@inproceedings{LangWirtzHeitzeretal.1999,
  author    = {Lang, H. and Wirtz, K. and Heitzer, Michael and Staat, Manfred and Oettel, R.},
  title     = {Zyklische Einspielversuche zur Verifikation von Shakedown-Analysen mittels FEM},
  year      = {1999},
  abstract  = {Im Rahmen von Erm{\"u}dungsanalysen ist nachzuweisen, daß die thermisch bedingten fortschreitenden Deformationen begrenzt bleiben. Hierzu ist die Abgrenzung des Shakedown-Bereiches (Einspielen) vom Ratchetting-Bereich (fortschreitende Deformation) von Interesse. Im Rahmen eines EU-gef{\"o}rderten Forschungsvorhabens wurden Experimente mit einem 4-Stab-Modell durchgef{\"u}hrt. Das Experiment bestand aus einem wassergek{\"u}hlten inneren Rohr und drei isolierten und beheizbaren {\"a}ußeren Probest{\"a}ben. Das System wurde durch alternierende Axialkr{\"a}fte, denen alternierende Temperaturen an den {\"a}ußeren St{\"a}ben {\"u}berlagert wurden, belastet. Die Versuchsparameter wurden teilweise nach vorausgegangenen Einspielanalysen gew{\"a}hlt. W{\"a}hrend der Versuchsdurchf{\"u}hrung wurden Temperaturen und Dehnungen zeitabh{\"a}ngig gemessen. Begleitend und nachfolgend zur Versuchsdurchf{\"u}hrung wurden die Belastungen und die daraus resultierenden Beanspruchungen nachvollzogen. Bei dieser inkrementellen elasto-plastischen Analyse mit dem Programm ANSYS wurden unterschiedliche Werkstoffmodelle angesetzt. Die Ergebnisse dieser Simulationsberechnung dienen dazu, die Shakedown-Analysen mittels FE-Methode zu verifizieren.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzerHicken1999,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael and Hicken, E. F.},
  title     = {LISA - ein europ{\"a}isches Projekt zur FEM-basierten Traglast- und Einspielanalyse},
  year      = {1999},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizit{\"a}t, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik f{\"u}hrt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verz{\"o}gert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend ge{\"a}ndert. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegen{\"u}ber elastischen Analysen wesentlich zu erh{\"o}hen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen {\"U}berblick {\"u}ber m{\"o}gliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abh{\"a}ngig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden k{\"o}nnen. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle ben{\"o}tigt. Das Vorgehen ist {\"a}hnlich der Stabilit{\"a}tsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA entwickelten Zuverl{\"a}ssigkeitsanalysen sind nichlinear erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv m{\"o}glich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchf{\"u}hrbar. Auf die vorgesehenen Erweiterungen der Werkstoffmodellierung f{\"u}r nichtlineare Verfestigung und f{\"u}r Sch{\"a}digung konnte hier nicht eingegangen werden. Es herrscht ein deutlicher Mangel an Experimenten zum Nachweis der Grenzen zwischen elastischem Einspielen und dem Versagen durch LCF oder durch Ratchetting.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzerReindersetal.2001,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael and Reinders, H. and Schubert, F.},
  title     = {Einspielen und Ratchetting bei Zug- und Torsionsbelastung: Analyse und Experimente},
  year      = {2001},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der klassischen Plastizit{\"a}tstheorie, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Eine FEM-basierte Traglast- und Einspielanalyse f{\"u}r ideal plastisches Material wurde auf ein kinematisch verfestigendes Materialgesetz erweitert und in das Finite Element Programm PERMAS implementiert. In einem einfachen Zug-Torsionsexperiment wurde eine Hohlprobe mit konstanter Torsion und zyklischer Zugbelastung beansprucht, um die neue Implementierung zu verifizieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Einspielanalyse gut mit den experimentellen Ergebnissen {\"u}bereinstimmt. Bei Verfestigung lassen sich wesentlich gr{\"o}ßere Sicherheiten nachweisen. Dieses Potential bedarf weiterer experimenteller Absicherung. Parallel dazu ist die Eisnpieltheorie auf fortschrittliche Verfestigungsans{\"a}tze zu erweitern.},
  subject      = {Zug-Druck-Beanspruchung},
  language  = {de}
}
@inproceedings{KernDikta2009,
  author    = {Kern, Alexander and Dikta, Gerhard},
  title     = {Probability of damage of electrical and electronic systems due to indirect lightning flashes - investigation of data from German insurance companies},
  year      = {2009},
  abstract  = {In the presented paper data collected from the field related to damage statistics of electrical and electronic apparatus in household are reported and investigated. These damages (total number approx. 74000 cases), registered by five German insurance companies in 2005 and 2006, were adviced by customers as caused by lightning overvoltages. With the use of stochastical methods it is possible, to reasses the collected data and to distinguish between cases, which are with high probability caused by lightning overvoltages, and those, which are not. If there was an indication for a direct strike, this case was excluded, so the focus was only on indirect lightning flashes, i.e. only flashes to ground near the structure and flashes to or nearby an incoming service line were investigated. The data from the field contain the location of damaged apparatus (residence of the policy holder) and the distances of the nearest cloud-to-ground stroke to the location of the damage registered by the German lightning location network BLIDS at the date of damage. The statistical data along with some complementary numerical simulations allow to verify the correspondence of the Standards rules used for IEC 62305-2 with the field data and to define some correction needs. The results could lead to a better understanding whether a damage reported to an insurance company is really caused by indirect lightning, or not.},
  subject      = {Blitzschutz},
  language  = {en}
}
@inproceedings{BallmannRaatschenStaat1985,
  author    = {Ballmann, J. and Raatschen, Hans-J{\"u}rgen and Staat, Manfred},
  title     = {High stress intensities in focussing zones of waves},
  doi       = {10.1016/B978-0-444-42520-1.50015-3},
  year      = {1985},
  abstract  = {The propagation of mechanical waves in plates of isotropic elastic material is investigated. After a short introduction to the understanding of focussing of stress waves in a plate with a curved boundary the method of characteristics is applied to a plate of hyperelastic material. Using this method the propagation of acceleration waves is discussed. Based on this a numerical difference scheme is developed for solving initial-boundary-value problems and applied to two examples: propagation of a point disturbance in a homogeneously finitely strained non-linear elastic plate and geometrical focussing in al linear elastic plate.},
  subject      = {Technische Mechanik},
  language  = {en}
}
@inproceedings{SchoeningAbdelghani2009,
  author    = {Sch{\"o}ning, Michael Josef and Abdelghani, Adnane},
  title     = {Advancements in Nanotechnology and Microelectronics (ANM '09) <2009, Tunisia>: Proceedings book ; Tunisia, November, 13 \& 14, 2009 / Humboldt Kolleg. Ed. by Michael J. Sch{\"o}ning ; Adnane Abdelghani},
  organization    = {Humboldt-Kolleg Advancements in Nanotechnology and Microelectronics (ANM '09) <2009, Tunisia>},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:a96-opus-3113},
  year      = {2009},
  abstract  = {The ANM'09 multi-disciplinary scientific program includes topics in the fields of "Nanotechnology and Microelectronics" ranging from "Bio/Micro/Nano Materials and Interfacing" aspects, "Chemical and Bio-Sensors", "Magnetic and Superconducting Devices", "MEMS and Microfluidics" over "Theoretical Aspects, Methods and Modelling" up to the important bridging "Academics meet Industry".},
  subject      = {Nanopartikel},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KraftMeyerNagl2002,
  author    = {Kraft, Bodo and Meyer, Oliver and Nagl, Manfred},
  title     = {Graph technology support for conceptual design in civil engineering},
  isbn      = {3-18-318004-9},
  year      = {2002},
  abstract  = {In: Advances in intelligent computing in engineering : proceedings of the 9.International EG-ICE Workshop ; Darmstadt, (01 - 03 August) 2002 / Martina Schnellenbach-Held ... (eds.) . - D{\"u}sseldorf: VDI-Verl., 2002 .- Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 4, Bauingenieurwesen ; 180 ; S. 1-35 The paper describes a novel way to support conceptual design in civil engineering. The designer uses semantical tools guaranteeing certain internal structures of the design result but also the fulfillment of various constraints. Two different approaches and corresponding tools are discussed: (a) Visually specified tools with automatic code generation to determine a design structure as well as fixing various constraints a design has to obey. These tools are also valuable for design knowledge specialist. (b) Extensions of existing CAD tools to provide semantical knowledge to be used by an architect. It is sketched how these different tools can be combined in the future. The main part of the paper discusses the concepts and realization of two prototypes following the two above approaches. The paper especially discusses that specific graphs and the specification of their structure are useful for both tool realization projects.},
  subject      = {CAD},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KraftNagl2003,
  author    = {Kraft, Bodo and Nagl, Manfred},
  title     = {Support of Conceptual Design in Civil Engineering by Graph-based Tools},
  year      = {2003},
  abstract  = {WS GTaD-2003 - The 1st Workshop on Graph Transformations and Design ed Grabska, E., Seite 6-7, Jagiellonian University Krakow. 2 pages},
  subject      = {CAD},
  language  = {de}
}
@inproceedings{KraftNagl2004,
  author    = {Kraft, Bodo and Nagl, Manfred},
  title     = {Parameterized specification of conceptual design tools in civil engineering},
  year      = {2004},
  abstract  = {Applications of Graph Transformations with Industrial Relevance Lecture Notes in Computer Science, 2004, Volume 3062/2004, 90-105, DOI: 10.1007/978-3-540-25959-6_7 In this paper we discuss how tools for conceptual design in civil engineering can be developed using graph transformation specifications. These tools consist of three parts: (a) for elaborating specific conceptual knowledge (knowledge engineer), (b) for working out conceptual design results (architect), and (c) automatic consistency analyses which guarantee that design results are consistent with the underlying specific conceptual knowledge. For the realization of such tools we use a machinery based on graph transformations. In a traditional PROGRES tool specification the conceptual knowledge for a class of buildings is hard-wired within the specification. This is not appropriate for the experimentation platform approach we present in this paper, as objects and relations for conceptual knowledge are due to many changes, implied by evaluation of their use and corresponding improvements. Therefore, we introduce a parametric specification method with the following characteristics: (1) The underlying specific knowledge for a class of buildings is not fixed. Instead, it is built up as a data base by using the knowledge tools. (2) The specification for the architect tools also does not incorporate specific conceptual knowledge. (3) An incremental checker guarantees whether a design result is consistent with the current state of the underlying conceptual knowledge (data base).},
  subject      = {CAD},
  language  = {de}
}
@inproceedings{Kraft2004,
  author    = {Kraft, Bodo},
  title     = {Conceptual design tools for civil engineering},
  year      = {2004},
  abstract  = {Applications of Graph Transformations with Industrial Relevance Lecture Notes in Computer Science, 2004, Volume 3062/2004, 434-439, DOI: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-540-25959-6_33 This paper gives a brief overview of the tools we have developed to support conceptual design in civil engineering. Based on the UPGRADE framework, two applications, one for the knowledge engineer and another for architects allow to store domain specific knowledge and to use this knowledge during conceptual design. Consistency analyses check the design against the defined knowledge and inform the architect if rules are violated.},
  subject      = {CAD},
  language  = {en}
}
@article{Kraft2003,
  author    = {Kraft, Bodo},
  title     = {Conceptual design mit ArchiCAD 8 : Forschungsprojekt an der RWTH Aachen},
  year      = {2003},
  abstract  = {Projektbericht in GraphisoftNews - Architektur und Bauen in einer vernetzten Welt 3/2003 4 Seiten},
  subject      = {CAD},
  language  = {de}
}
@inproceedings{TranNovacekTolbaetal.2011,
  author    = {Tran, Thanh Ngoc and Novacek, V. and Tolba, R. and Klinge, U. and Turquier, F. and Staat, Manfred},
  title     = {Experimental and Computational approach to study colorectal anastomosis. ISB2011, Proceedings of the XXIII Congress of the International Society of Biomechanics, Brussels, Belgium, July 3-7, 2011},
  year      = {2011},
  abstract  = {Summary: This paper presents a methodology to study and understand the mechanics of stapled anastomotic behaviors by combining empirical experimentation and finite element analysis. Performance of stapled anastomosis is studied in terms of leakage and numerical results which are compared to in vitro experiments performed on fresh porcine tissue. Results suggest that leaks occur between the tissue and staple legs penetrating through the tissue.},
  subject      = {Anastomose},
  language  = {en}
}
@article{LeversStaatLaack2011,
  author    = {Levers, A. and Staat, Manfred and Laack, Walter van},
  title     = {Analyse der Langzeitwirkung der MBST® KernspinResonanzTherapie bei Gonarthrose},
  year      = {2011},
  abstract  = {Originalausgabe: Orthop{\"a}dische Praxis Jg. 47. 2011 H. 11; S. 536-543. Mit freundlicher Genehmigung des Verlags Zusammenfassung: Auf der Basis von Patientenabfragen mittels Fragebogen zum Schmerzempfinden und zur Einschr{\"a}nkung bei Aktivit{\"a}ten des allt{\"a}glichen Lebens wird die Langzeitwirkung der MBST® KernspinResonanz-Therapie bei Gonarthrose untersucht. An der Studie nahmen 39 Patienten teil, bei denen die Therapie bis zu vier Jahre zur{\"u}ckliegt. Neben einer Gesamtbetrachtung wird der Erfolg auch in Abh{\"a}ngigkeit von Alter, Geschlecht und sportlicher Aktivit{\"a}t analysiert. Insgesamt weist die Studie auf eine anhaltende Verbesserung des Gesundheitszustands mit zum Teil deutlicher Schmerzlinderung auch noch nach vier Jahren hin, jedoch mit einer leichten Schmerzzunahme gegen Ende des Untersuchungszeitraums von vier Jahren. Eine tendenziell positivere Wirkung bei Frauen, {\"a}lteren Menschen oder auch sportlich nicht-aktiven Patienten l{\"a}sst auf eine m{\"o}gliche Beeinflussung des Erfolgs der Therapie durch ({\"U}ber-)Belastung im Alltag schließen. Ein zus{\"a}tzlich positiver Effekt der Therapie auf die Knochendichte ist ebenfalls denkbar, dies bleibt jedoch offen.},
  subject      = {Kniegelenkarthrose},
  language  = {de}
}
@inproceedings{SchoeningAbdelghani2012,
  author    = {Sch{\"o}ning, Michael Josef and Abdelghani, Adnane},
  title     = {Nanoscale Science and Technology (NS\&T'12) : Proceedings Book Humboldt Kolleg <2012, Tunisia> ; Tunisia, 17-19 March, 2012 / ed. by Michael J. Sch{\"o}ning ; Adnane Abdelghani},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:a96-opus-3544},
  year      = {2012},
  abstract  = {Proceedings of the 2nd Humboldt Kolleg, Hammamet, Tunisia Organizer: Alexander von Humboldt Stiftung, Germany. pdf 184 p. Welcome Address Dear Participants, Welcome to the 2nd Humboldt Kolleg in "Nanoscale Science and Technology" (NS\&T'12) in Tunisia, sponsored by the "Alexander von Humboldt" foundation. The NS\&T'12 multidisciplinary scientific program includes seven "hot" topics dealing with "Nanoscale Science and Technology" covering basic and application-oriented research as well as industrial (market) aspects: - Molecular Biophyics, Spectroscopy Techniques, Imaging Microscopy - Nanomaterials Synthesis for Medicine and Bio-chemical Sensors - Nanostructures, Semiconductors, Photonics and Nanodevices - New Technologies in Market Industry - Environment, Electro-chemistry, Bio-polymers and Fuel Cells - Nanomaterials, Photovoltaic, Modelling, Quantum Physics - Microelectronics, Sensors Networks and Embedded Systems We are deeply indebted to all members of the Scientific Committee and General Chairs for joint Sessions and to all speakers and chairmen, who have dedicated invaluable time and efforts for the realization of this event. On behalf of the Organizing Committee, we are cordially inviting you to join the conference and hope that your stay will be fruitful, rewarding and enjoyable. Prof. Dr. Michael J. Sch{\"o}ning, Prof. Dr. Adnane Abdelghani},
  subject      = {Biosensor},
  language  = {en}
}
@article{GorissenStaatLaack2012,
  author    = {Gorissen, P. and Staat, Manfred and Laack, Walter van},
  title     = {Experimentelle Kraftmessungen als Beitrag zur Wirksamkeitsbeurteilung von Schienbeinschonern im Fußballsport},
  series = {OUP Zeitschrift f{\"u}r die orthop{\"a}dische und unfallchirurgische Praxis},
  volume    = {1},
  journal   = {OUP Zeitschrift f{\"u}r die orthop{\"a}dische und unfallchirurgische Praxis},
  number    = {1},
  publisher = {Deutscher {\"A}rzte-Verlag},
  address   = {K{\"o}ln},
  issn      = {2193-5785},
  doi       = {10.3238/oup.2012.0010-0015},
  pages     = {10 -- 15},
  year      = {2012},
  abstract  = {Diese Studie besch{\"a}ftigte sich mit der D{\"a}mpfungswirkung von Schienbeinschonern, wie sie beim Fußball zum Einsatz kommen. Sie wurde mit Hilfe eines Pendelhammers durchgef{\"u}hrt, der verschiedene Aufschlagkr{\"a}fte auf die Schoner erm{\"o}glichte. Dabei wurde deutlich, dass Schienbeinschoner die beste Wirkung bei Maximalkr{\"a}ften unterhalb von 5kN erreichen k{\"o}nnen, dass bei gr{\"o}ßerer Belastung allerdings Verbesserungsbedarf besteht. Hierf{\"u}r konnte, u.a. durch den Einsatz neuer Materialien, ein guter Ansatzpunkt im „ad{\"a}quaten Zusammenspiel von Schale und Polsterung" der Schoner gefunden werden. Die Untersuchung hat weiterhin gezeigt, dass zumindest teilweise eine deutliche Verbesserung der D{\"a}mpfungswirkung der Schienbeinschoner in den letzten Jahren erreicht werden konnte.},
  subject      = {Fußball},
  language  = {de}
}
@misc{Kraft2003,
  author    = {Kraft, Bodo},
  title     = {LexiCAD Step by Step : B{\"u}rogeb{\"a}ude : Erstellen eines Grundrisses mit RoomObjects und LexiCAD},
  year      = {2003},
  abstract  = {11 Seiten, 22 Abbildungen 1. Konstruktion des Außenumrisses 2. Festlegung der inneren R{\"a}ume 3. Einf{\"u}gen der RoomLinks 4. Wallgenerator},
  subject      = {CAD},
  language  = {de}
}
@inproceedings{KraftNagl2003,
  author    = {Kraft, Bodo and Nagl, Manfred},
  title     = {Semantic tool support for conceptual design},
  year      = {2003},
  abstract  = {ITCE-2003 - 4th Joint Symposium on Information Technology in Civil Engineering ed Flood, I., Seite 1-12, ASCE (CD-ROM), Nashville, USA In this paper we discussed graph based tools to support architects during the conceptual design phase. Conceptual Design is defined before constructive design; the used concepts are more abstract. We develop two graph based approaches, a topdown using the graph rewriting system PROGRES and a more industrially oriented approach, where we extend the CAD system ArchiCAD. In both approaches, knowledge can be defined by a knowledge engineer, in the top-down approach in the domain model graph, in the bottom-up approach in the in an XML file. The defined knowledge is used to incrementally check the sketch and to inform the architect about violations of the defined knowledge. Our goal is to discover design error as soon as possible and to support the architect to design buildings with consideration of conceptual knowledge.},
  subject      = {CAD},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KraftWilhelms2004,
  author    = {Kraft, Bodo and Wilhelms, N.},
  title     = {Interactive distributed knowledge support for conceptual building design},
  isbn      = {3-86068-213-X},
  year      = {2004},
  abstract  = {In: Net-distributed Co-operation : Xth International Conference on Computing in Civil and Building Engineering, Weimar, June 02 - 04, 2004 ; proceedings / [ed. by Karl Beuke ...] . - Weimar: Bauhaus-Univ. Weimar 2004. - 1. Aufl. . Seite 1-14 ISBN 3-86068-213-X International Conference on Computing in Civil and Building Engineering <10, 2004, Weimar> Summary In our project, we develop new tools for the conceptual design phase. During conceptual design, the coarse functionality and organization of a building is more important than a detailed worked out construction. We identify two roles, first the knowledge engineer who is responsible for knowledge definition and maintenance; second the architect who elaborates the conceptual de-sign. The tool for the knowledge engineer is based on graph technology, it is specified using PROGRES and the UPGRADE framework. The tools for the architect are integrated to the in-dustrial CAD tool ArchiCAD. Consistency between knowledge and conceptual design is en-sured by the constraint checker, another extension to ArchiCAD.},
  subject      = {CAD},
  language  = {en}
}
@inproceedings{KirchhofKraft2004,
  author    = {Kirchhof, M. and Kraft, Bodo},
  title     = {UML-based modeling of architectural knowledge and design},
  year      = {2004},
  abstract  = {IASSE-2004 - 13th International Conference on Intelligent and Adaptive Systems and Software Engineering eds. W. Dosch, N. Debnath, pp. 245-250, ISCA, Cary, NC, 1-3 July 2004, Nice, France We introduce a UML-based model for conceptual design support in civil engineering. Therefore, we identify required extensions to standard UML. Class diagrams are used for elaborating building typespecific knowledge: Object diagrams, implicitly contained in the architect's sketch, are validated against the defined knowledge. To enable the use of industrial, domain-specific tools, we provide an integrated conceptual design extension. The developed tool support is based on graph rewriting. With our approach architects are enabled to deal with semantic objects during early design phase, assisted by incremental consistency checks.},
  subject      = {UML},
  language  = {en}
}
@techreport{NaglKraft2004,
  author    = {Nagl, Manfred and Kraft, Bodo},
  title     = {Graphbasierte Werkzeuge zur Unterst{\"u}tzung des konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurfs : Bericht {\"u}ber den 2. F{\"o}rderzeitraum des Schwerpunktprogramms : DFG-Schwerpunktprogramm 1103 : Vernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau. - Auch unter dem Titel: Neue Software-Werkzeuge zur Unterst{\"u}tzung des konzeptuellen Geb{\"a}udeentwurfs},
  year      = {2004},
  abstract  = {Der konstruktive Entwurf wird in derzeitigen CAD-Systemen gut unterst{\"u}tzt, nicht aber der konzeptuelle Geb{\"a}ude-Entwurf. Dieser abstrahiert von konstruktiven Elementen wie Linie, Wand oder Decke, um auf die Konzepte, d.h. die eigentlichen Funktionen, heraus zu arbeiten. Diese abstraktere, funktionale Sichtweise auf ein Geb{\"a}ude ist w{\"a}hrend der fr{\"u}hen Entwurfsphase essentiell, um Struktur und Organisation des gesamten Geb{\"a}udes zu erfassen. Bereits in dieser Phase muss Fachwissen (z. B. rechtliche, {\"o}konomische und technische Bestimmungen) ber{\"u}cksichtigt werden. Im Rahmen des vorliegenden Projekts werden Software-Werkzeuge integriert in industrielle CAD-Systeme entwickelt, die den konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurf erm{\"o}glichen und diesen gegen Fachwissen pr{\"u}fen. Das Projekt ist in zwei Teile gegliedert. Im Top-Down-Ansatz werden Datenstrukturen und Methoden zur Strukturierung, Repr{\"a}sentation und Evaluation von geb{\"a}udespezifischem Fachwissen erarbeitet. Dieser Teil baut auf den graphbasierten Werkzeugen PROGRES und UPGRADE des Lehrstuhls auf. Der Bottom-Up-Ansatz ist industriell orientiert und hat zum Ziel, das kommerzielle CAD-System ArchiCAD zu erweitern. Hierbei soll der fr{\"u}he, konzeptuelle Geb{\"a}ude-Entwurf in einem CAD-System erm{\"o}glicht werden. Der Entwurf kann dar{\"u}ber hinaus gegen das definierte Fachwissen gepr{\"u}ft werden. Im Rahmen des graphbasierten Top-Down-Ansatzes wurde zun{\"a}chst eine neue Spezifikationsmethode f{\"u}r die Sprache PROGRES entwickelt. Das PROGRES-System erlaubt die Spezifikation von Werkzeugen in deklarativer Form. {\"U}blicherweise wird dom{\"a}nenspezifisches Fachwissen in der PROGRES-Spezifikation codiert, das daraus generierte visuelle Werkzeug stellt dann die entsprechende Funktionalit{\"a}t zur Verf{\"u}gung. Mit dieser Methode sind am Lehrstuhl f{\"u}r Informatik III Werkzeuge f{\"u}r verschie-dene Anwendungsdom{\"a}nen entstanden. In unserem Fall versetzen wir einen Dom{\"a}nen-Experten, z. B. einen erfahrenen Architekten, in die Lage, Fachwissen zur Laufzeit einzugeben, dieses zu evaluieren, abzu{\"a}ndern oder zu erg{\"a}nzen. Im Rahmen der bisherigen Arbeit wurde dazu eine parametrisierte PROGRES-Spezifikation und zwei darauf aufbauende Werkzeuge entwickelt, welche die dynamische Eingabe von geb{\"a}ude-technisch relevantem Fachwissen erlauben und einen graphbasierten, konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurf erm{\"o}glichen. In diesem konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurf wird von Raumgr{\"o}ßen und Positionen abstrahiert, um die funktionale Struktur eines Geb{\"a}udes zu beschreiben. Das Fachwissen kann von einem Architekten visuell definiert werden. Es k{\"o}nnen semantische Einheiten, im einfachsten Fall R{\"a}ume, nach verschiedenen Kriterien kategorisiert und klassifiziert werden. Mit Hilfe von Attributen und Relationen k{\"o}nnen die semantischen Einheiten pr{\"a}ziser beschrieben und in Beziehung zueinander gesetzt werden. Die in PROGRES spezifizierten Konsistenz-Analysen erlauben die Pr{\"u}fung eines graphbasierten konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurfs gegen das dynamisch eingef{\"u}gte Fachwissen. Im zweiten Teil des Forschungsprojekts, dem Bottom-Up-Ansatz, wird das CAD-System ArchiCAD erweitert, um den integrierten konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurf zu erm{\"o}glichen. Der Architekt erh{\"a}lt dazu neue Entwurfselemente, die Raumobjekte, welche die relevanten semantischen Einheiten w{\"a}hrend der fr{\"u}hen Entwurfsphase repr{\"a}sentieren. Mit Hilfe der Raumobjekte kann der Architekt in ArchiCAD den Grundriss und das Raumprogramm eines Geb{\"a}udes entwerfen, ohne von konstruktiven Details in seiner Kreativit{\"a}t eingeschr{\"a}nkt zu werden. Die Arbeitsweise mit Raumobjekten entspricht dem informellen konzeptuellen Entwurf auf einer Papierskizze und ist daher f{\"u}r den Architekten intuitiv und einfach zu verwenden. Durch die Integration in ArchiCAD ergibt sich eine weitere Unterst{\"u}tzung: Das im Top-Down-Ansatz spezifizierte Fach-wissen wird verwendet, um den konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurf des Architekten auf Regelverletzungen zu {\"u}berpr{\"u}fen. Entwurfsfehler werden angezeigt. Zum Abschluss des konzeptuellen Geb{\"a}ude-Entwurfs mit Raumobjekten wird durch ein weiteres neu entwickeltes Werkzeug eine initiale Wandstruktur automatisch erzeugt, die als Grundlage f{\"u}r die folgenden konstruktiven Entwurfsphasen dient. Alle beschriebenen Erwei-terungen sind in ArchiCAD integriert, sie sind f{\"u}r den Architekten daher leicht zu erlernen und einfach zu bedienen.},
  subject      = {CAD},
  language  = {de}
}