitätsmanagements; Qualitätsmanagementsysteme; Strukturierung der Qualitätsmerkmale; Qualitätsmessung und -beurteilung; Nutzung zur Systemoptimierung. | |||||
Skript | Ein Skript in deutscher Sprache wird abgegeben. Die Vorlesungspräsentationen werden abgegeben. | |||||
Literatur | Weiterführende Literaturhinweise finden sich im Skript. Eine zusätzliche Literaturliste wird abgegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Vorgängiger Besuch der Vorlesungen System- und Netzplanung sowie Systemdimensionierung und Kapazität empfohlen. | |||||
Vertiefung in Wasserbau und Wasserwirtschaft | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
101-0249-00L | Ausgewählte Kapitel aus dem Wasserbau Voraussetzung: 101-0247-01L Wasserbau II oder gleichwertige Lehrveranstaltung. | W | 3 KP | 2S | R. Boes, I. Albayrak | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung vertieft ausgewählte wasserbauliche, wasserwirtschaftliche und gewässerökologische Themen im Zusammenhang mit Projekten im Schutz- und Nutzwasserbau. | |||||
Lernziel | Vertiefung von Spezialgebieten im Wasserbau und Kennenlernen der Vorgehensweise und des Ablaufs von Wasserkraftprojekten | |||||
Inhalt | Es werden verschiedene ausgewählte Themen des Wasserbaus vertieft. Zu diesen gehören z.B. die Aspekte der Talsperrensicherheit, mögliche Probleme in Stauräumen von Speichern wie Verlandung oder Naturgefahren durch Impulswellen, die Fliessgewässerhydraulik und die Hydraulik von Entlastungs- und Entnahmeanlagen an Talsperren und Wehren, das Spannungsfeld zwischen Ökologie und Wasserkraft, ökohydraulische Aspekte wie die Interaktion von Vegetation und Strömung sowie fischökologische Aspekte an Niederdruckanlagen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der typischen Vorgehensweise und im Ablauf von Wasserkraftprojekten im In- und Ausland. | |||||
Skript | Vorlesungsunterlagen werden zum Download bereitgestellt. | |||||
Literatur | wird in der Vorlesung angegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Einbezug von externen Referenten zu aktuellen Fachthemen und Projekten im In- und Ausland. | |||||
101-0289-00L | Angewandte Glaziologie | W | 3 KP | 2G | M. Funk, A. Bauder, D. Farinotti | |
Kurzbeschreibung | Es werden physikalische Grundlagen vermittelt, die zum Verstaendnis praktischer Anwendungen noetig sind. Themen sind: Gletscher-Klima-Beziehung, Gletscherfliessen, Seeeis und Gletscherhydrologie. | |||||
Lernziel | Verstehen der Grundbegriffe sowie der wichtigsten physikalischen Prozesse in der Glaziologie. Kennenlernen der Modellieransätze zur Beschreibung der Dynamik von Gletschern. Erkennen der Gefahren die von Gletschern ausgehen können. | |||||
Inhalt | Grundbegriffe der Glaziologie Dynamik von Gletschern: Deformation von Gletschereis, Einfluss des Wassers auf die Gletscherbewegung, Reaktion von Gletschern auf Klimaschwankungen, aussergewöhnliche Gletschervorstösse (surge) Gletscherabbrüche Gletscherhochwasser Seeeis | |||||
Skript | Unterlagen werden während der Vorlesung abgegeben. | |||||
Literatur | Relevante Literatur wird während der Vorlesung angegeben. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Für aktuelle Fallbeispiele werden risikobasierte Massnahmen bei glaziologischen Naturgefahren diskutiert. Voraussetzungen: Es werden Grundkenntnisse in Mechanik und Physik vorausgesetzt. | |||||
101-1249-00L | Hydraulics of Engineering Structures | W | 3 KP | 2G | H. Fuchs, I. Albayrak, L. Schmocker | |
Kurzbeschreibung | Hydraulic fundamentals are applied to hydraulic structures for wastewater, flood protection and hydropower. Typical case studies from engineering practice are further described. | |||||
Lernziel | Understanding and quantification of fundamental hydraulic processes with particular focus on hydraulic structures for wastewater, flood protection and hydropower | |||||
Inhalt | 1. Introduction & Basic equations 2. Losses in flow & Maximum discharge 3. Uniform flow & Critical flow 4. Hydraulic jump and stilling basin 5. Backwater curves 6. Weirs/End overfalls & Venturi 7. Sideweir & Sidechannel 8. Bottom opening & Culverts, throttling pipes, inverted siphons 9. Fall manholes & Vortex drop 10. Supercritical flow & Special manholes 11. Air/water flows and bottom outlets 12. Vegetated flows - Introduction 13. Vegetated flows - Application 14. Summary & Preparation for examination | |||||
Skript | Text books Hager, W.H. (2010). Wastewater hydraulics. Springer: New York. | |||||
Literatur | Exhaustive references are contained in the suggested text book. | |||||
102-0215-00L | Siedlungswasserwirtschaft II | W | 4 KP | 2G | M. Maurer, P. Staufer | |
Kurzbeschreibung | Technische Netzwerke in der Siedlungswasserwirtschaft. Wasserverteilung: Optimierung, Druckstoss, Korrosion und Hygiene. Siedlungsentwässerung: Siedlungshydrologie, instationäre Strömung, Schmutzstofftransport, Versickerung von Regenwasser, Gewässerschutz bei Regen. Generelle Entwässerungsplanung (GEP). | |||||
Lernziel | Vertiefung der Grundlagen für die Gestaltung und den Betrieb der technischen Netzwerke der Siedlungswasserwirtschaft. | |||||
Inhalt | Demand Side Management versus Supply Side Management Optimierung von Wasserverteilnetzen Druckstösse Kalkausfällung, Korrosion von Leitungen Hygiene in Verteilsystemen Siedlungshydrologie: Niederschlag, Abflussbildung Instationäre Strömungen in Kanalisationen Stofftransport in der Kanalisation Einleitbedingungen bei Regenwetter Versickerung von Regenwasser Generelle Entwässerungsplanung (GEP) | |||||
Skript | Es werden schriftliche Unterlagen abgegeben. Die Folien werden als Kopien zur Verfügung gestellt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzung: Siedlungswasserwirtschaft GZ | |||||
101-1250-00L | Wildbach- und Hangverbau Hinweis: Bis FS16 701-1806-00 Wildbach- und Hangverbau. Keine erneute Belegung für Studierende erlaubt, welche diese schon belegt hatten. | W | 3 KP | 2V | D. Rickenmann | |
Kurzbeschreibung | Hydromechanische, geotechnische und dynamische Prozesse in Wildbachgerinnen und Hängen. Interaktionen zwischen Wildbächen und Seitenhängen. Technische und ingenieurbiologische Stabilisierungsmassnahmen. Gefahrenbeurteilung und Gesamtzusammenhänge in Einzugsgebieten. Bemessung von Schutzsystemen. Grenzen technischer Massnahmen. Ueberwachung und Unterhalt von Schutzmassnahmen. | |||||
Lernziel | Ziel Erkennen und Verstehen von Gerinne- und Hangprozessen und deren gegenseitigen Beeinflussung. Methoden der Gefahrenbeurteilung zum Schutz vor Naturgefahren sowie technische- und biologische Schutzmassnahmen kennen lernen und bewerten. Gefährdungsbilder und Einwirkungen auf Systeme darstellen. Bemessung und Konstruktion von Schutzsystemen. Beurteilen der räumlichen und zeitlichen Entwicklung mit und ohne Schutzmassnahmen. | |||||
Inhalt | Inhalt Hydromechanische, geotechnische und dynamische Prozesse in Wildbachgerinnen und Hängen. Interaktionen zwischen Wildbächen und Seitenhängen. Technische und ingenieurbiologische Stabilisierungsmassnahmen. Einwirkungen auf Schutzsysteme. Gefahrenbeurteilung und Gesamtzusammenhänge in Einzugsgebieten. Bemessung von Schutzsystemen. Grenzen technischer Massnahmen. Ueberwachung und Unterhalt technischer und ingenieurbiologischer Systeme. | |||||
Skript | siehe "Literatur" | |||||
Literatur | Literatur - Böll, A. (1997): Wildbach- und Hangverbau, Berichte der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, Nr. 343,123p. - Rickenmann, D. (2014): Methoden zur quantitativen Beurteilung von Gerinneprozessen in Wildbächen. WSL Berichte, Nr. 9, 105p. (Link) - Rickenmann, D. (2016): Methods for the quantitative assessment of channel processes in torrents (steep streams). IAHR monograph, CRC Press, ISBN: 978-1-4987-7662-2. (NEBIS: Online-Ressource) | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Besonderes Voraussetzungen: - Grundzüge der Baustatik - Hydraulik - Geologie und Petrographie - Bodenphysik - Bodenmechanik und Geotechnik | |||||
Vertiefung in Werkstoffe und Mechanik | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
101-0619-00L | Mechanics of Building Materials Findet dieses Semester nicht statt. | W | 3 KP | 2G | ||
Kurzbeschreibung | Material models comprise our knowledge on the physical behavior of materials. Based on a short introduction to solid mechanics, 3D material laws for elastic, visco-elastic behavior, plasticity and damage mechanics are discussed. We focus on material laws for concrete, metals, wood and other composites, how to obtain parameters from mechanical tests and their application in FEM calculations. | |||||
Lernziel | This introductory course aims to bridge the gap between phenomenological, qualitative comprehension of processes in building materials, their characterization in mechanical testing and the ability to apply those for practical design purposes via constitutive models. Upon completion of the course you should be able to: - classify different material behavior (e.g. linear/non-linear elastic, elasto-plastic, creep) with respect to types of constitutive material models (total /incremental strain models, damage / plasticity models, linear visco-elasticity), - review how incremental strain models (e.g. elasto-plastic) are algorithmically implemented in Finite Element software (UMat of Abaqus), - formulate the main approach and assumptions to the most import models for building materials and discuss their limitations, - propose experimental campaigns for obtaining relevant material parameters for non-linear material models. | |||||
Inhalt | - Introduction to constitutive models for materials - Fundaments of mechanics of materials - Cauchy-, hyper- and hypoelastic material descriptions - Constitutive Models for Concrete (non-linear elastic) - Introduction to metall and concrete plasticity - Introduction to ABAQUS UMAT Programming - Damage continuum mechanics - Linear visco-elastic materials | |||||
Skript | Will be provided during the lecture. | |||||
101-0639-01L | Science and Engineering of Glass and Natural Stone in Construction | W | 3 KP | 2G | F. Wittel, T. Wangler | |
Kurzbeschreibung | The course offers an overview of relevant practical issues and present technological challenges for glass and natural stones in constructions. Students gain a good knowledge of the basics of glasses and natural stones, their potential as engineering materials and learn to apply them in the design of civil engineering constructions and to evaluate concepts. | |||||
Lernziel | Glass is increasingly used in constructions to ease the construction process, as functional insulation barrier, even for structural applications of impressive size. While everyone has experienced the innovation potential of glass in the last decade, products from natural stone suffer from an unjustified traditional image that often originates from a lack of understanding of the material and its combination with other materials. Culturally important structures often are made from natural stone and their conservation demands an understanding of their deterioration mechanisms, the concepts of which can be applied to other civil engineering materials. Designers and engineers need the knowledge to reconcile materials and system behavior with the entire processing, handling, integration and life time in mind. In this module students are provided with a broad fundamental as well as practice-oriented education on glass and natural stone in civil engineering applications. Present and future construction and building concepts demand for such materials with optimized properties. Based on the fundamentals from the Bachelor course in materials by the end of this module, you should be able to: -recognize and choose specific applications from the broad overview you were provided with, -relate processing technologies to typical products and building applications and recognize (and explain typical damage related to wrong material choice or application, -explain the nature of glassy and crystalline materials and interpret their physical behavior against this background, -explain the major deterioration mechanisms in natural stone and how this relates to durability, -analyze material combinations and appraise their application in future products as well as integration in existing constructions, -summarize with appropriate guidance publications on a related topic in an oral presentation and short report. | |||||
Inhalt | Lecture 1: An introduction to science and engineering of glass and natural stone in construction (FW/TW) Lecture 2: Glass chemistry including historical development of glass composition, use of raw materials, melts, chemical stability and corrosion. (FW) Lecture 3: Geology and mineralogy of stones used in construction. Formation processes, chemistry, crystal structure. (TW) Lecture 4: Microscopic models for glassy materials. Physics of vitrification. From microscopic physical models to thermodynamics, rheology and mechanics of glassy materials. (FW) Lecture 5: Stone properties and behavior: microstructure, density, porosity, mechanical properties (TW) Lecture 6: Glass physics: Optical properties (transmission, reflection, emission, refraction, polarization and birefringence, testing methods); Mechanical properties (density, thermal, mechanical, electric properties, glass testing) (FW) Lecture 7: Stone properties and durability: transport, moisture and thermal cycling (TW) Lecture 8: Forming and processing of glass: (plate and molded glass, drawing, slumping, profiling etc.; Processing: Cutting, mechanical processing, tempering, gluing, bending, laminating of glass Surface treatments: coating, sputtering, enameling, printing, etching, chemical pre-stressing.) (FW) Lecture 9: Durability: Salt crystallization, freezing, biodeterioration (TW) Lecture 10: Glass products for civil engineering applications: (Molded glasses, fiber glass, foam glass, plate glass); construction glass (insulation glass, structural glass, protective glass, intelligent glass, codes); (FW) Lecture 11: Conservation: Consolidation, cleaning, and other treatments (TW). Lecture 12: Glass in constructions. (modelling, application and regulation, typical damage in glass) (FW) Lecture 13: Student presentations; exam questions (FW/TW) | |||||
Skript | Will be handed out in the lectures | |||||
Literatur | Werkstoffe II script (download via the IFB homepage). Rest will be handed out in the lectures | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Werkstoffe I/II of the bachelor studies or equivalent introductory materials lecture. | |||||
101-0659-01L | Durability and Maintenance of Reinforced Concrete | W | 3 KP | 2V | U. Angst, B. Elsener | |
Kurzbeschreibung | Der Kurs konzentriert sich auf die Haltbarkeit von Stahlbeton, insbesondere die Korrosion von Stahl in Beton. Der Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis der Mechanismen, Planung und Ausführung Aspekte der Dauerhaftigkeit von neuen und bestehenden Strukturen. Neue Methoden und Materialien für präventive Maßnahmen, Zustandsbewertung und Reparaturverfahren. | |||||
Lernziel | Verständnis für den Mechanismus der Verschlechterung der Stahlbeton-Strukturen, insbesondere Bewehrungskorrosion. Kennen der relevanten Parameter für die Haltbarkeit von Beton, insbesondere Überdeckung, Betonqualität, Feuchtigkeit sowie der Verfahren, um die Haltbarkeit zu kontrollieren Verstehen der aktuellen Ansätze zum Design für eine lange Lebensdauer (Forderungsklassen, präskriptiven) und ihrer Grenzen Kennen zukünftiger performance-basierte Modelle für Haltbarkeit Gestaltung sowie der Schwierigkeiten bei der Definition der Input-Parameter (z. B. kritische Chloridgehalt). Kennen und verstehen verschiedene Möglichkeiten, um die Haltbarkeit des Stahlbetons zu verbessern (z. B. Edelstahl-Einlage) Kennen der besonderen Probleme mit vorgespannten Strukturen und Wege, um diese zu überwinden (galvanisch getrennt Sehnen). Kennen und verstehen der zerstörungsfreien Methoden zur Inspektion und Zustandsbewertung (insbes. half-cell potential mapping) und und deren Grenzen. Kennen und verstehen der Reparatur-Methoden, wie herkömmliche Reparatur, elektrochemische Methoden (insbesondere kathodischer Schutz) Sich der Unterschieden in der Leistung der neuen Mischzementen (insbesondere CEM II mit Kalkstein) Respekt für die traditionelle Portlandzement und die mögliche zukünftige Probleme für eine lange Lebensdauer bewusst werden. | |||||
Inhalt | Stahlbeton vereint die gute Druckfestigkeit von Beton mit der hohen Zugfestigkeit von Stahl und hat sich als in Bezug auf die strukturelle Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit bewährt. Jedoch gibt es Fälle eines vorzeitigen Ausfalls von Stahlbeton- und Spannbeton-Komponenten durch Korrosion des Bewehrungsstahls mit sehr hohen wirtschaftlichem Schaden. Dieser Kurs konzentriert sich auf die Chlorid-und Kohlensäure induzierte Korrosion von Stahl in Beton, präsentiert Transportmechanismen und elektrochemische Konzepte. Der Schwerpunkt liegt auf Planung und Ausführung Aspekte der Dauerhaftigkeit von neuen und bestehenden Strukturen. Neue Methoden und Materialien für präventive Maßnahmen, Zustandsbewertung und Reparaturverfahren werden diskutiert. Der Kurs ist ein Bezugspunkt für Ingenieure und Materialwissenschaftler in Forschung und Praxis des Korrosionsschutzes, Rehabilitation und Pflege von Stahlbeton-Strukturen und Komponenten beteiligt. Vorlesung 1 Administrative Fragen, Literatur, was Studierende erwarten zu lernen? Einführung (wirtschaftliche Relevanz der Haltbarkeit, Übergang vom Bau bis zur Wartung). Grundlagen der Korrosion und Dauerhaftigkeit / Passivität und Lochfraß Vorlesung 2 Stahlbeton / Korrosionsschutz / Abbau-Mechanismus Korrosion (Chloride / Kohlensäure) / elektrochemischen Mechanismus / Controlling Parameter / Risse und Abplatzungen an der Oberfläche, Gefahr von örtlicher Korrosion Vorlesung 3 Andere Degradationsmechanismen: Sulfatangriff, ASR, Frostangriff Verschiedene Beispiele, Häufigkeit des Auftretens der einzelnen Schädigungsmechanismen Vorlesung 4 Lebensdauer: Einleitung des Verfahrens und Ausbreitung der Bühne. Haltbarkeit Design: präskriptiven Ansatz, konstruktive Detaillierung, die Bedeutung von Feuchtigkeit für fast alle Degradationsmechanismen. Leistungsorientiertes Konzept, einfacher Diffusions Ansatz für Chlorideintrag, Critical Chloridgehalt (Einflussgrößen) Vorlesung 5 Edelstahl als Bewehrungsstahl für Beton / verschiedene Typen von nichtrostenden Stählen / mechanische Eigenschaften / Korrosionsbeständigkeit, Passivität / Kupplung mit schwarzem Betonstahl / Anwendungsbeispiele / Life-Cycle-Kosten Vorlesung 6 Inspektion und Zustandsbewertung I: Sichtprüfung / Zerstörungsfreie Prüfung (Chlorid-Profile, Karbonatisierungstiefe, Dünn-Schnitt-Analyse, etc.) Vorträge 7 Inspektion und Zustandsbewertung II: zerstörungsfreie Prüfung (potentiellen Mapping, Überdeckung Messung Widerstandsmessung). Potential-Mapping: Messprinzip / Wirkung von kohlensäurehaltigen Abdeckung zone / Einwirkung von Feuchtigkeit / Beispiele Vorlesung 8 Vorgespannten Strukturen / Problem mit bestehenden Strukturen: keine NDT-Methode / Ansatz für den Schutz (multiple Barriere) / neue Systeme mit Polymer Kanäle / elektrisch isolierten Sehnen / fib Richtlinien / Swiss Leitlinie / Monitoring-Techniken / Anwendungen Vorlesung 9 Reparatur-Methoden I: konventionelle Reparatur / Beschichtungen / Inhibitoren / Einschränkungen Vorlesung 10 Reparatur-Methoden II: elektrochemische Reparatur-Methoden (ECR, ER, CP) / principles / elektrochemische Chlorid-Abscheidung (Theorie und Bsp.) / elektrochemische realkalization (Theorie und Bsp.) / wann können diese Methoden angewandt werden? / Kostenaspekte Vorlesung 11 Repair Methoden III: kathodischen Schutz (Theorie, technische Lösungen, Anode, etc und Beispiele). Überwachung der CP. Vorlesung 12 Neue Zemente, Thema CO2-Reduktion. Auswirkungen von Flugasche, Schlacke, Kalk auf die Verarbeitbarkeit, Diffusionskoeffizient, Widerstand, pH (einschließlich einer Diskussion der puzzolanischen Reaktion und Konsequenzen in Bezug auf pH-Wert puffernde Portlandit Reserve). Diskutieren der Produkte auf dem Schweizer Markt. Vorlesung 13 Zusammenfassung der wichtigsten Punkte dieses Kurses durch die Studierenden. Offene Diskussion über die Haltbarkeit Design, neuer Zemente, neue Materialien und Reparatur-Methoden | |||||
Skript | Die Vorlesung basiert auf dem Buch: Corrosion of steel in concrete - prevention diagnosis repair (WILEY 2013) by L. Bertolini, B. Elsener, P. Pedeferri and R. Polder) Folien der Vorträge werden im Voraus verteilt. Besondere Handouts und Nachdrucke für bestimmte Themen werden in der Vorlesung verteilt. | |||||
Literatur | A first overview can be found in: B. Elsener, Corrosion of Steel in Concrete, in "Corrosion and Environmental Degradation", ed. M. Schütze, WILEY VCH (2000) Vol.2 pp. 391 - 431 Backbone of the course: Corrosion of Steel in Concrete - Prevention diagnosis repair, L. Bertolini, B. Elsener, P. Pedeferri, R. Polder, WILEY VCH 2nd edition (2013) | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Studierenden werden ermutigt, sich aktiv an den Vorlesungen zu beteiligen. Die Studierenden haben allen Übungen (vier) zu bearbeiten. Für eine Übung ist eine detaillierte schriftliche Lösung der gestellten Aufgabe zu liefern (nach der Diskussion). Die Studierenden sollten die Prüfungen in Werkstoffe I und II bestanden haben. | |||||
101-0669-00L | Bituminöse Werkstoffe | W | 3 KP | 2G | M. Partl | |
Kurzbeschreibung | Vermittlung eines vertieften Einblickes in die Besonderheiten des mechanischen und chemisch-physikalischen Verhaltens sowie des Aufbaus und der Anwendung bitumenhaltiger Werkstoffe insbesondere mit Blick auf deren Verwendung im Strassenbau und für Abdichtungen. Dabei wird auch auf neue Forschungs- und Entwicklungstendenzen eingegangen. | |||||
Lernziel | Vermittlung eines vertieften Einblickes in die Besonderheiten des mechanischen und chemisch-physikalischen Verhaltens sowie des Aufbaus und der Anwendung bitumenhaltiger Werkstoffe insbesondere mit Blick auf deren Verwendung im Strassenbau und für Abdichtungen. Dabei wird auch auf neue Forschungs- und Entwicklungstendenzen eingegangen. | |||||
Inhalt | Grundlagen des mechanischen Verhaltens: Viskosität, Rheologische Modelle, viskoelastisches Stoffverhalten, Zeit-Temperatur Superpositionsprinzip; Ermüdung; Viskoplastizität Bituminöse Bindemittel: Teerproblematik,Bitumen, Naturasphalt, Polymerbitumen, technologische Prüfverfahren, mechanisch-physikalische Eigenschaften, Bindemittleklassierung, Bitumenemulsionen, Schaumbitumen Strassenbeläge aus Asphalt: Struktureller Aufbau und Konzepte, Herstellung, Mischgutprüfung und Charakterisierung, Mischgutgruppen, Recycling Abdichtungen mit Bitumendichtungsbahnen: Haftvermittler, Aufbau der Polymerbitumen-Dichtungsbahnen, Herstellung, charakteristische Prüfungen, systemrelevante Eigenschaften, Einbau und Ausführung | |||||
Skript | Skript, verteil während Vorlesung | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Vorlesung beinhaltet zwei fakultative schriftliche Übungen und eine Literaturübung mit Kurzvortrag, letztere ist obligatorisch durchzuführen. | |||||
101-0689-00L | Shrinkage and Cracking of Concrete: Mechanisms and Impact on Durability | W | 3 KP | 2V | P. Lura, M. Wyrzykowski | |
Kurzbeschreibung | Concrete is generally viewed as a durable construction material. However, the long-term performance of a concrete structure can be greatly compromised by early-age cracking. This course will explain how shrinkage of concrete leads to cracking and how control of shrinkage allows increasing the expected durability of a concrete structure. | |||||
Lernziel | This course will begin with a brief introduction about hydration and microstructure development in cement paste and concrete. The students will learn the main causes of cracking at early ages, namely plastic, drying, thermal and autogenous shrinkage, with special emphasis on the driving mechanisms. The importance of concrete curing, especially in the first few days after casting, will be stressed and explained. Building on the knowledge of the driving forces of shrinkage, the way of action of shrinkage-reducing admixtures will be clarified and different applications illustrated. As an extension of external curing, the students will become familiar with internal water curing by means of saturated lightweight aggregates and superabsorbent polymers. Most concrete members are restrained by adjacent structures. When shrinkage is restrained, cracks may develop. The students will learn how to apply different criteria for assessing concrete cracking and how to retrieve the mechanical properties of the concrete, especially stiffness and creep, relevant for the calculations. In addition to macroscopic cracks, microcracking may occur in the cement paste due to inner restraint offered by the aggregates. Both macroscopic cracks and diffuse microcracking within a concrete may facilitate the ingress of harmful substances (e.g. chloride and sulfate ions) into the concrete; these may react with the concrete or with the reinforcement and create further deterioration. The students will acquire an understanding of the mechanisms of transport through cracked concrete, with special focus on experimental evidence and on techniques able to visualize the transport process and follow it in time. As a final outcome of the course, the students will be able to estimate the impact of cracking on the expected durability of concrete structures and to implement different types of measures to reduce the extent of cracking. | |||||
Inhalt | Concrete is generally viewed as a long-lasting construction material. However, the durability of a concrete structure can be jeopardized by shrinkage-induced cracking. In addition to being unsightly, cracks have the potential to act as weak planes for further distress or as conduits for accelerated ingress of aggressive agents that may reduce durability. Advances in concrete technology over the past decades have led to the practical use of concrete with a low water to binder ratio and with different types of mineral and organic admixtures. Another recent development is self-compacting concrete, which avoids concrete vibration and reduces labor during placing. Unfortunately, these concretes are especially prone to cracking at an early age, unless special precautions are taken. Proper curing becomes in this case the key to achieve better performance in various environmental and load conditions. Specific topics covered by the course: - Hydration and microstructure development - Plastic shrinkage - Development of mechanical properties - Thermal deformation - Autogenous deformation - Drying shrinkage - Creep and relaxation - Curing - Shrinkage-reducing admixtures - Internal curing: saturated lightweight aggregates and superabsorbent polymers - Fracture and microcracking - Transport in cracked concrete - Impact of cracking on concrete durability - Self-healing of cracks | |||||
Skript | For each lecture, lecture notes will be provided. In addition, one or two research papers for each lecture will be indicated as supportive information. | |||||
Literatur | Copies of one to two research papers relevant to the topic of each lecture will be provided to the students as supportive information. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | A basic knowledge of concrete technology is preferable. | |||||
151-0353-00L | Mechanics of Composite Materials | W | 4 KP | 2V + 1U | G. Kress | |
Kurzbeschreibung | Behandelt wird Modellierung der Steifigkeit und Festigkeitvon faserverstärkten Kunststoffen und daraus hergestellten Laminaten sowie einfachen Bauteilen. Für Randeffekte und periodische Strukturen werden numerisch effiziente FEM-Ansätze für verallgemeinerten ebenen Dehnungszustand und Einheitszellenmodellierung erklärt. Die mechanische Interpretation von Experimenten wird auch behandelt. | |||||
Lernziel | Ziel ist die Vermittlung des Verständnisses des Verhaltens von Strukturen aus anisotropen und heterogenen Faserverbundwerkstoffen mit all den Besonderheiten, wie sie bei Metallen nicht vorkommen. Die Vorlesung soll Begeisterung für die vielfältigen und spannenden Probleme auf diesem Gebiet wecken und damit eine Grundlage für eine entsprechende Forschungstätigkeit schaffen. Andererseits wird mit dem vermittelten Wissen auch die Befähigung für kompetente Produktentwicklung in einem industriellen Umfeld gegeben. | |||||
Inhalt | 1. Introduction and elastic anisotropy 2. Laminate theory 3. Thick-walled laminates and interlaminar stresses 4. Edge effects at multidirectional laminates 5. Structural problems and simplified finite-element modelling 6. Micromechanics 7. Failure hypotheses and damage prediction 8. Damage progression analysis 9. Static-strength notch-size influence 10. Fatigue Response 11. Design and sizing, sandwich theory 12. Plain-weave non-linear mechanical model 13. Composite materials mechanical testing | |||||
Skript | Skript und alles weitere Material findet sich auf MOODLE: Link | |||||
Literatur | Die Vorlesungsunterlagen sind vollständig. Weiterführende Literatur und verwendete Quellen sind im Skript aufgeführt. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Keine | |||||
151-0833-00L | Principles of Nonlinear Finite-Element-Methods | W | 5 KP | 2V + 2U | N. Manopulo, B. Berisha | |
Kurzbeschreibung | Die meisten Problemstellungen im Ingenieurwesen sind nichtlinearer Natur. Die Nichtlinearitäten werden hauptsächlich durch nichtlineares Werkstoffverhalten, Kontaktbedingungen und Strukturinstabilitäten hervorgerufen. Im Rahmen dieser Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen der nichtlinearen Finite-Element-Methoden zur Lösung von solchen Problemstellungen vermittelt. | |||||
Lernziel | Das Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Grundkenntnissen der nichtlinearen Finite-Elemente-Methode (FEM). Der Fokus der Vorlesung liegt bei der Vermittlung der theoretischen Grundlagen der nichtlinearen FE-Methoden für implizite und explizite Formulierungen. Typische Anwendungen der nichtlinearen FE-Methode sind Simulationen von: - Crash - Kollaps von Strukturen - Materialien aus der Biomechanik (Softmaterials) - allgemeinen Umformprozessen Insbesondere wird die Modellierung des nichtlinearem Werkstoffverhalten, thermomechanischen Vorgängen und Prozessen mit grossen plastischen Deformationen behandelt. Im Rahmen von begleitenden Uebungen wird die Fähigkeit erworben, selber virtuelle Modelle zur Beschreibung von komplexen nichtlinearen Systemen aufzubauen. Wichtige Modelle wie z.B. Stoffgesetze werden in Matlab programmiert. | |||||
Inhalt | - Kontinuumsmechanische Grundlagen zur Beschreibung grosser plastischer Deformationen - Elasto-plastische Werkstoffmodelle - Aufdatiert-Lagrange- (UL), Euler- und Gemischt-Euler-Lagrange (ALE) Betrachtungsweisen - FEM-Implementation von Stoffgesetzen - Elementformulierungen - Implizite und explizite FEM-Methoden - FEM-Formulierung des gekoppelten thermo-mechanischen Problems - Modellierung des Werkzeugkontaktes und von Reibungseinflüssen - Gleichungslöser und Konvergenz - Modellierung von Rissausbreitungen - Vorstellung erweiterter FE-Verfahren | |||||
Skript | ja | |||||
Literatur | Bathe, K. J., Finite-Elemente-Methoden, Springer-Verlag, 2002 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Bei einer grossen Anzahl von Studenten werden bei Bedarf zwei Übungstermine angeboten. | |||||
101-0637-10L | Holzstruktur und Funktion Maximale Teilnehmerzahl: 15 | W | 3 KP | 2G | I. Burgert, E. R. Zürcher | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung Holzstruktur und Funktion vermittelt den Studierenden grundlegende Kenntnisse über den Aufbau von Nadel- und Laubhölzern sowie über allgemeine und holzartspezifische Zusammenhänge zwischen Wachstumsprozessen, Holzeigenschaften und den Funktionen des Holzes im Baum. | |||||
Lernziel | Lernziel ist ein grundlegendes Verständnis der Anatomie des Holzes sowie deren Beeinflussung durch endogene und exogene Einflussfaktoren. Dazu sollen die Studierenden in die Lage versetzt werden, prominente mitteleuropäische Holzarten auf der mikroskopischen und makroskopischen Ebene zu erkennen. Vertieft wird dies mit Bestimmungsübungen für die Nadelhölzer, welche mittels eines Bestimmungsschlüssels eindeutig zu bestimmen sind. Darüber hinaus sollen Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Baumwachstum, Holzeigenschaften und den Funktionen des Holzes im Baum vermittelt werden. Dabei steht die Funktion des Holzes im Baum im Vordergrund, es sollen allerdings auch Querbezüge zur technologischen Bedeutung, welche in den Vorlesungen Holzphysik sowie Holzeigenschaften und Holzbearbeitung behandelt wird, aufgezeigt werden. | |||||
Inhalt | In einer allgemeinen Einführung in die Holzanatomie werden der generelle Aufbau von Nadel- und Laubholz behandelt. Dabei werden die Baumarten auch im Hinblick auf Diversität und grundlegende Variabilität sowie deren Einflussfaktoren betrachtet. Danach liegt der Schwerpunkt auf der Holzanatomie prominenter mitteleuropäischer Nadel- und Laubholzarten. Hierbei werden die Studierenden sowohl auf der mikroskopischen als auch auf der makroskopischen Ebene in der Holzartenerkennung geschult. Für die Nadelhölzer werden darüber hinaus vertiefende Bestimmungsübungen durchgeführt. In den weiteren Vorlesungen werden darauf aufbauend Zusammenhänge zwischen Holzstruktur, Eigenschaften und Funktion im Baum unter Berücksichtigung der Wachstumsdynamik dargestellt. Dabei werden insbesondere die Themenbereiche mechanische Stabilität und Wassertransport, Ästigkeit, Reaktionsholzbildung (Druckholz, Zugholz), Drehwuchs, Wachstumsspannungen und Verkernung sowie das adaptive Wachstum ausführlich behandelt. | |||||
101-0637-20L | Holzbearbeitung und -verarbeitung | W | 3 KP | 2G | I. Burgert, O. F. Kläusler | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung Holzbearbeitung und -verarbeitung vermittelt den Studierenden grundlegende Kenntnisse über technologische Eigenschaften des Holzes und der Holzwerkstoffe sowie deren Bearbeitung und Verarbeitung zur Herstellung einer breiten Palette von industriellen Holzprodukten. | |||||
Lernziel | Lernziel ist ein grundlegendes Verständnis der dominierenden Holzbe- und -verarbeitungsprozesse, welche zur Herstellung von industriellen Holzprodukten zur Anwendung kommen. Hierzu wird einleitend die wirtschaftliche Bedeutung der Ressource Holz vorgestellt und erforderliche Kenntnisse über die technologischen Eigenschaften des Holzes vermittelt. Die Studierenden sollen mit Abschluss der Vorlesung in der Lage sein, schlüssige Zusammenhänge zwischen Holzarten und deren Eigenschaften sowie geeigneten Bearbeitungsprozessen und den daraus resultierenden Holzprodukten herzustellen. | |||||
Inhalt | Die allgemeine Einführung stellt die wirtschaftliche Bedeutung des Rohstoffs Holz im globalen, europäischen und schweizerischen Kontext vor und beleuchtet Aspekte der Nachhaltigkeit in der Holzproduktion und der Zertifizierung. Im Folgenden werden erforderliche Kenntnisse zu den allgemeinen und holzartspezifischen Zusammenhängen zwischen Struktur und Eigenschaften vermittelt. Danach werden verschiedene volkswirtschaftlich relevante Holzbe- und -verarbeitungsprozesse vorgestellt und detailliert hinsichtlich Holzartenwahl, Prozessparametern sowie Produkteigenschaften betrachtet. Der Hauptaugenmerk wird dabei im Bereich von Vollholzprodukten auf die Schnittholzherstellung und die Trocknung gelegt. Mit Blick auf die Furnierherstellung werden Kenntnisse über das Dämpfen, den Furnierschnitt und die Herstellung von Lagenholzwerkstoffen vermittelt. Desweitern wird die Technologie zur Herstellung von Span- und Faserwerkstoffen sowie die gängige Produktpalette vorgestellt und bearbeitet. Dieser Themenblock wird durch grundlegende Einblicke in die Papierherstellung abgerundet. Im Anschluss werden die Themenbereiche Verklebung und Holzschutz betrachtet und dabei Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Holz und Holzwerkstoffen erörtert. Zum Abschluss der Vorlesung wird durch eine Exkursion zu einem Schweizer Holzbearbeitungs-unternehmen der Praxisbezug vertieft. | |||||
151-0513-00L | Mechanics of Soft Materials and Tissues | W | 4 KP | 3G | A. E. Ehret | |
Kurzbeschreibung | An introduction to concepts for the constitutive modelling of highly deformable materials with non-linear properties is given in application to rubber-like materials and soft biological tissues. Related experimental methods for materials characterization and computational methods for simulation are addressed. | |||||
Lernziel | The objective of the course is to provide an overview of the wide range of non-linear mechanical behaviors displayed by soft materials and tissues together with a basic understanding of their physical origin, to familiarize students with appropriate mathematical concepts for their modelling, and to illustrate the application of these concepts in different fields in mechanics. | |||||
Inhalt | Soft solids: rubber-like materials, gels, soft biological tissues Non-linear continuum mechanics: kinematics, stress, balance laws Mechanical characterization: experiments and their interpretation Constitutive modeling: basic principles Large strain elasticity: hyperelastic materials Rubber-elasticity: statistical vs. phenomenological models Biomechanics of soft tissues: composites, anisotropy, heterogeneity Dissipative behavior: examples and the concept of internal variables. | |||||
Skript | Accompanying learning materials will be provided or made available for download during the course. | |||||
Literatur | Recommended text: G.A. Holzapfel, Nonlinear Solid Mechanics - A continuum approach for engineering, 2000 L.R.G. Treloar, The physics of rubber elasticity, 3rd ed., 2005 P. Haupt, Continuum Mechanics and Theory of Materials, 2nd ed., 2002 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | A good knowledge base in continuum mechanics, ideally a completed course in non-linear continuum mechanics, is recommended. | |||||
Projektarbeiten | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
101-0198-01L | Projektarbeit in Konstruktion | W | 9 KP | 18A | Betreuer/innen | |
Kurzbeschreibung | Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus der Konstruktion | |||||
Lernziel | Selbständiges, strukturiertes und wissenschaftliches Arbeiten fördern; typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden lernen; Fachwissen auf dem Gebiet der bearbeiteten Aufgabenstellung vertiefen. | |||||
Inhalt | Die Projektarbeit steht unter der Leitung eines Professors/einer Professorin. Den Studierenden werden verschiedene Themen und Inhalte zur individuellen Auswahl angeboten. | |||||
101-0298-01L | Projektarbeit in Wasserbau und Wasserwirtschaft | W | 9 KP | 18A | Dozent/innen | |
Kurzbeschreibung | Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus dem Wasserbau und der Wasserwirtschaft | |||||
Lernziel | Selbständiges, strukturiertes und wissenschaftliches Arbeiten fördern; typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden lernen; Fachwissen auf dem Gebiet der bearbeiteten Aufgabenstellung vertiefen. | |||||
Inhalt | Die Projektarbeit steht unter der Leitung eines Professors/einer Professorin. Den Studierenden werden verschiedene Themen und Inhalte zur individuellen Auswahl angeboten. | |||||
101-0398-01L | Projektarbeit in Geotechnik | W | 9 KP | 18A | Dozent/innen | |
Kurzbeschreibung | Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus der Geotechnik. | |||||
Lernziel | Selbständiges, strukturiertes und wissenschaftliches Arbeiten fördern; typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden lernen; Fachwissen auf dem Gebiet der bearbeiteten Aufgabenstellung vertiefen. | |||||
Inhalt | Die Projektarbeit steht unter der Leitung eines Professors/einer Professorin. Den Studierenden werden verschiedene Themen und Inhalte zur individuellen Auswahl angeboten. | |||||
101-0498-01L | Projektarbeit in Verkehrssysteme | W | 9 KP | 18A | Dozent/innen | |
Kurzbeschreibung | Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus dem Bereich Transportsysteme | |||||
Lernziel | Selbständiges, strukturiertes und wissenschaftliches Arbeiten fördern; typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden lernen; Fachwissen auf dem Gebiet der bearbeiteten Aufgabenstellung vertiefen. | |||||
Inhalt | Die Projektarbeit steht unter der Leitung eines Professors/einer Professorin. Den Studierenden werden verschiedene Themen und Inhalte zur individuellen Auswahl angeboten. | |||||
101-0598-01L | Projektarbeit in Bau- und Erhaltungsmanagement | W | 9 KP | 18A | Dozent/innen | |
Kurzbeschreibung | Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus dem Bereich Bauplanung und Baubetrieb | |||||
Lernziel | Selbständiges, strukturiertes und wissenschaftliches Arbeiten fördern; typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden lernen; Fachwissen auf dem Gebiet der bearbeiteten Aufgabenstellung vertiefen. | |||||
Inhalt | Die Projektarbeit steht unter der Leitung eines Professors/einer Professorin. Den Studierenden werden verschiedene Themen und Inhalte zur individuellen Auswahl angeboten. | |||||
101-0698-01L | Projektarbeit in Werkstoffe und Mechanik | W | 9 KP | 18A | Dozent/innen | |
Kurzbeschreibung | Bearbeitung einer konkreten Aufgabenstellung aus den Bereichen Werkstoffe und Mechanik | |||||
Lernziel | Selbständiges, strukturiertes und wissenschaftliches Arbeiten fördern; typische ingenieurwissenschaftliche Arbeitsmethoden anwenden lernen; Fachwissen auf dem Gebiet der bearbeiteten Aufgabenstellung vertiefen. | |||||
Inhalt | Die Projektarbeit steht unter der Leitung eines Professors/einer Professorin. Den Studierenden werden verschiedene Themen und Inhalte zur individuellen Auswahl angeboten. |