Jedes Modul umfasst 3 ECTS. Sie wählen insgesamt 10 Module/30 ECTS in den folgenden Modulkategorien:
- 12-15 ECTS in Technisch-wissenschaftlichen Modulen (TSM)
TSM-Module vermitteln Ihnen profilspezifische Fachkompetenz und ergänzen die dezentralen Vertiefungsmodule. - 9-12 ECTS in Erweiterten theoretischen Grundlagen (FTP)
FTP-Module behandeln theoretische Grundlagen wie die höhere Mathematik, Physik, Informationstheorie, Chemie usw. Sie erweitern Ihre abstrakte, wissenschaftliche Tiefe und tragen dazu bei, den für die Innovation wichtigen Bogen zwischen Abstraktion und Anwendung spannen zu können. - 6-9 ECTS in Kontextmodulen (CM)
CM-Module vermitteln Ihnen Zusatzkompetenzen aus Bereichen wie Technologiemanagement, Betriebswirtschaft, Kommunikation, Projektmanagement, Patentrecht, Vertragsrecht usw.
In der Modulbeschreibung (siehe: Herunterladen der vollständigen Modulbeschreibung) finden Sie die kompletten Sprachangaben je Modul, unterteilt in die folgenden Kategorien:
- Unterricht
- Dokumentation
- Prüfung
Der Modulinhalt ist in zwei Themengebiete, Baudynamik und Erdbebeningenieurwesen, untergliedert.
Die Baudynamik beinhaltet: Grundlagen der Kinematik und Kinetik des Massenpunktes; die Modellbildung von dynamischen Systemen und das Aufstellen der Bewegungsdifferentialgleichungen bei Ein- und Mehrmassenschwingern; die Berechnung der Systemantwort infolge dynamischer Einwirkungen; Massnahmen zur Reduzierung von Schwingungen.
Im aufbauenden Teil Erdbebeningenieurwesen folgt der erdbebengerechte Entwurf an Beispielen; Duktilität und Ermittlung von Antwortspektren; die Berechnung der Schnittkräfte mit Hilfe dem Ersatzkraft- und dem Antwortspektrenverfahren nach den SIA Tragwerksnormen; Grundlagen der verformungsbasierten Nachweise.
Eintrittskompetenzen
Baustatik: gute Kenntnis baustatischer Methoden (Kraft- und Deformationsmethode)
Mathematik: Grundlagen der Bewegungs-Differentialgleichungen, der Fourieranalyse und der Matrizenrechnung
Physik: Grundlagen Kinematik und Kinetik des Massenpunktes
Lernziele
Baudynamik
Die Studierenden:
- kennen die Arten von dynamischen Einwirkungen
- können die Tragstruktur auf ein dynamisches System reduzieren bzw. übertragen (Modellbildung)
- können die Bewegungsgleichungen für Ein- und Mehrmassenschwinger aufstellen und die Systemantwort infolge der dynamischen Einwirkungen berechnen und plausibilisieren
- kennen Massnahmen zur Reduzierung der dynamischen Systemantwort (Systemsteifigkeit, Dämpfung, Tilger) und können diese auf einfache Systeme anwenden
Erdbebeningenieurwesen
Die Studierenden:
- kennen die seismolgischen Grundlagen
- kennen die Grundlagen eines erdbebengerechten Entwurfs und können diese an Tragstrukturen umsetzen
- können die Auswirkungen (Schnittkräfte) infolge Erdbebenanregung mit dem Ersatzkraft- und dem Antwortspektrenverfahren nach den SIA Tragwerksnormen für Baustrukturen berechnen.
- kennen den Einfluss der Duktilität auf die Systemantwort
- kennen die Grundlagen verformungsbasierter Nachweise und können diese auf ein einfaches System anwenden
Modulinhalt
Baudynamik ( Gewichtung 50%)
Kinematik und Kinetik des Massenpunktes; Einmassenschwinger - freie und erzwungene Schwingungen; Mehrmassenschwinger - modale Analyse, freie und erzwungene Schwingungen; Tilgersysteme; Rayleigh-Quotient
Erdbebeningenieurwesen (Gewichtung 50%)
Einführung seismologische Grundlagen; erdbebengerechter Entwurf an Beispielen; Schubmittelpunkt; horizontaler Lastabtrag; Duktilität und Antwortspektren; Ersatzkraft- und Antwortspektrenverfahren nach SIA 261; Einführung in verformungsbasierte Nachweisverfahren
Lehr- und Lernmethoden
Die Grundlagen werden mit Hilfe von Foliensätzen, ergänzt durch Tafelanschriebe, erläutert und diskutiert. Das Lösen von Beispielen erfolgt an der Tafel bzw. durch Erläuterungen mit Hilfe von Umdrucken. Das Wissen und die Kompetenzen werden durch das selbständige Lösen von Übungsaufgaben zum Themenbereich vertieft. Diese werden im Unterricht anschliessend besprochen.
Des Weiteren kommt eine speziell für die Themen entwickelte Lernsoftware (Freeware-NonLin) zum Einsatz, mit deren Hilfe die Studierenden die Systemantwort von einfachen Systemen bei verschiedenen dynamischen Einwirkungen berechnen und die Ergebnisse plausibilisieren können. Dieses ist auch zum Selbsstudium sehr gut geeignet.
Bibliografie
Dazio, Alessandro, 2008: "Foliensatz-Tragwerksdynamik und Schwingungsprobleme", ETH Zürich.
Dazio Alessandro, Wenk, Thomas, 2008: " Foliensatz-Erdbebensicherung von Bauwerken 1", ETH Zürich.
Dazio, Alessandro, 2009: "Foliensatz-Erdbebensicherung von Bauwerken 2", ETH Zürich.
Bachmann, Hugo, 2002: "Erdbebensicherung von Hochbauten", Birkhäuser Verlag.
Papula, Lothar, 2015: "Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler - Band 2", Vieweg und Teubner Verlag.
SIA-Tragwerksnormen 261-269
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