27. Juni 2025, 13:00 bis 14:00

Rigorosum Taskin Özkan

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3D Modeling of Historic Timber Structures from TLS Point Clouds

Diese Dissertation präsentiert eine Reihe von Methoden zur Verbesserung der Automatisierung 3D-architektonischen und strukturellen Modellierung historischer Holzkonstruktionen mittels Punktwolken aus terrestrischem Laserscanning (TLS). Der Erhalt historischer Holzgebäude, die als bedeutendes Kulturerbe dienen, erfordert effektives Structural Health Monitoring (SHM), um deren Sicherheit und Langlebigkeit zu gewährleisten. SHM basiert auf detaillierter geometrischer Datenerfassung und 3D-Modellierung zur Erkennung potenzieller struktureller Abweichungen. Die manuelle Modellierung jedes Bauteils in CAD-basierter Statiksoftware ist jedoch arbeitsintensiv und fehleranfällig, während vollautomatisierte Modellierung häufig unvollständige Ergebnisse liefert, bedingt durch Herausforderungen bei Datenerfassung und -verarbeitung.Um die Lücke zwischen Punktwolken und architektonischen sowie strukturellen Modellen zu schließen, wurde eine Methode entwickelt, die Quader an die Punktwolken gerader Balken mit rechteckigem Querschnitt anpasst. Darauf aufbauend wurde ein fortschrittlicher Workflow mit einer linearen Untersegmentierungsmethode implementiert, wodurch die Vollständigkeit der automatisierten Modellierung erheblich verbessert wurde. Zusätzlich wurde ein neuartiger Ansatz zur Erkennung und Entfernung nicht-struktureller äußere Dachpunkte implementiert. Dieser Workflow wurde auf ein gesamtes historisches Holzdach angewandt und zeigte eine deutliche Steigerung der quantitativen Vollständigkeit.Anschließend konzentriert sich die Dissertation auf die Identifikation von ebenen Dachziegeln und untergeordneten Tragwerksystemen, während die Modellintegrität durch logikbasierte Entscheidungsmechanismen zur Erstellung, Vereinung und Erweiterung verbessert wird. Die resultierenden Modelle wurden erfolgreich in Statiksoftware integriert, wodurch Lastfallsimulationen ermöglicht und erste strukturelle Bewertungen erleichtert wurden. Ein Vergleich mit manuell erstellten Modellen in RSTAB und Revit hebt sowohl die Vorteile als auch die Grenzen des vorgeschlagenen automatisierten Ansatzes im Vergleich zu traditionellen Modellierungsmethoden hervor. Darüber hinaus wird die Balkenmodellierung durch die Integration von trapezförmigen Prismen neben Quadern erweitert, um die Genauigkeit und Vielseitigkeit des automatisierten Modellierungsprozesses weiter zu verfeinern.Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagenen automatisierten Workflows den Zeitaufwand für vorläufige Tragwerksbewertungen deutlich reduzieren, den Bedarf an arbeitsintensiven manuellen Prozessen verringern und Fehler durch menschliches Eingreifen minimieren. Der Automatisierungsgrad des state-of-the-art-Ansatzes wurde erheblich verbessert und das Konzept erfolgreich an verschiedenen Strukturen validiert. Diese Dissertation unterstreicht die Effizienz automatisierter 3D-Modellierung für frühe Strukturbewertungen und bietet einen praktischen, skalierbaren Ansatz zur Dokumentation, Analyse und Erhaltung historischer Holzkonstruktionen.

Kalendereintrag

Veranstaltungsort

FH HS 7 (2. Stock, gelber Bereich)
1040 Wien
Wiedner Hauptstraße 8

 

Veranstalter

TU Wien

 

Öffentlich

Ja

 

Kostenpflichtig

Nein

 

Anmeldung erforderlich

Nein