@inproceedings{TahaSherifHegger2004, author = {Taha, M. M. Reda and Sherif, Alaa and Hegger, Josef}, title = {A nouvelle approach for predicting the shear cracking angle in RC and PC beams using artificial neural networks}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.107}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-1071}, year = {2004}, abstract = {The truss model for predicting shear resistance of reinforced concrete beams has usually been criticized because of its underestimation of the concrete shear strength especially for beams with low shear reinforcement. Two challengers are commonly encountered in any truss model and are responsible for its inaccurate shear strength prediction. First: the cracking angle is usually assumed empirically and second the shear contribution of the arching action is usually neglected. This research introduces a nouvelle approach, by using Artificial Neural Network (ANN) for accurately evaluating the shear cracking angle of reinforced and prestressed concrete beams. The model inputs include the beam geometry, concrete strength, the shear reinforcement ratio and the prestressing stress if any. ...}, subject = {Neuronales Netz}, language = {en} } @inproceedings{Skrinar1997, author = {Skrinar, Matjaz}, title = {A simple FEM Beam Element with an Arbitrary Number of Cracks}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.428}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-4287}, year = {1997}, abstract = {To fulfil safety requirements the changes in the static and/or dynamic behaviour of the structure must be analysed with great care. These changes are often caused by local reduction of the stiffness of the structure caused by the irregularities in the structure, as for example cracks. In simple structures such analysis can be performed directly, by solving equations of motion, but for more complex structures a different approach, usually numerical, must be applied. The problem of crack implementation into the structure behaviour has been studied by many authors who have usually modelled the crack as a massless rotational spring of suitable stiffness placed at the beam at the location where the crack occurs. Recently, the numerical procedure for the computation of the stiffness matrix for a beam element with a single transverse crack has been replaced with the element stiffness matrix written in fully symbolic form. A detailed comparison of the results obtained by using 200 2D finite elements with those obtained with a single cracked beam element has confirmed the usefulness of such element.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} } @misc{Schrader2005, type = {Master Thesis}, author = {Schrader, Kai}, title = {Algorithmische Umsetzung eines elasto-plastischen Kontakt-Materialgesetzes zur Abbildung der Rissfl{\"a}chen-Degradation bei koh{\"a}siven Rissen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.619}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6195}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Entwicklung eines Algorithmus f{\"u}r ein nichtlineares Materialgesetz f{\"u}r die vollautomatische Rissentwicklungssimulation unter Verwendung der am Institut f{\"u}r Strukturmechanik entwickelten netzfreien Verfahren. In Anlehnung an die Kontinuumsplastizit{\"a}t wird unter Verwendung einer arbeitsbasierten Formulierung mit Kombination der Mode I und Mode IIa Bruchenergien f{\"u}r sensitive Strukturen und eines nicht-assoziierten Fließgesetzes werden die Rissweggr{\"o}ßen (Riss{\"o}ffnungsweite und Rissgleitungen) iterativ ermittelt. Dadurch ist es m{\"o}glich, den Dilatanzeffekt sowie die verzahnte Kontaktfl{\"a}che und die daraus resultierenden erh{\"o}hten Schubwiderst{\"a}nde abzubilden. Umsetzung mit Hilfe des sehr effizienten impliziten Closest Point Projection Iterationsverfahren auf Basis einer 3-D Kontaktformulierung (Kontakt-Elemente). 2-D Implementation in die Forschungssoftware SLang des Instituts f{\"u}r Strukturmechanik der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar. Verifikation der Modellcharakteristik mit signifikanten Belastungszust{\"a}nden. Zwei Anwendungsbeispiele zur Rissfortschrittsberechnung sind unter Verwendung des umgesetzten Materialgesetzes zum Einsatz gekommen. Untersuchungen hinsichtlich der Materialparameter wurden vorgenommen.}, subject = {Dilatanz}, language = {de} } @phdthesis{Machacek, author = {Machacek, Helen}, title = {Analyse von Einflussfaktoren des Widerstands feink{\"o}rniger B{\"o}den bei hydraulischer Belastung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.6523}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20240109-65232}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {356}, abstract = {Bisherige Untersuchungen zum hydraulischen Grundbruch im bindigen Baugrund haben gezeigt, dass der Versagensmechanismus durch hydraulisch induzierte Risse ausgel{\"o}st wird. Um umstr{\"o}mte Bauwerke im Grundwasser sicher zu dimensionieren, ist daher ein Nachweis gegen hydraulisch induzierte Rissentstehung unerl{\"a}sslich. Ein solcher existiert bisher jedoch nicht, da die Rissentstehung in bindigen B{\"o}den {\"a}ußerst komplex ist und die zahlreichen Einflussgr{\"o}ßen nicht ausreichend untersucht sind. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Dissertation eine Laborstudie zu hydraulisch induzierter Rissbildung in verschiedenen feink{\"o}rnigen B{\"o}den in einem neuartigen Triaxialversuch durchgef{\"u}hrt. Aus den zahlreichen Versuchsvarianten lassen sich die wichtigsten Einflussgr{\"o}ßen auf den Widerstand des Bodens gegen Rissentstehung ermitteln. Die experimentelle Arbeit wird durch eine numerische Analyse der Versuchsvariationen erg{\"a}nzt. Daraus l{\"a}sst sich eine Hypothese zur Rissentstehung in bindigen B{\"o}den ableiten, die in Einklang mit der klassischen Bruchmechanik steht.}, subject = {Hydraulischer Grundbruch}, language = {de} } @inproceedings{MostBucher2003, author = {Most, Thomas and Bucher, Christian}, title = {Application of the "fictious crack model" to meshless crack growth simulations}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.335}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-3359}, year = {2003}, abstract = {In this paper a meshless component is presented, which internally uses the common meshless interpolation technique >Moving Least Squares<. In contrast to usual meshless integration schemes like the cell quadrature and the nodal integration in this study integration zones with triangular geometry spanned by three nodes are used for 2D analysis. The boundary of the structure is defined by boundary nodes, which are similar to finite element nodes. By using the neighborhood relations of the integration zones an efficient search algorithm to detected the nodes in the influence of the integration points was developed. The components are directly coupled with finite elements by using a penalty method. An widely accepted model to describe the fracture behavior of concrete is the >Fictitious Crack Model< which is applied in this study, which differentiates between micro cracks and macro cracks, with and without force transmission over the crack surface, respectively. In this study the crack surface is discretized by node pairs in form of a polygon, which is part of the boundary. To apply the >Fictitious Crack Model< finite interface elements are included between the crack surface nodes. The determination of the maximum principal strain at the crack tip is done by introducing an influence area around the singularity. On a practical example it is shown that the included elements improve the model by the transmission of the surface forces during monotonic loading and by the representation of the contact forces of closed cracks during reverse loading.}, subject = {Bruchmechanik}, language = {en} } @phdthesis{Diener1998, author = {Diener, J{\"o}rg}, title = {Beitrag zur physikalisch und geometrisch nichtlinearen Berechnung langzeitbelasteter Bauteile aus Stahlbeton und Spannbeton unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.42}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040220-446}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1998}, abstract = {Der Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung eines Berechnungskonzeptes, mit dem die Auswirkungen des zeitabh{\"a}ngigen Materialverhaltens des Betons und der Spannbewehrung auf das Tragverhalten von Stahlbeton und Spannbetonbauteilen wirklichkeitsnah abgesch{\"a}tzt werden k{\"o}nnen. Dabei wird auf die Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung besonderer Wert gelegt. Das Konzept basiert auf der sukzessiven Ermittlung der Schnittgr{\"o}ßenanteile und der Deformationen zu festgelegten Zeitpunkten, wobei die Ergebnisse der vorausgehenden Zeitschritte ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Ausgehend von der Formulierung des mechanischen Problems als Extremalaufgabe wird die Berechnung innerhalb eines Zeitschritts auf die L{\"o}sung einer quadratischen Optimierungsaufgabe zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, wobei die Rißbildung des Betons und geometrisch nichtlineare Einfl{\"u}sse ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Die Einbeziehung des nichtlinearen Kriechens erfolgt durch Beschleunigung der linearen Kriechgeschwindigkeit mit einem, von der aktuellen Betonspannung abh{\"a}ngigen Kriechzahlerh{\"o}hungsfaktor. Das Berechnungsmodell wird anhand von Langzeitversuchen an hochbelasteten Betonprismen und Stahlbetonst{\"u}tzen verifiziert. In umfangreichen numerischen Untersuchungen wird der Einfluß des nichtlinearen Kriechens auf das Tragverhalten von vorgespannten Querschnitten und Stahlbetonst{\"u}tzen analysiert.}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {de} } @phdthesis{Zeh2007, author = {Zeh, Rainer}, title = {Die Zugfestigkeit bindiger B{\"o}den als Kriterium der Rissgef{\"a}hrdung mineralischer Oberfl{\"a}chenabdichtungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.817}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20070522-8692}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {Oberfl{\"a}chenabdichtungen von Deponien sind in ihrer langfristigen Funktion h{\"a}ufig durch eine austrocknungsbedingter Rissbildung der mineralischen Dichtungskomponente gef{\"a}hrdet. Als Ursachen gelten insbesondere das standortspezifische Klima mit den stark schwankenden Randbedingungen (Niederschlag, Temperatur), Pflanzen und Tiere sowie auch ein ungeeigneter Systemaufbau. Durch einen Wasserentzug treten Schrumpfungsprozesse in der mineralischen Dichtung auf welche {\"u}ber negative Dehnungen zu Dehnungsbr{\"u}chen und damit zu einer Rissbildung f{\"u}hren. F{\"u}r die Beanspruchbarkeit eines Dichtungsmaterials bei Wasserentzug sind insbesondere dessen Schrumpfverhalten und dessen Zugfestigkeit von Bedeutung. Beide Eigenschaften wurden durch eigens konzipierte Laborversuche beispielhaft an zwei typischen Dichtungsb{\"o}den untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine große Abh{\"a}ngigkeit von der Wasserspannung sowie von der Bodenstruktur. F{\"u}r die Zugfestigkeit und dem daraus abgeleiteten Dehnungsmodul gilt z. B. jeweils eine eindeutige Zunahme mit Zunahme der Wasserspannungen. Mit Hilfe der Ergebnisse aus den Laborversuchen sowie numerischen Berechnungen des Was-serhaushaltes und der vorherrschenden Spannungen kann eine erste Rissgef{\"a}hrdungsabsch{\"a}tzung f{\"u}r mineralische Dichtungen in Oberfl{\"a}chenabdichtungen abgeleitet und angewandt werden. Weitere Erl{\"a}uterungen z. B. zu den Eigenschaften und der Teils{\"a}ttigung bindiger B{\"o}den, analytische Zugfestigkeitsberechnungen oder Empfehlungen zum Entwurf und der Herstellung von Oberfl{\"a}chenabdichtungen erg{\"a}nzen die Arbeit.}, subject = {Deponiebau}, language = {de} } @article{PatzeltErfurtLudwig, author = {Patzelt, Max and Erfurt, Doreen and Ludwig, Horst-Michael}, title = {Quantification of cracks in concrete thin sections considering current methods of image analysis}, series = {Journal of Microscopy}, volume = {2022}, journal = {Journal of Microscopy}, number = {Volume 286, Issue 2}, doi = {10.1111/jmi.13091}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220811-46754}, pages = {154 -- 159}, abstract = {Image analysis is used in this work to quantify cracks in concrete thin sections via modern image processing. Thin sections were impregnated with a yellow epoxy resin, to increase the contrast between voids and other phases of the concrete. By the means of different steps of pre-processing, machine learning and python scripts, cracks can be quantified in an area of up to 40 cm2. As a result, the crack area, lengths and widths were estimated automatically within a single workflow. Crack patterns caused by freeze-thaw damages were investigated. To compare the inner degradation of the investigated thin sections, the crack density was used. Cracks in the thin sections were measured manually in two different ways for validation of the automatic determined results. On the one hand, the presented work shows that the width of cracks can be determined pixelwise, thus providing the plot of a width distribution. On the other hand, the automatically measured crack length differs in comparison to the manually measured ones.}, subject = {Beton}, language = {en} } @article{MinchTrochanowski1997, author = {Minch, M. J. and Trochanowski, A.}, title = {The numerical Modelling and Analysis of RC cracked Structures}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.527}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5278}, year = {1997}, abstract = {The purpose of this paper is to review model for finite element techniques for non-linear crack analysis of reinforced concrete beams and slabs. The non-linear behaviour of concrete and steel were described. Some calculations of >self-stress< for concrete and reinforced concrete beam was made. Current computational aspects are discussed. Several remarks for future studies are also given. The numerical model of the concrete and reinforced concrete was described. The paper shows the results of calculations on a reinforced concrete plane stress panel with cracks. The non-linear, numerical model of calculations of reinforced concrete was assumed. Using finite elements method some calculations were made. The results of calculations like displacements, stresses and cracking are shown on diagrams. They were compared with experimental results and other finding. Some conclusions about the described model and results of calculation are shown.}, subject = {Tragwerk}, language = {en} }