Portfolio: Tragwerksentwurf und Simulation

Leistungen

Mittels moderner numerischer Simulationsmethoden kann heute selbst für komplexe Bauwerke wie Großbrücken das Strukturverhalten realitätsnah berechnet werden. Wir haben uns auf die Entwicklung und Anwendung innovativer Simulations-, Validierungs- und Visualisierungswerkzeuge für die Strukturanalyse spezialisiert. Auf dieser technologischen Basis führen wir Entwurfs- und Bemessungsaufgaben durch, die zu optimierten, verlässlichen Bauwerksplanungen ebenso wie der robusten Einschätzung von Bestandsbauten führen. Unsere Firma verfügt über umfangreiche Erfahrung bei einer Vielzahl von Bauwerkstypen und Beanspruchungen und Spezialkenntnisse im Brückenbau und der Baudynamik. Unser Leistungsspektrum umfasst:

  • Physikalisch nichtlineare Analyse von Stahl- und Spannbeton-, Verbund- und Stahlkonstruktionen
  • Geometrisch nichtlineare Systeme, einschließlich Seilstrukturen und Formfindungsmethoden
  • Softwareentwicklung für Simulationsverfahren auf dem Gebiet der Strukturmechanik, Baudynamik und Aerodynamik sowie für Datenanalysen, Visualisierungen und mobile Anwendungen
  • Lineare und nichtlineare dynamische Berechnung, z.B. für Fußgänger-induzierte, Erdbeben- und Wind-induzierte Schwingungen sowie Kabelschwingungen
  • Analyse und Bemessung von Dämpfungsmaßnahmen wie Tilgern, Kabeldämpfern und aktiver Kontrollmechanismen
  • Bauzustandsberechnung, vor allem für Schrägseilbrücken
  • Analyse von Boden-Bauwerks-Interaktion
  • Heißbemessung von Bauteilen
  • Bauklimatische Simulationen

Referenzen

Guido Morgenthal war an einer Vielzahl von Projekten, vor allem im Brückenbau, beteiligt:

  • Entwicklung eines Softwarepakets zur Simulation der dynamischen Anregung von Brücken durch Zugüberfahrten
  • Queen Elizabeth II Bridge (Dartford Crossing), Bewertung der Fahrzeugsicherheit unter Starkwind
  • Bericht zu Monitoring-Verfahren für die Untersuchung von Schleuderbetonmasten an Bahnstrecken
  • Fußgängerbrücke Dornburg-Camburg, Simulation der dynamischen Anregung durch Fußgänger sowie Vorentwurf einer Tilger-Lösung zur Dämpfung
  • Mersey Gateway Crossing, UK, Prüfung der Windberechnungen
  • Prüfung der Ausführungsplanung von Hallenbauwerken
  • Ausführungsplanung einer Windenergieanlage
  • Überprüfung der Standsicherheit eines 225m hohen Schornsteins, Jena
  • Gutachten zur Ausführungsqualität und Standsicherheit einer Eisenbahnbrücke, Leipzig
  • Constantine Schrägkabelbrücke, Algerien. Ausführungsplanung
  • Qatar-Bahrain Causeway, Entwurf Eisenbahnbrücke
  • Stonecutters Bridge, Hongkong/China. Bauzustandsberechnung, Standsicherheitsnachweise, Design von Baubehelfen, Geometriekontrolle, Wind und Aerodynamik
  • Sutong Bridge, China. Bauzustandsberechnung, Standsicherheitsnachweise, Wind und Aerodynamik
  • Myo-Do/Yoesu Hängebrücke, Korea. Gesamtmodellberechnung für Tender Design
  • 2nd Orinoco Bridge, Venezuela, Erdbebensimulationen
  • Strelasundbrücke, Teilw. Prüfung der Ausführungsplanung
  • Ma Chang Bridge, MokPo Bridge, Bukhang Bridge, Korea. Basic Design incl. Aerodynamik
  • Fußgängerbrücke Kehl-Strasbourg, Prüfung der Ausführungsplanung
  • Millenium Bridge London, Unabhängige Untersuchung Fußgänger-induzierter Schwingungen
  • Rion-Antirion Bridge, Griechenland, Nichtlineare Erdbebensimulationen, incl. Dämpfungskonzepten

Ein Großteil dieser Arbeiten wurde im Rahmen der Tätigkeit bei den Büros Leonhardt Andrä und Partner, Stuttgart, AECOM, Hongkong und COWI, Dänemark durchgeführt.

Veröffentlichungen zu den Themen und Projekten:

  • Wang, W., Morgenthal, G., Dynamic analyses of square RC pier column subjected to barge impact using efficient models, Engineering Strucutures, 151 (2017), pp. 20-32
  • Wang, W., Morgenthal, G., Novel Crashworthy Device for Pier Protection from Barge Impact, accepted by Advances in Civil Engineering
  • Arshian, A. H., Morgenthal, G., Probabilistic assessment of the ultimate load-bearing capacity in laterally restrained two-way reinforced concrete slabs, Engineering Structures, 150 (2017), pp. 52-63
  • Arshian, A. H., Morgenthal, G., Three-dimensional progressive collapse analysis of reinforced concrete frame structures subjected to sequential column removal, Engineering Structures, 132 (2017), pp. 87-97
  • Rau, S., Morgenthal, G., An assessment framework for sensor-based detection of critical structural conditions with consideration of load uncertainty, Structures 12 (2017), pp. 168-178
  • Morgenthal, G., Rau, S., Taraben, J., Abbas, T., Determination of stay cable forces using highly mobile vibration measurement devices, ASCE Journal of Bridge Engineering, 23 (2018)
  • Taube, C., Timmler, H.-G., Helmrich, M., Morgenthal, G., Coupled thermal and mechanical analysis of composite cross sections using mathematical optimization strategies, Engineering Structures and Technologies 9 (2017), pp. 41-51
  • Achenbach, M., Lahmer, T., Morgenthal, G., Identification of the thermal properties of concrete for the temperature calculation of concrete slabs and columns subjected to a standard fire – methodology and proposal for simplified formulations, Fire Safety Journal 87 (2017), pp. 80-86
  • Arshian, A. H., Morgenthal, G., Narayanan, S., Influence of modelling strategies on uncertainty propagation in the alternate path mechanism of reinforced concrete framed structures, Engineering Structures, 110 (2016), pp. 36-47
  • Achenbach, M., Morgenthal, G., Stochastische Untersuchung brandbeanspruchter Stahlbetonstützen, Bauingenieur, 90 (2015), pp. 456-462
  • Morgenthal, G., Olney, P., Concrete Hinges And Integral Bridge Piers, ASCE Journal of Bridge Engineering, 21 (2015)
  • Achenbach, M., Morgenthal, G., Extension of the Zone Method of Eurocode 2 for Reinforced Concrete Columns Subjected to Standard Fire, Journal of Structural Fire Engineering, 7 (2016), pp. 82-96
  • Achenbach, M., Morgenthal, G., Vollprobabilsitische Analyse von Stahlbetonwänden unter Brandeinwirkungen, Bauingenieur, 89 (2014), pp. 478-486
  • Jung, B., Morgenthal, G., Integrative Sensitivity Analysis Applied to Semi-Integral Concrete Bridges, ASCE Journal of Bridge Engineering, 19 (2014)
  • Liu, C., Xu, D., Jung, B., Morgenthal, G., Reinforcement design for the anchorage of externally prestressed bridges with „tensile stress region“, Computers and Concrete, 11 (2013), pp. 383-397
  • Achenbach, M., Morgenthal, G., Nachrechnung von Brandversuchen mit der erweiterten Zonenmethode (Recalculation of laboratory fire tests using the advanced zone method), Bauingenieur, 88 (2014), pp. 32-37
  • Jung, B., Morgenthal, G., Xu, D., Quality evaluation of material models for reinforced concrete cross-sections under consideration of their load-bearing behavior, Engineering Structures, In Print
  • Jung, B., Morgenthal, G., Xu, D., Integral bridges: sensitivity of limit state modelling, Bautechnik, Special Issue „Model Quality“, 90 (2013), pp. 32-40
  • Morgenthal, G., Timmermann, S., Bridges by Engineers Without Borders – Germany, Proceedings of the ICE – Bridge Engineering, 166 (2013), pp. 65-75
  • Morgenthal, G., Geometry Control of Major Bridges During Erection, DVW, Interdisziplinäre Messaufgaben 68 (2012), pp. 41-78
  • Morgenthal, G.,Yamasaki, Y., (Aerodynamic) Behaviour of Very Long Cable-stayed Bridges During Erection, Proceedings of ICE – Bridge Engineering, 163 (2010), pp. 213-224
  • Morgenthal, G., Sham, R., West, B., Engineering the Mainspan Construction of Stonecutters Bridge, ASCE Journal of Bridge Engineering, 15 (2010), pp. 144-152
  • Morgenthal, G., Sham, R., Yamane, K., Montageplanung und Herstellung der Seitenfelder von Stonecutters Bridge, Beton- und Stahlbetonbau, 103 (2008), pp. 766-773
  • Morgenthal, G., Sham, R., Schwarz, A., The 4000 Tonne Lift of the Stonecutters Bridge Steel Back Spans, Proceedings of ICE – Bridge Engineering, 161 (2008), pp. 197-208
  • Morgenthal, G., Sham, R., Schwarz, A., Engineering the Heavy Lifting of the Stonecutters Bridge Steel Back Spans, Structural Engineering International (IABSE), 19 (2009), pp. 85-90
  • West, B., Sham, R., Morgenthal, G., Leading edge, Bridge Design & Engineering, 14 (4/2008), pp. 30-31
  • Morgenthal, G., Sham, R., Yamane, Y., Engineering the Construction of the Stonecutters Bridge Concrete Backspans, Structural Concrete, 9 (2008), pp. 199-213
  • Schwarz, A., King, N., Morgenthal, G., Sham, R., Stonecutters Bridge Heavy Lift, Bridge Design & Engineering, 13 (2007)
  • Venetz, C., Schwarz, A., Tapley, M.-J., Morgenthal, G., Staying Power, Bridge Design & Engineering, 12 (2006), pp. 44
  • Morgenthal, G., Saul, R., La passerelle sur le Rhin entre Kehl et Strasbourg (The footbridge across the Rhine between Kehl and Strasbourg), Ouvrages métalliques, Journal of OTUA, France, 4/2005, pp. 8-17
  • Morgenthal, G., Saul, R., Die Geh- und Radwegbrücke Kehl-Strasbourg (Foot and Cyclebridge Kehl-Strasbourg), Stahlbau 74 (2005), pp. 121-125
  • Morgenthal, G., Saul, R., Best foot forward, Kehl/Strasbourg footbridge, Bridge design & engineering, 36 (2004), p. 36
  • Morgenthal, G., Saul, R., Fuß- und Radwegbrücke über den Rhein Kehl-Strasbourg (Foot and Cycle Bridge Across the Rhine at Kehl-Strasbourg) Stahlbaunachrichten 1/2004, pp. 9-11
  • McRobie, F.A., Morgenthal, G., Lasenby, J., Ringer, M., Section model Tests on human-structure lock-in, Proceedings of ICE – Bridge Engineering, 156 (2003), pp. 71-79
  • Morgenthal, G., Synchronisation phenomena in bridge dynamics, The Structural Engineer, 80 (2002), p. 20
  • Morgenthal, G., F.A. McRobie, A Comparative Study of Numerical Methods for Fluid Structure Interaction Analysis in Long-Span Bridge Design, Wind and Structures, 5 (2002), pp. 101-114
  • Cziesielski, E., Fouad, N., Morgenthal, G., Rechnerische Simulation der thermisch bedingten Luftströmungen in Gebäuden (Numerical simulation of thermal air currents in buildings), Bauphysik, 22 (2000), pp. 378-382
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