@unpublished{EngelmannSchwendnerSeim, author = {Engelmann, Iris and Schwendner, Sascha and Seim, Werner}, title = {Materialsparende Nagelbinder - Aspekte der Konstruktionsgeschichte von 1930 bis 1990}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4888}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230112-48882}, pages = {33}, abstract = {Materialsparende Holzkonstruktionen, die insbesondere w{\"a}hrend der Kriegs- und Nachkriegszeit im 20. Jahrhundert entwickelt und optimiert wurden, erlangen aktuell aus konstruktionshistorischer Sicht, aber auch aus {\"o}konomischer Sicht erneut Interesse. Der vorliegende Beitrag gibt einen {\"U}berblick angefangen von den ersten Konstruktionen Ende der 1920er Jahre bis hin zu Typenbindern der DDR, die noch bis 1990 {\"u}ber Landwirtschaftsbauten errichtet wurden und heute oft als Tragkonstruktionen f{\"u}r Photovoltaikanlagen weiterverwendet werden. Der Fokus liegt auf der chronologischen Vorstellung ausgew{\"a}hlter Konstruktionsweisen f{\"u}r Hallen- und Hausd{\"a}cher unterschieden nach Fachwerk- und Vollwandbindern. Sowohl die verantwortlichen Ingenieure und deren Herkunft, sowie wesentliche Anwendungsfelder und Beispielbauten kommen in der {\"U}berblicksdarstellung zur Sprache. Eine wesentliche Erkenntnis ist die im Betrachtungszeitraum 1930 bis 1990 zu verzeichnende Reduzierung einer Vielzahl genagelter Spar- hin zu Typenkonstruktionen, die im wesentlichen {\"a}ußerst materialeffiziente Fachwerkbinder f{\"u}r Satteld{\"a}cher hervorbrachte.}, subject = {Ingenieurholzbau}, language = {de} } @unpublished{FischerSchwendnerSeimetal., author = {Fischer, Jens and Schwendner, Sascha and Seim, Werner and Engelmann, Iris}, title = {Verbindungen mit N{\"a}geln im Holzbau - Die Erforschung und Entwicklung von Konstruktionsregeln}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4889}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230112-48893}, pages = {25}, abstract = {Der Nagel als tragendes Holzverbindungsmittel ist heute gut bekannt. Doch noch vor 100 Jahren war das anders: sein statisch konstruktiver Gebrauch war verboten. Das {\"a}nderte sich mit Beginn dessen Erforschung Ende der 1920er Jahre. Seit 1933 ist der Nagel Bestandteil der deutschen Regelwerke und findet seitdem breite Verwendung. {\"U}ber weite Teile des 20. Jahrhunderts diente er in Not- und Sparkonstruktionen wie Brett- und Bohlenbindern als hocheffizientes Verbindungsmittel der Wahl. Diese materialsparenden Tragwerke waren bei der periodisch im-mer wiederkehrenden Ressourcenknappheit sehr gefragt und sind ein wichtiger Bestandteil der Konstruktionsgeschichte des Holzbaus. In dem folgenden Beitrag wird die Erforschung des Na-geltragverhaltens und die einhergehende fortlaufende Normierung behandelt. Die Errungen-schaften einzelner Forschungsvorhaben werden vorgestellt. Anhand eines Zeitstrahls werden Zusammenh{\"a}nge zwischen Forschung und Normung gezeigt. Tabellen und Grafiken verdeutli-chen die {\"A}nderungen innerhalb der Normen von der ersten DIN 1052 im Jahr 1933 {\"u}ber die erste eigenst{\"a}ndige Holzbaunorm in der DDR, der TGL 112-0730, aus 1963 bis zur DIN 1052- 1988. Dabei wird immer Bezug zum derzeitigen Entwurf des Eurocode 5 genommen. Allgemein zeigt sich, dass ein Großteil der heutigen Kenntnisse immer noch auf die Grundlagenforschung der 1930er Jahre zur{\"u}ckgeht.}, subject = {Ingenieurholzbau}, language = {de} } @unpublished{SchwendnerFischerSeimetal., author = {Schwendner, Sascha and Fischer, Jens and Seim, Werner and Engelmann, Iris}, title = {N{\"a}gel im Holzbau - Die Erforschung des Trag- und Verformungsverhaltens}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4890}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230112-48904}, pages = {18}, abstract = {Die Tragf{\"a}higkeit von N{\"a}geln und Nagelverbindungen im Holzbau war lange Zeit ausschließlich {\"u}ber Tabellen, die auf experimentellen Untersuchungen basierten, geregelt. In den letzten 100 Jahren untersuchten unterschiedliche Forscher das Last-Verformungsverhalten dieser Verbindungen und entwickelten Modelle, mit denen auf Grundlage von analytischen Gleichungen die Tragf{\"a}higkeit und das Verformungsverhalten von N{\"a}geln berechnet werden kann. Die zun{\"a}chst in Not- und Sparkonstruktion eingesetzten N{\"a}gel werden heutzutage vor allem bei Tafelelementen verwendet. Im Bestand finden sich aber auch zahlreiche, teils weit gespannte Fachwerkkonstruktionen. In dem folgenden Beitrag werden die Erforschung und Entwicklung der Tragf{\"a}higkeit sowie des Verformungsverhaltens von genagelten Verbindungen detailliert und strukturiert erl{\"a}utert. Die zugeh{\"o}rigen Meilensteine werden genauer betrachtet. {\"U}ber unterschiedliche Methoden f{\"u}r die Bestimmung der Tragf{\"a}higkeit sowie mechanische Ph{\"a}nomene, die erst nach und nach entdeckt wurden, k{\"o}nnen in der aktuellen Normung sehr individuelle Verbindungen nachgewiesen und deren Verhalten beschrieben werden. Tabellen und Grafiken verdeutlichen die einzelnen Meilensteine der geschichtlichen Entwicklung und vergleichen konkret die normativen Regelungen seit Beginn der Einf{\"u}hrung des Nagels in den Ingenieurholzbau in Deutschland. Hierbei kann gezeigt werden, dass einige Definitionen seit 1933 bis heute noch ihre G{\"u}ltigkeit behalten.}, subject = {Ingenieurholzbau}, language = {de} } @unpublished{SheikhKhozaniKumbhakar, author = {Sheikh Khozani, Zohreh and Kumbhakar, Manotosh}, title = {Discussion of "Estimation of one-dimensional velocity distribution by measuring velocity at two points" by Yeganeh and Heidari (2020)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4366}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210216-43663}, abstract = {The concept of information entropy together with the principle of maximum entropy to open channel flow is essentially based on some physical consideration of the problem under consideration. This paper is a discussion on Yeganeh and Heidari (2020)'s paper, who proposed a new approach for measuring vertical distribution of streamwise velocity in open channels. The discussers argue that their approach is conceptually incorrect and thus leads to a physically unrealistic situation. In addition, the discussers found some wrong mathematical expressions (which are assumed to be typos) written in the paper, and also point out that the authors did not cite some of the original papers on the topic.}, subject = {Geschwindigkeit}, language = {en} } @unpublished{KhosraviSheikhKhozaniMao, author = {Khosravi, Khabat and Sheikh Khozani, Zohreh and Mao, Luka}, title = {A comparison between advanced hybrid machine learning algorithms and empirical equations applied to abutment scour depth prediction}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4388}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20210311-43889}, pages = {43}, abstract = {Complex vortex flow patterns around bridge piers, especially during floods, cause scour process that can result in the failure of foundations. Abutment scour is a complex three-dimensional phenomenon that is difficult to predict especially with traditional formulas obtained using empirical approaches such as regressions. This paper presents a test of a standalone Kstar model with five novel hybrid algorithm of bagging (BA-Kstar), dagging (DA-Kstar), random committee (RC-Kstar), random subspace (RS-Kstar), and weighted instance handler wrapper (WIHWKstar) to predict scour depth (ds) for clear water condition. The dataset consists of 99 scour depth data from flume experiments (Dey and Barbhuiya, 2005) using abutment shapes such as vertical, semicircular and 45◦ wing. Four dimensionless parameter of relative flow depth (h/l), excess abutment Froude number (Fe), relative sediment size (d50/l) and relative submergence (d50/h) were considered for the prediction of relative scour depth (ds/l). A portion of the dataset was used for the calibration (70\%), and the remaining used for model validation. Pearson correlation coefficients helped deciding relevance of the input parameters combination and finally four different combinations of input parameters were used. The performance of the models was assessed visually and with quantitative metrics. Overall, the best input combination for vertical abutment shape is the combination of Fe, d50/l and h/l, while for semicircular and 45◦ wing the combination of the Fe and d50/l is the most effective input parameter combination. Our results show that incorporating Fe, d50/l and h/l lead to higher performance while involving d50/h reduced the models prediction power for vertical abutment shape and for semicircular and 45◦ wing involving h/l and d50/h lead to more error. The WIHW-Kstar provided the highest performance in scour depth prediction around vertical abutment shape while RC-Kstar model outperform of other models for scour depth prediction around semicircular and 45◦ wing.}, subject = {maschinelles Lernen}, language = {en} } @unpublished{KhosraviSheikhKhozaniCooper, author = {Khosravi, Khabat and Sheikh Khozani, Zohreh and Cooper, James R.}, title = {Predicting stable gravel-bed river hydraulic geometry: A test of novel, advanced, hybrid data mining algorithms}, volume = {2021}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4499}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20211004-44998}, abstract = {Accurate prediction of stable alluvial hydraulic geometry, in which erosion and sedimentation are in equilibrium, is one of the most difficult but critical topics in the field of river engineering. Data mining algorithms have been gaining more attention in this field due to their high performance and flexibility. However, an understanding of the potential for these algorithms to provide fast, cheap, and accurate predictions of hydraulic geometry is lacking. This study provides the first quantification of this potential. Using at-a-station field data, predictions of flow depth, water-surface width and longitudinal water surface slope are made using three standalone data mining techniques -, Instance-based Learning (IBK), KStar, Locally Weighted Learning (LWL) - along with four types of novel hybrid algorithms in which the standalone models are trained with Vote, Attribute Selected Classifier (ASC), Regression by Discretization (RBD), and Cross-validation Parameter Selection (CVPS) algorithms (Vote-IBK, Vote-Kstar, Vote-LWL, ASC-IBK, ASC-Kstar, ASC-LWL, RBD-IBK, RBD-Kstar, RBD-LWL, CVPSIBK, CVPS-Kstar, CVPS-LWL). Through a comparison of their predictive performance and a sensitivity analysis of the driving variables, the results reveal: (1) Shield stress was the most effective parameter in the prediction of all geometry dimensions; (2) hybrid models had a higher prediction power than standalone data mining models, empirical equations and traditional machine learning algorithms; (3) Vote-Kstar model had the highest performance in predicting depth and width, and ASC-Kstar in estimating slope, each providing very good prediction performance. Through these algorithms, the hydraulic geometry of any river can potentially be predicted accurately and with ease using just a few, readily available flow and channel parameters. Thus, the results reveal that these models have great potential for use in stable channel design in data poor catchments, especially in developing nations where technical modelling skills and understanding of the hydraulic and sediment processes occurring in the river system may be lacking.}, subject = {Maschinelles Lernen}, language = {en} } @unpublished{VogelVoelkerBodeetal., author = {Vogel, Albert and V{\"o}lker, Conrad and Bode, Matthias and Marx, Steffen}, title = {Messung und Simulation der Erw{\"a}rmung von erm{\"u}dungsbeanspruchten Betonprobek{\"o}rpern}, series = {Bauphysik}, volume = {2020}, journal = {Bauphysik}, number = {Volume 42, Issue 2}, publisher = {John Wiley and Sons}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4147}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200425-41471}, pages = {86 -- 93}, abstract = {Im vorliegenden Beitrag werden Messungen und Berechnungen vorgestellt, die die Temperaturentwicklung in Betonzylindern aufgrund zyklischer Beanspruchung genau beschreiben. Die Messungen wurden in einem Versuchsstand, die Berechnungen im FEM-Programm ANSYS durchgef{\"u}hrt. Mit Hilfe der Temperaturmessungen konnten die Simulationen f{\"u}r die Temperaturentwicklung der Betonzylinder mit der verwendeten Betonrezeptur validiert werden. Die Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass bei zyklischer Probek{\"o}rperbelastung und der einhergehenden Probek{\"o}rperdehnung Energie dissipiert wird und diese maßgeblich f{\"u}r die Erw{\"a}rmung der Probe verantwortlich ist.}, subject = {zyklische Beanspruchung}, language = {de} } @unpublished{VogelBenzVoelker, author = {Vogel, Albert and Benz, Alexander and V{\"o}lker, Conrad}, title = {Untersuchung des W{\"a}rme{\"u}bergangs von zyklisch beanspruchten Betonzylindern}, volume = {2020}, number = {Volume 42, Issue 3}, publisher = {John Wiley and Sons}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4181}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200619-41813}, pages = {131 -- 138}, abstract = {Wiederkehrende Belastungen, wie sie beispielsweise an Br{\"u}cken oder Windenergieanlagen auftreten, k{\"o}nnen innerhalb der Nutzungsdauer solcher Bauwerke bis zu 1.000.000.000 Lastwechsel erreichen. Um das dadurch eintretende Erm{\"u}dungsverhalten von Beton zu untersuchen, werden diese zyklischen Beanspruchungen in mechanischen Versuchen mit Pr{\"u}fzylindern nachgestellt. Damit Versuche mit solch hohen Lastwechselzahlen in akzeptablen Zeitdauern durchgef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen, wird die Belastungsfrequenz erh{\"o}ht. Als Folge dieser erh{\"o}hten Belas-tungsfrequenz erw{\"a}rmen sich allerdings die Betonprobek{\"o}rper, was zu einem fr{\"u}heren, unrealistischen Versagenszeitpunkt f{\"u}hren kann, weshalb die Erw{\"a}rmung begrenzt werden muss. Um die W{\"a}rmefreisetzung in der Probe zu untersuchen, wurden Versuche und Simulationen durchgef{\"u}hrt. Im Beitrag wird die analytische und messtechnische Analyse des W{\"a}rme{\"u}bergangs an erw{\"a}rmten Betonzylindern vorgestellt. Resultierend daraus wird eine M{\"o}glichkeit zur Reduktion der Erw{\"a}rmung an zyklisch beanspruchten Betonzylindern vorgestellt.}, subject = {Zyklische Beanspruchung}, language = {de} } @unpublished{AbbasKavrakovMorgenthaletal., author = {Abbas, Tajammal and Kavrakov, Igor and Morgenthal, Guido and Lahmer, Tom}, title = {Prediction of aeroelastic response of bridge decks using artificial neural networks}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4097}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200225-40974}, abstract = {The assessment of wind-induced vibrations is considered vital for the design of long-span bridges. The aim of this research is to develop a methodological framework for robust and efficient prediction strategies for complex aerodynamic phenomena using hybrid models that employ numerical analyses as well as meta-models. Here, an approach to predict motion-induced aerodynamic forces is developed using artificial neural network (ANN). The ANN is implemented in the classical formulation and trained with a comprehensive dataset which is obtained from computational fluid dynamics forced vibration simulations. The input to the ANN is the response time histories of a bridge section, whereas the output is the motion-induced forces. The developed ANN has been tested for training and test data of different cross section geometries which provide promising predictions. The prediction is also performed for an ambient response input with multiple frequencies. Moreover, the trained ANN for aerodynamic forcing is coupled with the structural model to perform fully-coupled fluid--structure interaction analysis to determine the aeroelastic instability limit. The sensitivity of the ANN parameters to the model prediction quality and the efficiency has also been highlighted. The proposed methodology has wide application in the analysis and design of long-span bridges.}, subject = {Aerodynamik}, language = {en} } @unpublished{BodeMarxVogeletal., author = {Bode, Matthias and Marx, Steffen and Vogel, Albert and V{\"o}lker, Conrad}, title = {Dissipationsenergie bei Erm{\"u}dungsversuchen an Betonprobek{\"o}rpern}, volume = {2019}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4493}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20211012-44938}, pages = {9}, abstract = {Aufgrund des visko-elastoplastischen Materialverhaltens von Beton wird Probek{\"o}rpern und Bauteilen infolge zyklischer Beanspruchungen Energie zugef{\"u}hrt. Die entsprechenden Energiegr{\"o}ßen werden durch Hysteresefl{\"a}chen der Spannungs-Dehnungslinien beschrieben. In der Literatur finden sich dabei unterschiedliche Ans{\"a}tze, wof{\"u}r diese Energie verwendet wird. Erste Untersuchungen zeigen, dass zumindest ein Teil dieser dissipierten Energie in thermische Energie umgewandelt wird. Mithilfe der in diesem Beitrag beschriebenen Methodik lassen sich diese Energiegr{\"o}ßen f{\"u}r jeden Lastwechsel eines Erm{\"u}dungsversuches schnell und zuverl{\"a}ssig bestimmen. Anschließend wurden mit dem implementierten Algorithmus die dissipierten Energien von insgesamt 27 zyklischen Versuchen ausgewertet. Analog zu der Dehnungsentwicklung und der Steifigkeitsdegradation weisen auch die Verl{\"a}ufe der dissipierten Energie {\"u}ber die Lastwechselzahl einen dreiphasigen Verlauf auf. Die Auswertung zeigt außerdem eine Korrelation zwischen der Bruchlastwechselzahl und der dissipierten Energie. Auch der Zusammenhang zwischen Probek{\"o}rpererw{\"a}rmung und dissipierter Energie konnte best{\"a}tigt werden.}, subject = {Erm{\"u}dung}, language = {de} }