Projektbeschreibung
Die Wechselwirkung zwischen Boden und Bauwerk bei seismischen Bewegungen
Wie eine Baustruktur auf seismische Aktivität reagiert, hängt von verschiedenen Faktoren ab – von ihrer Höhe bis zur Art ihres Untergrunds. Die Wechselwirkung zwischen Boden und der Baustruktur ist bedeutsam und ein Faktor, der bei der Konstruktion oder Umrüstung eines Gebäudes berücksichtigt werden muss. Vor diesem Hintergrund will das EU-finanzierte Projekt ReStructure 2.0 ein neues Konzept auf Basis der Prinzipien der Boden-Bauwerk-Interaktion entwickeln, wobei die relative Verschiebung zwischen Wand und verbliebenem Boden als Hauptfaktor für die seismische Reaktion des Wand-Boden-Systems berücksichtigt wird. Die Projektergebnisse aus einer Kombination von Computersimulationen, Experiment- und Felddaten, relationalen Datenbanken und Techniken des maschinellen Lernens werden mit dafür sorgen, dass der Konstruktionsprozess nachhaltiger, kostengünstiger und umweltfreundlicher wird.
Ziel
The standard seismic design of retaining structures is based on a century-old theory, that does not account for the actual physical behavior of soil-structure systems. This theory unrealistically assumes that the seismic earth pressure increment is proportional to surface acceleration. Methods based on this theory often lead to conservative design of retaining structures that causes an unsustainable consumption of resources without any benefits on the performance and safety of the construction. Such design approach is against the principles of the European Green Deal that identified the need of cleaner constructions in the Building and Renovation policy area. The main goal of ReStructure 2.0 is to develop a novel physics-based framework based on soil-structure interaction principles, recognizing the relative displacement between wall and retained soil as the driving factor in the seismic response of wall-soil system. The proposed method accounts for soil inhomogeneity and non-linearity, wall flexibility, mass of the wall, and different boundary condition at base and top of the wall. This more adequate design approach can lead to a significant reduction of the resources used during the construction, making the process more sustainable, affordable, and green. This novel approach is based on the combination of computational simulations, experimental and field data, relational databases, and machine learning techniques. Two distinct solutions will be developed: (i) complete frequency-dependent elastodynamic approach, and (ii) simplified single-frequency method. ReStructure 2.0 is tailored around my expertise and profile to give me the opportunity to reach the maturity needed to move forward with my career. This fellowship will allow me to: (i) capitalize on my unique skillset matured in years of international collaborations, (ii) bring back to the EU innovative approaches and methodologies that I developed in the US, and (iii) grow as a researcher, teacher, and mentor.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
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