@phdthesis{Walther, author = {Walther, Tino}, title = {Ein Modell zur Optimierung der Bauleistungsfeststellung von Linienbaustellen}, publisher = {Eigenverlag der Professur Baubetrieb und Bauverfahren}, address = {Weimar}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4911}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20230210-49115}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {168}, abstract = {Das Wissen um den realen Zustand eines Bauprojektes stellt eine entscheidende Kernkompetenz eines steuernden bauausf{\"u}hrenden Unternehmens dar. Der bewusste Umgang mit Informationen und deren effiziente Nutzung sind entscheidende Erfolgsfaktoren f{\"u}r die zeit-, kosten- und qualit{\"a}tsgerechte Realisierung von Bauprojekten. Obwohl die erforderlichen Erfolgsfaktoren bekannt sind, sind Kosten- und Termin{\"u}berschreitungen von Bauprojekten keine Seltenheit - eher das Gegenteil ist der Fall. Zukunftsweisende Digitalisierungsprojekte aber geben Anlass zu Hoffnung. Ein Beispiel ist der bereits im Dezember 2015 vom Bundesministerium f{\"u}r Verkehr und digitale Infrastruktur ins Leben gerufene Stufenplan Digitales Planen und Bauen. Dieser hat die Aufgabe fl{\"a}chendeckend die Methodik des Building Information Modeling (BIM) im Infrastrukturbereich einzuf{\"u}hren und somit die Digitalisierung in Deutschland zukunftsweisend voranzutreiben, indem erfolgreiche Bauprojekte mit durchg{\"a}ngigen Informationsfl{\"u}ssen arbeiten. Seither existiert eine Vielzahl an Digitalisierungsprojekten, alle mit gleichen Zielen. Nachweislich lassen sich hinsichtlich dessen allerdings auch vermehrt Defizite aufzeigen. So ist der Fortschritt sehr heterogen verteilt und l{\"a}sst sich f{\"u}r die Branche nicht allgemeing{\"u}ltig festlegen. Mit einer internationalen Literaturrecherche sowie einer empirischen Studie als Untersuchungsmethode wurde in Form von Interviews mit Fachkundigen der tats{\"a}chliche Zustand der Digitalisierungs- und der BIM-Anwendungen im Straßenbau f{\"u}r den Controllingprozess der Bauleistungsfeststellung untersucht. Die erhobenen Daten wurden aufbereitet und anschließend softwaregest{\"u}tzt einer inhaltlichen Analyse unterzogen. In Kombination mit den Ergebnissen der Literaturrecherche wurden notwendige Anforderungen f{\"u}r den Controllingprozess der Bauleistungsfeststellung erhoben. Auf dieser Grundlage wurde ein Modell im Sinne der Systemtheorie zur Optimierung der Bauleistungsfeststellung entwickelt. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Integration der modellbasierten Arbeitsweise in die Prozesse der Bauleistungsfeststellung eines Bauunternehmens. Grundlage ist die objektive Auswertung des Fertigstellungsgrades (Baufortschrittes) mittels Luftbildaufnahmen. Deren Auswertung auf Basis eines Algorithmus und die systematische Identifikation des Baufortschrittes integriert in den Prozess der Bauleistungsfeststellung werden zu einem neu entwickelten Gesamtsystem mit dem Ergebnis eines optimierten Modells. Das entwickelte Modell wurde hinsichtlich Anwendbarkeit und praktischer Relevanz an ausgew{\"a}hlten Beispielszenarien untersucht und nachgewiesen.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @phdthesis{Riechert, author = {Riechert, Christin}, title = {Hydratation und Eigenschaften von Gips-Zement-Puzzolan-Bindemitteln mit alumosilikatischen Puzzolanen}, isbn = {978-3-00-073003-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4707}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220825-47076}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {148}, abstract = {Reine Calciumsulfatbindemittel weisen eine hohe L{\"o}slichkeit auf. Feuchteinwirkung f{\"u}hrt zudem zu starken Festigkeitsverlusten. Aus diesem Grund werden diese Bindemittel ausschließlich f{\"u}r Baustoffe und -produkte im Innenbereich ohne permanenten Feuchtebeanspruchung eingesetzt. Eine M{\"o}glichkeit, die Feuchtebest{\"a}ndigkeit zu erh{\"o}hen, ist die Beimischung puzzolanischer und zement{\"a}rer Komponenten. Diese Mischsysteme werden Gips-Zement-Puzzolan-Bindemittel (kurz: GZPB) genannt. Mischungen aus Calciumsulfaten und Portlandzementen allein sind aufgrund der treibenden Ettringitbildung nicht raumbest{\"a}ndig. Durch die Zugabe von puzzolanischen Stoffen k{\"o}nnen aber Bedingungen im hydratisierenden System geschaffen werden, welche eine rissfreie Erh{\"a}rtung erm{\"o}glichen. Hierf{\"u}r ist eine exakte Rezeptierung der GZPB notwendig, um die GZPB-typischen, ettringitbedingten Dehnungen zeitlich zu begrenzen. Insbesondere bei alumosilikatischen Puzzolanen treten w{\"a}hrend der Hydratation gegen{\"u}ber rein silikatischen Puzzolanen deutlich h{\"o}here Expansionen auf, wodurch die Gefahr einer potenziellen Rissbildung steigt. F{\"u}r die Erstellung geeigneter GZPB-Zusammensetzungen bedarf es daher einer Methodik, um raumbest{\"a}ndig erh{\"a}rtende Systeme sicher von destruktiven Mischungen unterscheiden zu k{\"o}nnen. Sowohl f{\"u}r die Rezeptierung als auch f{\"u}r die Anwendung der GZPB existieren in Deutschland keinerlei Normen. Dar{\"u}ber hinaus sind die Hydratationsvorg{\"a}nge sowie die entstehenden Produkte nicht konsistent beschrieben. Auch auf die Besonderheiten der GZPB mit alumosilikatischen Puzzolanen wird in der Literatur nur unzureichend eingegangen. Ziel war es daher, ein grundlegendes Verst{\"a}ndnis der Hydratation sowie eine sichere Methodik zur Rezeptierung raumbest{\"a}ndig und rissfrei erh{\"a}rtender GZPB, insbesondere in Hinblick auf die Verwendung alumosilikatischer Puzzolane, zu erarbeiten. Dar{\"u}ber hinaus sollte systematisch der Einfluss der Einzelkomponenten auf Hydratation und Eigenschaften dieser Bindemittelsysteme untersucht werden. Dies soll erm{\"o}glichen, die GZPB f{\"u}r ein breites Anwendungsspektrum als Bindemittel zu etablieren, und somit vorteilhafte Eigenschaften der Calciumsulfate (geringe Schwindneigung, geringe CO2-Emission etc.) mit der Leistungs-f{\"a}higkeit von Zementen (Wasserbest{\"a}ndigkeit, Festigkeit, Dauerhaftigkeit etc.) zu verbinden. Als Ausgangsstoffe der Untersuchungen zu den GZPB wurden Stuckgips und Alpha-Halbhydrat als Calciumsulfatbindemittel in unterschiedlichen Anteilen im GZPB verwendet. Die Puzzolan-Zement-Verh{\"a}ltnisse wurden ebenfalls variiert. Als Puzzolan kam f{\"u}r den Großteil der Untersuchungen ein alumosilikatisches Metakaolin zum Einsatz. Als kalkspendende Komponente diente ein reiner Portlandzement. Das Untersuchungsprogramm gliederte sich in 4 Teile. Zuerst wurde anhand von CaO- und pH-Wert-Messungen in Suspensionen sowie dem L{\"a}ngen{\"a}nderungsverhalten von Bindemittelleimen verschiedener Zusammensetzungen eine Vorauswahl geeigneter GZPB-Rezepturen ermittelt. Danach erfolgten, ebenfalls an Bindemittelleimen, Untersuchungen zu den Eigenschaften der als geeignet eingesch{\"a}tzten GZPB-Mischungen. Hierzu z{\"a}hlten Langzeitbetrachtungen zur rissfreien Erh{\"a}rtung bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen sowie die Festigkeitsentwicklung im trockenen und feuchten Zustand. Im n{\"a}chsten Schritt wurde anhand zweier exemplarischer GZPB-Zusammensetzungen (mit silikatischen und alumosilikatischen Puzzolan) die prinzipiell m{\"o}gliche Phasenzusammensetzung unter Variation des Puzzolan-Zement-Verh{\"a}ltnisses (P/Z-Verh{\"a}ltnis) und des Calciumsulfatanteils im thermodynamischen Gleichgewichtszustand berechnet. Hier wurde im Besonderen auf Unterschiede der silikatischen und alumosilikatischen Puzzolane eingegangen. Im letzten Teil der Untersuchungen wurden die Hydratationskinetik der GZPB sowie die Gef{\"u}geentwicklung n{\"a}her betrachtet. Hierf{\"u}r wurden die Porenl{\"o}sungen chemisch analysiert und S{\"a}ttigungsindizes berechnet, sowie elektronenmikropische, porosimetrische und r{\"o}ntgenografische Untersuchungen durchgef{\"u}hrt. Abschließend wurden die Ergebnisse gesamtheitlich interpretiert, da die Ergebnisse der einzelnen Untersuchungsprogramme miteinander in Wechselwirkung stehen. Als haupts{\"a}chliche Hydratationsprodukte wurden Calciumsulfat-Dihydrat, Ettringit und C-(A)-S-H-Phasen ermittelt, deren Anteile im GZPB neben dem Calciumsulfatanteil und dem Puzzolan-Zement-Verh{\"a}ltnis auch deutlich vom Wasserangebot und der Gef{\"u}geentwicklung abh{\"a}ngen. Bei Verwendung von alumosilikatischen Puzzolans kommt es wahrscheinlich zur teilweisen Substitution des Siliciums durch Aluminium in den C-S-H-Phasen. Dies erscheint aufgrund des Nachweises der f{\"u}r diese Phasen typischen, folienartigen Morphologie wahrscheinlich. Portlandit wurde in raumbest{\"a}ndigen GZPB-Systemen nur zu sehr fr{\"u}hen Zeitpunkten in geringen Mengen gefunden. In den Untersuchungen konnte ein Teil der in der Literatur beschriebenen, prinzipiellen Hydratationsabl{\"a}ufe best{\"a}tigt werden. Bei Verwendung von Halbhydrat als Calciumsulfatkomponente entsteht zuerst Dihydrat und bildet die Prim{\"a}rstruktur der GZPB. In dieses existierende Grundgef{\"u}ge kristallisieren dann das Ettringit und die C-(A)-S-H-Phasen. In den GZPB sorgen entgegen der Beschreibungen in der Literatur nicht ausschließlich die C-(A)-S-H-Phasen zur Verbesserung der Feuchtebest{\"a}ndigkeit und der Erh{\"o}hung des Festigkeitsniveaus, sondern auch das Ettringit. Beide Phasen {\"u}berwachsen im zeitlichen Verlauf der Hydratation die Dihydratkristalle in der Matrix und h{\"u}llen diese - je nach Calciumsulfatanteil im GZPB - teilweise oder vollst{\"a}ndig ein. Diese Umh{\"u}llung sowie die starke Gef{\"u}geverdichtung durch die C-(A)-S-H-Phasen und das Ettringit bedingen, dass ein l{\"o}sender Angriff durch Wasser erschwert oder gar verhindert wird. Gleichzeitig wird die Gleitf{\"a}higkeit an den Kontaktstellen der Dihydratkristalle verringert. Eine rissfreie und raumbest{\"a}ndige Erh{\"a}rtung ist f{\"u}r die gefahrlose Anwendung eines GZPB-Systems essentiell. Hierf{\"u}r ist die Kinetik der Ettringitbildung von elementarer Bedeutung. Die gebildete Ettringitmenge spielt nur eine untergeordnete Rolle. Selbst ausgepr{\"a}gte, ettringitbedingte Dehnungen und hohe sich bildende Mengen f{\"u}hren zu fr{\"u}hen Zeitpunkten, wenn die Dihydratkristalle noch leicht gegeneinander verschiebbar sind, zu keinen Sch{\"a}den. Bleibt die {\"U}bers{\"a}ttigung bez{\"u}glich Ettringit und somit auch der Kristallisationsdruck allerdings {\"u}ber einen langen Zeitraum hoch, gen{\"u}gen bereits geringe Ettringitmengen, um das sich stetig verfestigende Gef{\"u}ge stark zu sch{\"a}digen. Die f{\"u}r die raumbest{\"a}ndige Erh{\"a}rtung der GZPB notwendige, schnelle Abnahme der Ettringit{\"u}bers{\"a}ttigung wird haupts{\"a}chlich durch die Reaktivit{\"a}t des Puzzolans beeinflusst. Die puzzolanische Reaktion f{\"u}hrt zur Bindung des aus dem Zement stammenden Calciumhydroxid durch die Bildung von C-(A)-S-H-Phasen und Ettringit. Hierdurch sinkt die Calcium- und Hydroxidionenkonzentration in der Porenl{\"o}sung im Verlauf der Hydratation, wodurch auch die {\"U}bers{\"a}ttigung bez{\"u}glich Ettringit abnimmt. Je h{\"o}her die Reaktivit{\"a}t des Puzzolans ist, desto schneller sinkt der S{\"a}ttigungsindex des Ettringits und somit auch der Kristallisationsdruck. Nach Unterschreiten eines noch n{\"a}her zu kl{\"a}rendem Grenzwert der {\"U}bers{\"a}ttigung stagnieren die Dehnungen. Das Ettringit kristallisiert bzw. w{\"a}chst nun bevorzugt in den Poren ohne eine weitere, {\"a}ußere Volumenzunahme zu verursachen. Um eine schadensfreie Erh{\"a}rtung des GZPB zu gew{\"a}hrleisten, muss gerade in der fr{\"u}hen Phase der Hydratation ein ausreichendes Wasserangebot gew{\"a}hrleistet werden, so dass die Ettringitbildung m{\"o}glichst vollst{\"a}ndig ablaufen kann. Andernfalls kann es bei einer Wiederbefeuchtung zur Reaktivierung der Ettringitbildung kommen, was im eingebauten Zustand Sch{\"a}den verursachen kann. Die Gew{\"a}hrleistung eines ausreichenden Wasserangebots ist im GZPB-System nicht unproblematisch. In Abh{\"a}ngigkeit der GZPB-Zusammensetzung k{\"o}nnen sich große Ettringitmengen bilden, die einen sehr hohen Wasserbedarf aufweisen. Deshalb kann es, je nach verwendeten Wasser-Bindemittel-Wert, im Bindemittelleim zu einem Wassermangel kommen, welcher die weitere Hydratation verlangsamt bzw. komplett verhindert. Zudem k{\"o}nnen GZPB-Systeme teils sehr dichte Gef{\"u}ge ausbilden, wodurch der Wassertransport zum Reaktionsort des Ettringits zus{\"a}tzlich behindert wird. Die Konzeption raumbest{\"a}ndiger GZPB-Systeme muss anhand mehrerer aufeinander aufbauender Untersuchungen erfolgen. Zur Vorauswahl geeigneter Puzzolan-Zementverh{\"a}ltnisse eignen sich die Messungen der CaO-Konzentration und des pH-Wertes in Suspensionen. Als alleinige Beurteilungsgrundlage reicht dies allerdings nicht aus. Zus{\"a}tzlich muss das L{\"a}ngen{\"a}nderungs-verhalten beurteilt werden. Raumbest{\"a}ndige Mischungen mit alumosilikatischen Puzzolanen zeigen zu fr{\"u}hen Zeitpunkten starke Dehnungen, welche dann abrupt stagnieren. Stetige - auch geringe - Dehnungen weisen auf eine destruktive Zusammensetzung hin. Mit diesem mehrstufigen Vorgehen k{\"o}nnen raumbest{\"a}ndige, stabile GZPB-Systeme konzipiert werden, so dass die Zielstellung der Arbeit erreicht wurde und ein sicherer praktischer Einsatz dieser Bindemittelart gew{\"a}hrleistet werden kann.  }, subject = {Gips}, language = {de} } @phdthesis{Tatarin, author = {Tatarin, Ren{\´e}}, title = {Charakterisieren struktureller Ver{\"a}nderungen in zementgebundenen Baustoffen durch akustische zerst{\"o}rungsfreie Pr{\"u}fverfahren}, publisher = {Cuvillier Verlag}, address = {G{\"o}ttingen}, isbn = {978-3-7369-7575-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4592}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220215-45920}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {293}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wird das Charakterisieren struktureller Ver{\"a}nderungen zementgebundener Baustoffe durch zwei auf dem Ultraschall-Transmissionsverfahren beruhenden Methoden der zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fung (ZfP) mit mechanischen Wellen vorgenommen. Zur kontinuierlichen Charakterisierung der Erstarrung und Erh{\"a}rtung frischer zementgebundener Systeme wird ein auf Ultraschallsensoren f{\"u}r Longitudinal- und Scherwellen basierendes Messsystem in Kombination mit zugeh{\"o}rigen Verfahrensweisen zur Datenauswertung konzipiert, charakterisiert und angewandt. Gegen{\"u}ber der bislang {\"u}blichen alleinigen Bewertung der Verfestigung anhand indirekter Ultraschallparameter wie Ausbreitungsgeschwindigkeit, Signalenergie oder Frequenzgehalt der Longitudinalwelle l{\"a}sst sich damit eine direkte, sensible Erfassung der sich w{\"a}hrend der Strukturbildung entwickelnden dynamischen elastischen Eigenschaften auf der Basis prim{\"a}rer physikalischer Werkstoffparameter erreichen. Insbesondere Scherwellen und der dynamische Schubmodul sind geeignet, den graduellen {\"U}bergang zum Festk{\"o}rper mit {\"U}berschreiten der Perkolationsschwelle sensibel und unabh{\"a}ngig vom Luftgehalt zu erfassen. Die zeitliche Entwicklung der dynamischen elastischen Eigenschaften, die Strukturbildungsraten sowie die daraus extrahierten diskreten Ergebnisparameter erm{\"o}glichen eine vergleichende quantitative Charakterisierung der Strukturbildung zementgebundener Baustoffe aus mechanischer Sicht. Dabei lassen sich typische, oft unvermeidbare Unterschiede in der Zusammensetzung der Versuchsmischungen ber{\"u}cksichtigen. Der Einsatz laserbasierter Methoden zur Anregung und Erfassung von mechanischen Wellen und deren Kombination zu Laser-Ultraschall zielt darauf ab, die mit der Anwendung des konventionellen Ultraschall-Transmissionsverfahrens verbundenen Nachteile zu eliminieren. Diese resultieren aus der Sensorgeometrie, der mechanischen Ankopplung und bei einer Vielzahl von Oberfl{\"a}chenpunkten aus einem hohen pr{\"u}ftechnischen Aufwand. Die laserbasierte, interferometrische Erfassung mechanischer Wellen ist gegen{\"u}ber Ultraschallsensoren rauschbehaftet und vergleichsweise unsensibel. Als wesentliche Voraussetzung der scannenden Anwendung von Laser-Ultraschall auf zementgebundene Baustoffe erfolgen systematische experimentelle Untersuchungen zur laserinduzierten ablativen Anregung. Diese sollen zum Verst{\"a}ndnis des Anregungsmechanismus unmittelbar auf den Oberfl{\"a}chen von zementgebundenen Baustoffen, Gesteinsk{\"o}rnungen und metallischen Werkstoffen beitragen, relevante Einflussfaktoren aus den charakteristischen Materialeigenschaften identifizieren, geeignete Prozessparameter gewinnen und die Verfahrensgrenzen aufzeigen. Unter Einsatz von Longitudinalwellen erfolgt die Anwendung von Laser-Ultraschall zur zeit- und ortsaufgel{\"o}sten Charakterisierung der Strukturbildung und Homogenit{\"a}t frischer sowie erh{\"a}rteter Proben zementgebundener Baustoffe. W{\"a}hrend der Strukturbildung wird erstmals eine simultane ber{\"u}hrungslose Erfassung von Longitudinal- und Scherwellen vorgenommen. Unter Anwendung von tomographischen Methoden (2D-Laufzeit¬tomo¬graphie) werden {\"u}berlagerungsfreie Informationen zur r{\"a}umlichen Verteilung struktureller Gef{\"u}gever{\"a}nderungen anhand der longitudinalen Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. des relativen dynamischen Elastizit{\"a}tsmoduls innerhalb von virtuellen Schnittebenen gesch{\"a}digter Probek{\"o}rper gewonnen. Als beton-sch{\"a}digende Mechanismen werden exemplarisch der kombinierte Frost-Tausalz-Angriff sowie die Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion (AKR) herangezogen. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Verfahren der zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fung bieten erweiterte M{\"o}glichkeiten zur Charakterisierung zementgebundener Baustoffe und deren strukturellen Ver{\"a}nderungen und lassen sich zielgerichtet in der Werkstoffentwicklung, bei der Qualit{\"a}tssicherung sowie zur Analyse von Schadensprozessen und -ursachen einsetzen.}, subject = {Beton}, language = {de} } @article{AlsaadVoelker, author = {Alsaad, Hayder and V{\"o}lker, Conrad}, title = {Der K{\"u}hlungseffekt der personalisierten L{\"u}ftung}, series = {Bauphysik}, volume = {2020}, journal = {Bauphysik}, number = {volume 42, issue 5}, publisher = {Ernst \& Sohn bei John Wiley \& Sons}, address = {Hoboken}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4272}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20201020-42723}, pages = {218 -- 225}, abstract = {Personalisierte L{\"u}ftung (PL) kann die thermische Behaglichkeit sowie die Qualit{\"a}t der eingeatmeten Atemluft verbessern, in dem jedem Arbeitsplatz Frischluft separat zugef{\"u}hrt wird. In diesem Beitrag wird die Wirkung der PL auf die thermische Behaglichkeit der Nutzer unter sommerlichen Randbedingungen untersucht. Hierf{\"u}r wurden zwei Ans{\"a}tze zur Bewertung des K{\"u}hlungseffekts der PL untersucht: basierend auf (1) der {\"a}quivalenten Temperatur und (2) dem thermischen Empfinden. Grundlage der Auswertung sind in einer Klimakammer gemessene sowie numerisch simulierte Daten. Vor der Durchf{\"u}hrung der Simulationen wurde das numerische Modell zun{\"a}chst anhand der gemessenen Daten validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der Ansatz basierend auf dem thermischen Empfinden zur Evaluierung des K{\"u}hlungseffekts der PL sinnvoller sein kann, da bei diesem die komplexen physiologischen Faktoren besser ber{\"u}cksichtigt werden.}, subject = {L{\"u}ftung}, language = {de} } @phdthesis{Truemer, author = {Tr{\"u}mer, Andr{\´e}}, title = {Calcinierte Tone als Puzzolane der Zukunft - Von den Rohstoffen bis zur Wirkung im Beton}, isbn = {978-3-00-065011-6}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4096}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200214-40968}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {222}, abstract = {Vor dem Hintergrund einer stetig wachsenden Nachfrage an Beton wie auch ambitionierter Reduktionsziele beim in der Zementproduktion anfallenden CO2 gelten calcinierte Tone als derzeit aussichtsreichste technische Neuerung im Bereich nachhaltiger Bindemittelkonzepte. Unter Ausnutzung ihrer Puzzolanit{\"a}t soll ein erheblicher Teil der Klinkerkomponente im Zement ersetzt werden, wobei der zu ihrer Aktivierung notwendige Energiebedarf vergleichsweise niedrig ist. Wesentliche Vorteile der Tone sind ihre weltweit nahezu unbegrenzte Verf{\"u}gbarkeit sowie der {\"a}ußerst geringe rohstoffbedingte CO2-Ausstoß w{\"a}hrend der Calcinierung. Schwierigkeiten auf dem Weg der Umsetzung bestehen allerdings in der Vielseitigkeit des Systems, welches durch eine hohe Variet{\"a}t der Rohtone und des daraus folgenden thermischen Verhaltens gekennzeichnet ist. Entsprechend schwierig ist die {\"U}bertragbarkeit von Erfahrungen mit bereits etablierten calcinierten Tonen wie dem Metakaolin, der sich durch hohe Reinheit, einen aufwendigen Aufbereitungsprozess und eine entsprechend hohe Reaktivit{\"a}t auszeichnet. Ziel der Arbeit ist es daher, den bereits erlangten Kenntnisstand auf andere, wirtschaftlich relevante Tone zu erweitern und deren Eignung f{\"u}r die Anwendung im Beton herauszuarbeiten. In einem mehrstufigen Arbeitsprogramm wurde untersucht, inwieweit großtechnisch nutzbare Tone aktivierbar sind und welche Eigenschaften sich daraus f{\"u}r Zement und Beton ergeben. Die dabei festgestellte Reihenfolge Kaolinit > Montmorillonit > Illit beschreibt sowohl die Reaktivit{\"a}t der Brennprodukte als auch umgekehrt die H{\"o}he der optimalen Calciniertemperatur. Auch wandelt sich der Charakter der entstandenen Metaphasen in dieser Abfolge von r{\"o}ntgenamorph und hochreaktiv zu glasig und reaktionstr{\"a}ge. Trotz dieser Einordnung konnte selbst mit dem Illit eine mit Steinkohlenflugasche vergleichbare Puzzolanit{\"a}t festgestellt werden. Dies best{\"a}tigte sich anschließend in Parameterversuchen, bei denen die Einfl{\"u}sse von Rohstoffqualit{\"a}t, Calcinierung, Aufbereitung und Zement hinsichtlich der Reaktivit{\"a}tsausbeute bewertet wurden. Die Bandbreite der erzielbaren Qualit{\"a}ten ist dabei immens und gipfelt nicht zuletzt in stark unterschiedlichen Wirkungen auf die Festbetoneigenschaften. Hier machte sich vor allem die f{\"u}r Puzzolane typische Porenverfeinerung bemerkbar, sodass viele von Transportvorg{\"a}ngen abh{\"a}ngige Schadmechanismen unterdr{\"u}ckt wurden. Andere Schadex-positionen wie der Frostangriff ließen sich durch Zusatzmaßnahmen wie dem Eintrag von Luftporen beherrschen. Zu bem{\"a}ngeln sind vor allem die schlechte Verarbeitbarkeit kaolinitischer Metatone wie auch die f{\"u}r Puzzolane stark ausgepr{\"a}gte Carbonatisierungsneigung. Wesentliches Ergebnis der Arbeit ist, dass auch Tone, die bisher als geringwertig bez{\"u}glich des Aktivierungspotentials galten, nutzbare puzzolanische Eigenschaften entwickeln k{\"o}nnen. So kann selbst ein stark verunreinigter Illit-Ton die Qualit{\"a}t von Flugasche erreichen. Mit stei-gendem Tonmineralgehalt sowie bei Pr{\"a}sens thermisch instabilerer Tonminerale wie Mont-morillonit und Kaolinit erweitert sich das Spektrum nutzbarer Puzzolanit{\"a}ten bis hin zur hochreaktiven Metakaolin-Qualit{\"a}t. Damit lassen sich gute bis sehr gute Betoneigenschaften erzielen, sodass die Leistungsf{\"a}higkeit etablierter Kompositmaterialien erreicht wird. Somit sind die Voraussetzungen f{\"u}r eine umfangreiche Nutzung der erheblichen Tonmengen im Zement und Beton gegeben. Entsprechend k{\"o}nnen Tone einen effektiven Beitrag zu einer gesteigerten Nachhaltigkeit in der Baustoffproduktion weltweit leisten.}, subject = {Beton}, language = {de} } @article{ArtusKoch, author = {Artus, Mathias and Koch, Christian}, title = {State of the art in damage information modeling for RC bridges - A literature review}, series = {Advanced Engineering Informatics}, volume = {2020}, journal = {Advanced Engineering Informatics}, number = {volume 46, article 101171}, publisher = {Elsevier Science}, address = {Amsterdam}, doi = {10.1016/j.aei.2020.101171}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20220506-46390}, pages = {1 -- 16}, abstract = {In Germany, bridges have an average age of 40 years. A bridge consumes between 0.4\% and 2\% of its construction cost per year over its entire life cycle. This means that up to 80\% of the construction cost are additionally needed for operation, inspection, maintenance, and destruction. Current practices rely either on paperbased inspections or on abstract specialist software. Every application in the inspection and maintenance sector uses its own data model for structures, inspections, defects, and maintenance. Due to this, data and properties have to be transferred manually, otherwise a converter is necessary for every data exchange between two applications. To overcome this issue, an adequate model standard for inspections, damage, and maintenance is necessary. Modern 3D models may serve as a single source of truth, which has been suggested in the Building Information Modeling (BIM) concept. Further, these models offer a clear visualization of the built infrastructure, and improve not only the planning and construction phases, but also the operation phase of construction projects. BIM is established mostly in the Architecture, Engineering, and Construction (AEC) sector to plan and construct new buildings. Currently, BIM does not cover the whole life cycle of a building, especially not inspection and maintenance. Creating damage models needs the building model first, because a defect is dependent on the building component, its properties and material. Hence, a building information model is necessary to obtain meaningful conclusions from damage information. This paper analyzes the requirements, which arise from practice, and the research that has been done in modeling damage and related information for bridges. With a look at damage categories and use cases related to inspection and maintenance, scientific literature is discussed and synthesized. Finally, research gaps and needs are identified and discussed.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @phdthesis{Oucif, author = {Oucif, Chahmi}, title = {Analytical Modeling of Self-Healing and Super Healing in Cementitious Materials}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4229}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200831-42296}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {208}, abstract = {Self-healing materials have recently become more popular due to their capability to autonomously and autogenously repair the damage in cementitious materials. The concept of self-healing gives the damaged material the ability to recover its stiffness. This gives a difference in comparing with a material that is not subjected to healing. Once this material is damaged, it cannot sustain loading due to the stiffness degradation. Numerical modeling of self-healing materials is still in its infancy. Multiple experimental researches were conducted in literature to describe the behavior of self-healing of cementitious materials. However, few numerical investigations were undertaken. The thesis presents an analytical framework of self-healing and super healing materials based on continuum damage-healing mechanics. Through this framework, we aim to describe the recovery and strengthening of material stiffness and strength. A simple damage healing law is proposed and applied on concrete material. The proposed damage-healing law is based on a new time-dependent healing variable. The damage-healing model is applied on isotropic concrete material at the macroscale under tensile load. Both autonomous and autogenous self-healing mechanisms are simulated under different loading conditions. These two mechanisms are denoted in the present work by coupled and uncoupled self-healing mechanisms, respectively. We assume in the coupled self-healing that the healing occurs at the same time with damage evolution, while we assume in the uncoupled self-healing that the healing occurs when the material is deformed and subjected to a rest period (damage is constant). In order to describe both coupled and uncoupled healing mechanisms, a one-dimensional element is subjected to different types of loading history. In the same context, derivation of nonlinear self-healing theory is given, and comparison of linear and nonlinear damage-healing models is carried out using both coupled and uncoupled self-healing mechanisms. The nonlinear healing theory includes generalized nonlinear and quadratic healing models. The healing efficiency is studied by varying the values of the healing rest period and the parameter describing the material characteristics. In addition, theoretical formulation of different self-healing variables is presented for both isotropic and anisotropic maerials. The healing variables are defined based on the recovery in elastic modulus, shear modulus, Poisson's ratio, and bulk modulus. The evolution of the healing variable calculated based on cross-section as function of the healing variable calculated based on elastic stiffness is presented in both hypotheses of elastic strain equivalence and elastic energy equivalence. The components of the fourth-rank healing tensor are also obtained in the case of isotropic elasticity, plane stress and plane strain. Recent research revealed that self-healing presents a crucial solution also for the strengthening of the materials. This new concept has been termed ``Super Healing``. Once the stiffness of the material is recovered, further healing can result as a strengthening material. In the present thesis, new theory of super healing materials is defined in isotropic and anisotropic cases using sound mathematical and mechanical principles which are applied in linear and nonlinear super healing theories. Additionally, the link of the proposed theory with the theory of undamageable materials is outlined. In order to describe the super healing efficiency in linear and nonlinear theories, the ratio of effective stress to nominal stress is calculated as function of the super healing variable. In addition, the hypotheses of elastic strain and elastic energy equivalence are applied. In the same context, new super healing matrix in plane strain is proposed based on continuum damage-healing mechanics. In the present work, we also focus on numerical modeling of impact behavior of reinforced concrete slabs using the commercial finite element package Abaqus/Explicit. Plain and reinforced concrete slabs of unconfined compressive strength 41 MPa are simulated under impact of ogive-nosed hard projectile. The constitutive material modeling of the concrete and steel reinforcement bars is performed using the Johnson-Holmquist-2 damage and the Johnson-Cook plasticity material models, respectively. Damage diameters and residual velocities obtained by the numerical model are compared with the experimental results and effect of steel reinforcement and projectile diameter is studied.}, subject = {Schaden}, language = {en} } @phdthesis{Chan, author = {Chan, Chiu Ling}, title = {Smooth representation of thin shells and volume structures for isogeometric analysis}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4208}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200812-42083}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {162}, abstract = {The purpose of this study is to develop self-contained methods for obtaining smooth meshes which are compatible with isogeometric analysis (IGA). The study contains three main parts. We start by developing a better understanding of shapes and splines through the study of an image-related problem. Then we proceed towards obtaining smooth volumetric meshes of the given voxel-based images. Finally, we treat the smoothness issue on the multi-patch domains with C1 coupling. Following are the highlights of each part. First, we present a B-spline convolution method for boundary representation of voxel-based images. We adopt the filtering technique to compute the B-spline coefficients and gradients of the images effectively. We then implement the B-spline convolution for developing a non-rigid images registration method. The proposed method is in some sense of "isoparametric", for which all the computation is done within the B-splines framework. Particularly, updating the images by using B-spline composition promote smooth transformation map between the images. We show the possible medical applications of our method by applying it for registration of brain images. Secondly, we develop a self-contained volumetric parametrization method based on the B-splines boundary representation. We aim to convert a given voxel-based data to a matching C1 representation with hierarchical cubic splines. The concept of the osculating circle is employed to enhance the geometric approximation, where it is done by a single template and linear transformations (scaling, translations, and rotations) without the need for solving an optimization problem. Moreover, we use the Laplacian smoothing and refinement techniques to avoid irregular meshes and to improve mesh quality. We show with several examples that the method is capable of handling complex 2D and 3D configurations. In particular, we parametrize the 3D Stanford bunny which contains irregular shapes and voids. Finally, we propose the B´ezier ordinates approach and splines approach for C1 coupling. In the first approach, the new basis functions are defined in terms of the B´ezier Bernstein polynomials. For the second approach, the new basis is defined as a linear combination of C0 basis functions. The methods are not limited to planar or bilinear mappings. They allow the modeling of solutions to fourth order partial differential equations (PDEs) on complex geometric domains, provided that the given patches are G1 continuous. Both methods have their advantages. In particular, the B´ezier approach offer more degree of freedoms, while the spline approach is more computationally efficient. In addition, we proposed partial degree elevation to overcome the C1-locking issue caused by the over constraining of the solution space. We demonstrate the potential of the resulting C1 basis functions for application in IGA which involve fourth order PDEs such as those appearing in Kirchhoff-Love shell models, Cahn-Hilliard phase field application, and biharmonic problems.}, subject = {Modellierung}, language = {en} } @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} } @phdthesis{Nickerson, author = {Nickerson, Seth}, title = {Thermo-Mechanical Behavior of Honeycomb, Porous, Microcracked Ceramics}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3975}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20190911-39753}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {The underlying goal of this work is to reduce the uncertainty related to thermally induced stress prediction. This is accomplished by considering use of non-linear material behavior, notably path dependent thermal hysteresis behavior in the elastic properties. Primary novel factors of this work center on two aspects. 1. Broad material characterization and mechanistic material understanding, giving insight into why this class of material behaves in characteristic manners. 2. Development and implementation of a thermal hysteresis material model and its use to determine impact on overall macroscopic stress predictions. Results highlight microcracking evolution and behavior as the dominant mechanism for material property complexity in this class of materials. Additionally, it was found that for the cases studied, thermal hysteresis behavior impacts relevant peak stress predictions of a heavy-duty diesel particulate filter undergoing a drop-to-idle regeneration by less than ~15\% for all conditions tested. It is also found that path independent heating curves may be utilized for a linear solution assumption to simplify analysis. This work brings forth a newly conceived concept of a 3 state, 4 path, thermally induced microcrack evolution process; demonstrates experimental behavior that is consistent with the proposed mechanisms, develops a mathematical framework that describes the process and quantifies the impact in a real world application space.}, subject = {Keramik}, language = {en} } @article{BenzTarabenLichtenheldetal., author = {Benz, Alexander and Taraben, Jakob and Lichtenheld, Thomas and Morgenthal, Guido and V{\"o}lker, Conrad}, title = {Thermisch-energetische Geb{\"a}udesimulation auf Basis eines Bauwerksinformationsmodells}, series = {Bauphysik}, journal = {Bauphysik}, number = {40, Heft 2}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3835}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20181221-38354}, pages = {61 -- 67}, abstract = {F{\"u}r eine Absch{\"a}tzung des Heizw{\"a}rmebedarfs von Geb{\"a}uden und Quartieren k{\"o}nnen thermisch-energetische Simulationen eingesetzt werden. Grundlage dieser Simulationen sind geometrische und physikalische Geb{\"a}udemodelle. Die Erstellung des geometrischen Modells erfolgt in der Regel auf Basis von Baupl{\"a}nen oder Vor-Ort-Begehungen, was mit einem großen Recherche- und Modellierungsaufwand verbunden ist. Sp{\"a}tere bauliche Ver{\"a}nderungen des Geb{\"a}udes m{\"u}ssen h{\"a}ufig manuell in das Modell eingearbeitet werden, was den Arbeitsaufwand zus{\"a}tzlich erh{\"o}ht. Das physikalische Modell stellt die Menge an Parametern und Randbedingungen dar, welche durch Materialeigenschaften, Lage und Umgebungs-einfl{\"u}sse gegeben sind. Die Verkn{\"u}pfung beider Modelle wird innerhalb der entsprechenden Simulations-software realisiert und ist meist nicht in andere Softwareprodukte {\"u}berf{\"u}hrbar. Mithilfe des Building Information Modeling (BIM) k{\"o}nnen Simulationsdaten sowohl konsistent gespeichert als auch {\"u}ber Schnittstellen mit entsprechenden Anwendungen ausgetauscht werden. Hierf{\"u}r wird eine Methode vorgestellt, die thermisch-energetische Simulationen auf Basis des standardisierten {\"U}bergabe-formats Industry Foundation Classes (IFC) inklusive anschließender Auswertungen erm{\"o}glicht. Dabei werden geometrische und physikalische Parameter direkt aus einem {\"u}ber den gesamten Lebenszyklus aktuellen Geb{\"a}udemodell extrahiert und an die Simulation {\"u}bergeben. Dies beschleunigt den Simulations-prozess hinsichtlich der Geb{\"a}udemodellierung und nach sp{\"a}teren baulichen Ver{\"a}nderungen. Die erarbeite-te Methode beruht hierbei auf einfachen Modellierungskonventionen bei der Erstellung des Bauwerksinformationsmodells und stellt eine vollst{\"a}ndige {\"U}bertragbarkeit der Eingangs- und Ausgangswerte sicher. Thermal building simulation based on BIM-models. Thermal energetic simulations are used for the estimation of the heating demand of buildings and districts. These simulations are based on building models containing geometrical and physical information. The creation of geometrical models is usually based on existing construction plans or in situ assessments which demand a comparatively big effort of investigation and modeling. Alterations, which are later applied to the structure, request manual changes of the related model, which increases the effort additionally. The physical model represents the total amount of parameters and boundary conditions that are influenced by material properties, location and environmental influences on the building. The link between both models is realized within the correspondent simulation soft-ware and is usually not transferable to other software products. By Applying Building Information Modeling (BIM) simulation data is stored consistently and an exchange to other software is enabled. Therefore, a method which allows a thermal energetic simulation based on the exchange format Industry Foundation Classes (IFC) including an evaluation is presented. All geometrical and physical information are extracted directly from the building model that is kept up-to-date during its life cycle and transferred to the simulation. This accelerates the simulation process regarding the geometrical modeling and adjustments after later changes of the building. The developed method is based on simple conventions for the creation of the building model and ensures a complete transfer of all simulation data.}, subject = {Building Information Modeling}, language = {de} } @phdthesis{Goebel, author = {G{\"o}bel, Luise}, title = {Experimental and semi-analytical multiscale approaches for the characterization of the elastic and viscoelastic behavior of polymer-modified cement-based materials}, publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag}, address = {Weimar}, isbn = {978-3-95773-269-9}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3827}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20181211-38279}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {259}, abstract = {Polymer-modified cement concrete (PCC) is a heterogeneous building material with a hierarchically organized microstructure. Therefore, continuum micromechanics-based multiscale models represent a promising method to estimate the mechanical properties. By means of a bottom-up approach, homogenized properties at the macroscopic scale are derived considering microstructural characteristics. The extension of existing multiscale models for the application to PCC is the main objective of this work. For that, cross-scale experimental studies are required. Both macroscopic and microscopic mechanical tests are performed to characterize the elastic and viscoelastic properties of different PCC. The comparison between experiment and model prediction illustrates the success of the modeling approach.}, subject = {Elastizit{\"a}tsmodul}, language = {en} } @phdthesis{Schirmer, author = {Schirmer, Ulrike}, title = {Die Adsorption von Dispersionspartikeln und Schutzkolloiden an Oberfl{\"a}chen von Zementphasen und Phasen der Zusatzstoffe}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3738}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20180327-37383}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {227}, abstract = {Ziel der Arbeit war das Adsorptionsverhalten ausgew{\"a}hlter schutzkolloidstabilisierter Polymerpartikel mit variierender chemischer Basis im zement{\"a}ren System zu beschreiben und basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen das Konkurrenzverhalten beim Angebot unterschiedlicher mineralischer Oberfl{\"a}chen zu kl{\"a}ren. Sowohl die Destabilisierung der Polymerpartikel im alkalischen Milieu, welche eine Voraussetzung f{\"u}r derartige Adsorptionsprozesse ist, als auch die Ver{\"a}nderung von Oberfl{\"a}cheneigenschaften verschiedener mineralischer Partikel durch Hydratations- und Ionenadsorptionsprozesse, wurden u. a. mit Hilfe elektrokinetischer Experimente erfasst. Die spektralphotometrische Erstellung von Adsorptionsisothermen erm{\"o}glichte zudem die Ermittlung der jeweiligen adsorbierten Polymermenge zu verschiedenen Zeitpunkten der fr{\"u}hen Hydratation. Weiterhin wurde die Polymeradsorption an Partikeln ausgew{\"a}hlter Zusatzstoffe in Abh{\"a}ngigkeit von der Ionenst{\"a}rke der Fl{\"u}ssigphase beschrieben. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen cryo-pr{\"a}parierter polymermodifizierter Zementleimproben erm{\"o}glichten es außerdem deren Mikrostruktur im suspensiven Zustand zu visualisieren. Diese Aufnahmen, ebenso wie die Ergebnisse grundlegender hydratationskinetischer Untersuchungen wurden in Wechselbeziehung zu den Ergebnissen der Adsorptionsuntersuchungen gebracht. Maßgelbliche intermolekulare und interpartikul{\"a}re Wechselwirkungen, infolge derer sich die Stabilit{\"a}tsverh{\"a}ltnisse im Zementleim {\"a}ndern und die Polymerpartikel adsorbieren sind im Wesentlichen die Desorption des Schutzkolloids von der Polymerpartikeloberfl{\"a}che, die Ionisation funktioneller Gruppen der Polymerpartikel und der Schutzkolloidmakromolek{\"u}le im alkalischen Milieu und infolgedessen die Komplexbildung mit Ionen der Zementleimporenl{\"o}sung. Die Auswirkungen dieser Vorg{\"a}nge auf die L{\"o}sungs- und F{\"a}llungskinetik des Zementleimes wurden erfasst und mit der chemischen Zusammensetzung der polymeren Systeme korreliert.}, subject = {Kunststoffm{\"o}rtel}, language = {de} } @article{BenzTarabenLichtenheldetal., author = {Benz, Alexander and Taraben, Jakob and Lichtenheld, Thomas and Morgenthal, Guido and V{\"o}lker, Conrad}, title = {Thermisch-energetische Geb{\"a}udesimulation auf Basis eines Bauwerksinformationsmodells}, series = {Bauphysik}, journal = {Bauphysik}, number = {40, Heft 2}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3819}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20181102-38190}, pages = {61 -- 67}, abstract = {F{\"u}r eine Absch{\"a}tzung des Heizw{\"a}rmebedarfs von Geb{\"a}uden und Quartieren k{\"o}nnen thermisch-energetische Simulationen eingesetzt werden. Grundlage dieser Simulationen sind geometrische und physikalische Geb{\"a}udemodelle. Die Erstellung des geometrischen Modells erfolgt in der Regel auf Basis von Baupl{\"a}nen oder Vor-Ort-Begehungen, was mit einem großen Recherche- und Modellierungsaufwand verbunden ist. Sp{\"a}tere bauliche Ver{\"a}nderungen des Geb{\"a}udes m{\"u}ssen h{\"a}ufig manuell in das Modell eingearbeitet werden, was den Arbeitsaufwand zus{\"a}tzlich erh{\"o}ht. Das physikalische Modell stellt die Menge an Parametern und Randbedingungen dar, welche durch Materialeigenschaften, Lage und Umgebungs-einfl{\"u}sse gegeben sind. Die Verkn{\"u}pfung beider Modelle wird innerhalb der entsprechenden Simulations-software realisiert und ist meist nicht in andere Softwareprodukte {\"u}berf{\"u}hrbar. Mithilfe des Building Information Modeling (BIM) k{\"o}nnen Simulationsdaten sowohl konsistent gespeichert als auch {\"u}ber Schnittstellen mit entsprechenden Anwendungen ausgetauscht werden. Hierf{\"u}r wird eine Methode vorgestellt, die thermisch-energetische Simulationen auf Basis des standardisierten {\"U}bergabe-formats Industry Foundation Classes (IFC) inklusive anschließender Auswertungen erm{\"o}glicht. Dabei werden geometrische und physikalische Parameter direkt aus einem {\"u}ber den gesamten Lebenszyklus aktuellen Geb{\"a}udemodell extrahiert und an die Simulation {\"u}bergeben. Dies beschleunigt den Simulations-prozess hinsichtlich der Geb{\"a}udemodellierung und nach sp{\"a}teren baulichen Ver{\"a}nderungen. Die erarbeite-te Methode beruht hierbei auf einfachen Modellierungskonventionen bei der Erstellung des Bauwerksinformationsmodells und stellt eine vollst{\"a}ndige {\"U}bertragbarkeit der Eingangs- und Ausgangswerte sicher. Thermal building simulation based on BIM-models. Thermal energetic simulations are used for the estimation of the heating demand of buildings and districts. These simulations are based on building models containing geometrical and physical information. The creation of geometrical models is usually based on existing construction plans or in situ assessments which demand a comparatively big effort of investigation and modeling. Alterations, which are later applied to the structure, request manual changes of the related model, which increases the effort additionally. The physical model represents the total amount of parameters and boundary conditions that are influenced by material properties, location and environmental influences on the building. The link between both models is realized within the correspondent simulation soft-ware and is usually not transferable to other software products. By Applying Building Information Modeling (BIM) simulation data is stored consistently and an exchange to other software is enabled. Therefore, a method which allows a thermal energetic simulation based on the exchange format Industry Foundation Classes (IFC) including an evaluation is presented. All geometrical and physical information are extracted directly from the building model that is kept up-to-date during its life cycle and transferred to the simulation. This accelerates the simulation process regarding the geometrical modeling and adjustments after later changes of the building. The developed method is based on simple conventions for the creation of the building model and ensures a complete transfer of all simulation data.}, subject = {Geb{\"a}udeh{\"u}lle}, language = {de} } @article{JentschKulleBodeetal., author = {Jentsch, Mark F. and Kulle, Christoph and Bode, Tobias and Pauer, Toni and Osburg, Andrea and Namgyel, Karma and Euthra, Karma and Dukjey, Jamyang and Tenzin, Karma}, title = {Field study of the building physics properties of common building types in the Inner Himalayan valleys of Bhutan}, series = {Energy for Sustainable Development 38}, journal = {Energy for Sustainable Development 38}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3139}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170419-31393}, pages = {48 -- 66}, abstract = {Traditionally, buildings in the Inner Himalayan valleys of Bhutan were constructed from rammed earth in the western regions and quarry stone in the central and eastern regions. Whilst basic architectural design elements have been retained, the construction methods have however changed over recent decades alongside expectations for indoor thermal comfort. Nevertheless, despite the need for space heating, thermal building performance remains largely unknown. Furthermore, no dedicated climate data is available for building performance assessments. This paper establishes such climatological information for the capital Thimphu and presents an investigation of building physics properties of traditional and contemporary building types. In a one month field study 10 buildings were surveyed, looking at building air tightness, indoor climate, wall U-values and water absorption of typical wall construction materials. The findings highlight comparably high wall U-values of 1.0 to 1.5 W/m²K for both current and historic constructions. Furthermore, air tightness tests show that, due to poorly sealed joints between construction elements, windows and doors, many buildings have high infiltration rates, reaching up to 5 air changes per hour. However, the results also indicate an indoor climate moderating effect of more traditional earth construction techniques. Based on these survey findings basic improvements are being suggested.}, subject = {Luftdichtheit}, language = {en} } @phdthesis{Heidenreich, author = {Heidenreich, Manuel}, title = {Untersuchungen zur Sauerstoffbereitstellung mit Perowskit- Keramik-Sch{\"u}ttungen in einem Festbett-Reaktor}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3607}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20171027-36077}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {154}, abstract = {Diese Arbeit belegt, dass die Belastungen auf reversibel arbeitende keramische Materialien sehr gering ausfallen. Die regenerative Sauerstoffbereitstellung stellt damit grunds{\"a}tzlich niedrigere Anforderungen an die keramischen Perowskit-Materialien zur Sauerstofferzeugung als die Membrantechnologie. Das Absinken der Diffusionskoeffizienten bei niedrigen Temperaturen ist deutlich weniger nachteilig als bei den Membranen die vergleichbare Materialien nutzen. Dies konnte gezeigt werde, indem mit der die O 2 -Entladetechnik und -Beladetechnik im Vergleich zur O 2 -Abtrennung durch keramische Membranen bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen bereits große O 2 -Mengen erzeugt werden k{\"o}nnen. Infolge der niedrigen Temperaturen bestehen keine Probleme mit Reaktionen zwischen dem sauerstoffbereitstellenden Material und den Reaktorwerkstoffen. Dadurch gestaltet sich die Einbindung und Nutzung von Festbett-Sch{\"u}ttungen denkbar einfach. Im Vergleich dazu sind die Anbindung und der Betrieb von d{\"u}nnen keramischen Membranen in einem Reaktor deutlich aufwendiger. Es ist weniger Peripherie und verfahrenstechnischer Aufwand zur Sauerstoffabtrennung durch reversibel arbeitende Materialien n{\"o}tig als bei der kryogenen Luftzerlegung, der Druckwechseladsorption oder den Membrantechnologien. Die regenerative Sauerstoffbereitstellung kann sowohl bei neuen als auch bestehenden Anlagen, die Sauerstoff ben{\"o}tigen implementiert werden. Damit ist es m{\"o}glich den Transport des Sauerstoffs entfallen zu lassen. Eine partielle Phasenumwandlung des BSCF8020 bei erh{\"o}hter Temperatur und hohem Sauerstoffangebot spielt f{\"u}r die regenerative Sauerstoffbereitstellung eine untergeordnete Rolle, da die n{\"o}tigen Zieltemperaturen (450 ggf. bis 650 °C) zur O 2 -Beladung und -Entladung niedriger sind, als der Temperaturbereich in dem die Zersetzung auftreten kann (750 bis 800 °C). Des Weiteren ist die Zeitspanne (O 2 -Beladungsteilzyklus) in der das BSCF8020 ausreichend hohen Sauerstoffgehalten (p O2 > 10 -3 bar) ausgesetzt ist, zu kurz um diese Umwandlungen zu vollziehen. Der O 2 -Entladungsteilzyklus sorgt zus{\"a}tzlich immer daf{\"u}r, dass sich u. U. beginnende Zersetzung zur{\"u}ckbildet, da die kubische Phase in Richtung niedrigerer p O2 stabilisiert wird. Es konnte belegt werden, dass die elektronische Steuerung des zyklischen Sauerstoffausbaus und -einbaus beherrschbar ist. Der hohe Abtrenngrad der keramischen Materialien f{\"u}hrt dazu, dass der Sauerstoff elektrolytisch rein zu Verf{\"u}gung gestellt wird. Grunds{\"a}tzlich sind weitere Forschungen zur Steigerung der Sauerstoffmengen, die pro eingesetzter Masseeinheit an Keramik gewonnen werden k{\"o}nnen, immer anzustreben, da damit u. U. der Materialeinsatz weiter gesenkt oder auch die energetischen Aufwendungen weiter reduziert werden k{\"o}nnen. Bei dem, f{\"u}r die multizyklischen Untersuchungen dieser Arbeit ausgew{\"a}hlten BSCF8020(SVT) hat die Cobalt-Komponente mit ca. 80 \% den {\"u}berwiegenden Kostenanteil am Sauerstoff bereitstellenden Material. BSCF-Keramiken mit h{\"o}herem Eisen-Anteil sollten f{\"u}r multizyklische Anwendungen in Festbett-Reaktoren einer vertiefenden Charakterisierung unterzogen werden, um weitere geeignete Perowskite mit niedrigen Materialkosten zu erschließen.}, subject = {Perowskit}, language = {de} } @phdthesis{Abeltshauser, author = {Abeltshauser, Rainer}, title = {Identification and separation of physical effects of coupled systems by using defined model abstractions}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2860}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28600}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {The thesis investigates at the computer aided simulation process for operational vibration analysis of complex coupled systems. As part of the internal methods project "Absolute Values" of the BMW Group, the thesis deals with the analysis of the structural dynamic interactions and excitation interactions. The overarching aim of the methods project is to predict the operational vibrations of engines. Simulations are usually used to analyze technical aspects (e. g. operational vibrations, strength, ...) of single components in the industrial development. The boundary conditions of submodels are mostly based on experiences. So the interactions with neighboring components and systems are neglected. To get physically more realistic results but still efficient simulations, this work wants to support the engineer during the preprocessing phase by useful criteria. At first suitable abstraction levels based on the existing literature are defined to identify structural dynamic interactions and excitation interactions of coupled systems. So it is possible to separate different effects of the coupled subsystems. On this basis, criteria are derived to assess the influence of interactions between the considered systems. These criteria can be used during the preprocessing phase and help the engineer to build up efficient models with respect to the interactions with neighboring systems. The method was developed by using several models with different complexity levels. Furthermore, the method is proved for the application in the industrial environment by using the example of a current combustion engine.}, subject = {Strukturdynamik}, language = {en} } @phdthesis{Schwedler, author = {Schwedler, Michael}, title = {Integrated structural analysis using isogeometric finite element methods}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2737}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170130-27372}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {209}, abstract = {The gradual digitization in the architecture, engineering, and construction industry over the past fifty years led to an extremely heterogeneous software environment, which today is embodied by the multitude of different digital tools and proprietary data formats used by the many specialists contributing to the design process in a construction project. Though these projects become increasingly complex, the demands on financial efficiency and the completion within a tight schedule grow at the same time. The digital collaboration of project partners has been identified as one key issue in successfully dealing with these challenges. Yet currently, the numerous software applications and their respective individual views on the design process severely impede that collaboration. An approach to establish a unified basis for the digital collaboration, regardless of the existing software heterogeneity, is a comprehensive digital building model contributed to by all projects partners. This type of data management known as building information modeling (BIM) has many benefits, yet its adoption is associated with many difficulties and thus, proceeds only slowly. One aspect in the field of conflicting requirements on such a digital model is the cooperation of architects and structural engineers. Traditionally, these two disciplines use different abstractions of reality for their models that in consequence lead to incompatible digital representations thereof. The onset of isogeometric analysis (IGA) promised to ease the discrepancy in design and analysis model representations. Yet, that initial focus quickly shifted towards using these methods as a more powerful basis for numerical simulations. Furthermore, the isogeometric representation alone is not capable of solving the model abstraction problem. It is thus the intention of this work to contribute to an improved digital collaboration of architects and engineers by exploring an integrated analysis approach on the basis of an unified digital model and solid geometry expressed by splines. In the course of this work, an analysis framework is developed that utilizes such models to automatically conduct numerical simulations commonly required in construction projects. In essence, this allows to retrieve structural analysis results from BIM models in a fast and simple manner, thereby facilitating rapid design iterations and profound design feedback. The BIM implementation Industry Foundation Classes (IFC) is reviewed with regard to its capabilities of representing the unified model. The current IFC schema strongly supports the use of redundant model data, a major pitfall in digital collaboration. Additionally, it does not allow to describe the geometry by volumetric splines. As the pursued approach builds upon a unique model for both, architectural and structural design, and furthermore requires solid geometry, necessary schema modifications are suggested. Structural entities are modeled by volumetric NURBS patches, each of which constitutes an individual subdomain that, with regard to the analysis, is incompatible with the remaining full model. The resulting consequences for numerical simulation are elaborated in this work. The individual subdomains have to be weakly coupled, for which the mortar method is used. Different approaches to discretize the interface traction fields are implemented and their respective impact on the analysis results is evaluated. All necessary coupling conditions are automatically derived from the related geometry model. The weak coupling procedure leads to a linear system of equations in saddle point form, which, owed to the volumetric modeling, is large in size and, the associated coefficient matrix has, due to the use of higher degree basis functions, a high bandwidth. The peculiarities of the system require adapted solution methods that generally cause higher numerical costs than the standard procedures for symmetric, positive-definite systems do. Different methods to solve the specific system are investigated and an efficient parallel algorithm is finally proposed. When the structural analysis model is derived from the unified model in the BIM data, it does in general initially not meet the requirements on the discretization that are necessary to obtain sufficiently accurate analysis results. The consequently necessary patch refinements must be controlled automatically to allowfor an entirely automatic analysis procedure. For that purpose, an empirical refinement scheme based on the geometrical and possibly mechanical properties of the specific entities is proposed. The level of refinement may be selectively manipulated by the structural engineer in charge. Furthermore, a Zienkiewicz-Zhu type error estimator is adapted for the use with isogeometric analysis results. It is shown that also this estimator can be used to steer an adaptive refinement procedure.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} } @phdthesis{Msekh, author = {Msekh, Mohammed Abdulrazzak}, title = {Phase Field Modeling for Fracture with Applications to Homogeneous and Heterogeneous Materials}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3229}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170615-32291}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {190}, abstract = {The thesis presents an implementation including different applications of a variational-based approach for gradient type standard dissipative solids. Phase field model for brittle fracture is an application of the variational-based framework for gradient type solids. This model allows the prediction of different crack topologies and states. Of significant concern is the application of theoretical and numerical formulation of the phase field modeling into the commercial finite element software Abaqus in 2D and 3D. The fully coupled incremental variational formulation of phase field method is implemented by using the UEL and UMAT subroutines of Abaqus. The phase field method considerably reduces the implementation complexity of fracture problems as it removes the need for numerical tracking of discontinuities in the displacement field that are characteristic of discrete crack methods. This is accomplished by replacing the sharp discontinuities with a scalar damage phase field representing the diffuse crack topology wherein the amount of diffusion is controlled by a regularization parameter. The nonlinear coupled system consisting of the linear momentum equation and a diffusion type equation governing the phase field evolution is solved simultaneously via a Newton- Raphson approach. Post-processing of simulation results to be used as visualization module is performed via an additional UMAT subroutine implemented in the standard Abaqus viewer. In the same context, we propose a simple yet effective algorithm to initiate and propagate cracks in 2D geometries which is independent of both particular constitutive laws and specific element technology and dimension. It consists of a localization limiter in the form of the screened Poisson equation with, optionally, local mesh refinement. A staggered scheme for standard equilibrium and screened Cauchy equations is used. The remeshing part of the algorithm consists of a sequence of mesh subdivision and element erosion steps. Element subdivision is based on edge split operations using a given constitutive quantity (either damage or void fraction). Mesh smoothing makes use of edge contraction as function of a given constitutive quantity such as the principal stress or void fraction. To assess the robustness and accuracy of this algorithm, we use both quasi-brittle benchmarks and ductile tests. Furthermore, we introduce a computational approach regarding mechanical loading in microscale on an inelastically deforming composite material. The nanocomposites material of fully exfoliated clay/epoxy is shaped to predict macroscopic elastic and fracture related material parameters based on their fine-scale features. Two different configurations of polymer nanocomposites material (PNCs) have been studied. These configurations are fully bonded PNCs and PNCs with an interphase zone formation between the matrix and the clay reinforcement. The representative volume element of PNCs specimens with different clay weight contents, different aspect ratios, and different interphase zone thicknesses are generated by adopting Python scripting. Different constitutive models are employed for the matrix, the clay platelets, and the interphase zones. The brittle fracture behavior of the epoxy matrix and the interphase zones material are modeled using the phase field approach, whereas the stiff silicate clay platelets of the composite are designated as a linear elastic material. The comprehensive study investigates the elastic and fracture behavior of PNCs composites, in addition to predict Young's modulus, tensile strength, fracture toughness, surface energy dissipation, and cracks surface area in the composite for different material parameters, geometry, and interphase zones properties and thicknesses.}, subject = {Finite-Elemente-Methode}, language = {en} } @phdthesis{Voland, author = {Voland, Katja}, title = {Einfluss der Porosit{\"a}t von Beton auf den Ablauf einer sch{\"a}digenden Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2559}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20160418-25598}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {383}, abstract = {Der Dissertation liegt die Frage zugrunde, welchen Einfluss die Porosit{\"a}t von Beton auf den Ablauf einer sch{\"a}digenden AKR hat. Insbesondere soll gekl{\"a}rt werden, ob der Einsatz von Gleitschalungsfertigern - anstelle von klassischen schienengef{\"u}hrten Betondeckenfertigern - und die damit verbundene verringerte Porosit{\"a}t der Betone den Ablauf einer sch{\"a}digenden AKR beg{\"u}nstigt. Eine verringerte Porosit{\"a}t f{\"u}hrt zu einer reduzierten Duktilit{\"a}t des Betons, so dass infolge AKR entstehende Zugspannungen schlechter abgebaut werden k{\"o}nnen. Weiterhin steht ein geringerer Expansionsraum f{\"u}r das entstehende AKR-Gel zur Verf{\"u}gung. Diese Faktoren k{\"o}nnen den Ablauf einer AKR beg{\"u}nstigen. Allerdings k{\"o}nnen extern anstehende Alkalien schlechter in den Beton mit einer verringerten Porosit{\"a}t eindringen. Ferner wird die Diffusion der Alkalien zu den potenziell reaktiven Gesteinsk{\"o}rnungen verlangsamt. Zur Beantwortung der aufgeworfenen Frage wird unter Einsatz einer neuartigen Pr{\"u}fmethodologie und bei variierender Porosit{\"a}t untersucht, welche Sch{\"a}digungsparameter maßgebend f{\"u}r den Ablauf und die Intensit{\"a}t einer sch{\"a}digenden AKR sind. Die ber{\"u}cksichtigten Sch{\"a}digungsparameter sind die mechanischen Eigenschaften des Betons, der zur Verf{\"u}gung stehende Expansionsraum und die im Beton ablaufenden Transportvorg{\"a}nge. Um den Einfluss der jeweiligen Sch{\"a}digungsparameter spezifizieren zu k{\"o}nnen, gehen die Pr{\"u}fungen einerseits von einem hohen internen und andererseits von einem hohen externen AKR-Sch{\"a}digungspotenzial aus. In beiden F{\"a}llen erfolgen die Untersuchungen an langsam reagierenden alkaliempfindlichen Gesteinsk{\"o}rnungen. Die unterschiedlichen Porosit{\"a}ten ergeben sich haupts{\"a}chlich durch Variation des w/z-Wertes. Bei dem hohen internen AKR-Sch{\"a}digungspotenzial stehen die mechanischen Eigenschaften und der Expansionsraum im Vordergrund; außerdem ist der Einfluss der Zugabe eines LP-Bildners zu analysieren. Um ein hohes internes AKR-Sch{\"a}digungspotenzial zu erreichen, kommt bei der Herstellung der Betonprobek{\"o}rper ein Zement mit einem hohen Alkaligehalt zum Einsatz. Die Betonprobek{\"o}rper werden der 40 °C-Nebelkammerlagerung und dem 60 °C-Betonversuch {\"u}ber Wasser unterzogen. Dabei findet eine neue Pr{\"u}fmethodologie Anwendung, die der kontinuierlichen Messung der Dehnung und der ablaufenden Erh{\"a}rtungs- und Rissbildungsprozesse dient. Diese Pr{\"u}fmethodologie umfasst die Messung der Ultraschallgeschwindigkeit, die Schallemissionsanalyse und die µ-3D-Computertomografie. Hingegen richtet sich der Fokus bei dem hohen externen AKR-Sch{\"a}digungspotenzial auf die Transportvorg{\"a}nge. Zur Provokation eines hohen externen AKR-Sch{\"a}digungspotenzials werden die Probek{\"o}rper der FIB-Klimawechsellagerung ausgesetzt.}, subject = {Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion}, language = {de} } @phdthesis{Heidenreich, author = {Heidenreich, Christian}, title = {Adaptivit{\"a}t von freigeformten Fl{\"a}chentragwerken - M{\"o}glichkeiten zur Steigerung der Effizienz von Faserverbundstrukturen im Bauwesen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2551}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20160314-25512}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {180}, abstract = {Die vorliegende Arbeit fokussiert die Optimierung freigeformter adaptiver Faserverbundfl{\"a}chentragwerke auf Basis einer entwickelten und auf einem parametrischen Gesamtmodell basierenden Entwurfsmethode. Die {\"U}bertragung adaptiver, nat{\"u}rlich inspirierter Vorg{\"a}nge stellt eine weitreichende Inspirationsquelle dar. Adaptive Tragwerke k{\"o}nnen unter Anwendung von Smart Materials als materialsparende, filigrane Tragwerke ausgef{\"u}hrt werden. Die Erf{\"u}llung der Grenzzust{\"a}nde der Tragf{\"a}higkeit und der Gebrauchstauglichkeit wird nicht allein {\"u}ber die Querschnittsabmessungen sichergestellt. Die notwendige Bauteilsteifigkeit kann vielmehr durch Eintragung von Aktivierungsenergie (Operational Energy) realisiert werden. Auf diese Weise kann die aufgrund der Bauteilabmessungen gebundene Energie (Embodied Energy) minimiert werden. Die entwickelte Entwurfsmethode erm{\"o}glicht die Auslegung und Optimierung materialminimierter Schalentragwerke in einem mehrstufigen Prozess. Hierbei wird aus tragwerksplanerischer Sicht die numerische Formfindung, die statische Berechnung und die Aktor- und Sensorpositionierung berechnet. Zudem werden Analysen hinsichtlich der Nachhaltigkeit auf Basis einer Lebenszyklusanalyse durchgef{\"u}hrt. Aufgrund der unterschiedlichen, sich aber gegenseitig beeinflussenden Kriterien, ist eine Optimierung durchzuf{\"u}hren. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Definition zul{\"a}ssiger {\"O}kobilanzkennwerte von Smart Materials auf Basis der Energiedifferenz zwischen einer passiven und einer adaptiven Struktur vorgestellt. Anhand dieser Kennwerte kann die Entwicklung zuk{\"u}nftiger Smart Materials unter dem Aspekt der ganzheitlichen Nachhaltigkeit erfolgen. Die Allgemeing{\"u}ltigkeit und {\"U}bertragbarkeit der Entwurfsmethode auf weitere Tragsysteme im Bauwesen und speziell anderer Materialkonstellationen wird anhand verschiedener Beispiele aufgezeigt.}, subject = {Entwurf}, language = {de} } @masterthesis{Goedicke, type = {Bachelor Thesis}, author = {Goedicke, Glenn}, title = {M{\"o}gliche Schnittstellenverschiebungen zwischen Bau- und Nebent{\"a}tigkeiten auf ausdifferenzierten Baustellen aus arbeitsrechtlicher Sicht}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2419}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20150629-24192}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {50}, abstract = {In der modernen Arbeitswelt ist es {\"u}blich betriebliche Aufgaben extern zu vergeben. Dieser Vorgang wird in der Wirtschaft Outsourcing genannt und beschr{\"a}nkt sich in der Regel auf Arbeiten, welche nicht zu den Kernkompetenzen eines Unternehmens geh{\"o}ren. Wenn diese Arbeiten durch spezialisierte Unternehmen {\"u}bernommen werden ergeben sich Potenziale, die weit {\"u}ber eine bloße Kostensenkung hinausgehen. Der Kern dieser Arbeit bezieht sich auf die Auslagerung von sogenannten Nebent{\"a}tigkeiten im Zusammenhang einer Bauwerksausf{\"u}hrung. Dabei werden die arbeitsrechtliche Situation, Machbarkeit und Sinnhaftigkeit analysiert. Das Arbeitsrecht im Baugewerbe ist {\"u}beraus komplex und von starren Regelungen gepr{\"a}gt. Die f{\"u}r allgemeinverbindlich erkl{\"a}rten Tarifvertr{\"a}ge gelten gemeinhin f{\"u}r alle Betriebe, die {\"u}berwiegend bauliche T{\"a}tigkeiten aus{\"u}ben. Problematisch wird die tarifliche Zuordnung f{\"u}r Betriebe, welche die Nebent{\"a}tigkeiten {\"u}bernehmen und f{\"u}r gew{\"o}hnlich nicht in den Geltungsbereich der Tarifvertr{\"a}ge fallen. Bei der Vergabe von Nebent{\"a}tigkeiten mit Hilfe von Werk- oder Dienstvertr{\"a}gen bedarf es einer genauen Kl{\"a}rung, ab wann eine unerlaubte Arbeitnehmer{\"u}berlassung beginnt. Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, inwieweit eine Auslagerung der baulichen Nebent{\"a}tigkeiten durch eine Werk- oder Dienstvertragsvergabe an die Grenzen der arbeitsrechtlichen Gegebenheiten st{\"o}ßt. Zus{\"a}tzlich wird eine tarifliche Einordnung der T{\"a}tigkeiten vorgenommen.}, subject = {Arbeitsrecht}, language = {de} } @phdthesis{Lehmann, author = {Lehmann, Martin}, title = {Investigations of the Loadbearing Behaviour of Timber Bending Beams Reinforced Using Prestressed CFRP-Lamellas}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2456}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20150916-24566}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {164}, abstract = {The refurbishment of old buildings often goes hand in hand with an increase in both the dead and live loads. The latter, combined with the higher safety factors, often make the reinforcement of the old structures necessary. Most reinforcement methods involve transforming a structural timber member into a composite beam. Composite sections have a long tradition in timber construction. In the early days, multiple timber beams were connected with interlocking tooth and wooden shear connecters, which resulted in an elastic connection. Although historical timber structures are frequently upgraded, no method has yet been established and fully accepted by all stakeholders such as owners, builders, architects, engineers and cultural heritage organisations. Carbon fibre-reinforced polymers (CFRP) have already shown their efficiency in structural reinforcement especially in concrete structures. Moreover, previous studies have shown that CFRP has the potential to meet the expectations of all parties involved. In order to reach the service-limit state, a high amount of carbon fibres has to be used, or considering the cost of reinforcement, prestress has to be applied. However, prestressing often goes hand-in-hand with delaminating issues. The camber method presented here offers an efficient solution for prestressing timber bending members and overcoming the known obstacles. In the method proposed, the timber beam is cambered using an adjustable prop at midspan during the bonding of the CRFP-lamella to the lower side of the bending member. After curing the adhesive, the prop is removed and the prestressed composite beam is ready to be used. The prestress introduced in the system is not constant, but has a triangular shape and peaks at midspan, where it is used the most. The prestress force, which declines towards the end of the beam, leads to a constant shear stress over the whole length of the reinforcement,avoiding a concentrated anchorage zone. An analytical calculation model has been developed to calculate and design prestressed timber- bending members using the camber method. Numerical modelling, using a multi-surface plasticity model for timber, confirmed the results from the analytical model, and clearly reduced delaminating issues, comparing very favourably to traditional prestressing methods. The experimental parametric study, including the determination of the short-term loadbearing capacity of structural-sized beams, showed agreement with the analytical and numerical calculation. The prestressed reinforcement showed a benefit of nearly 50\% towards the ultimate-limit state and up to 70\% towards the service-limit state. Calculations revealed that the use of high modulus CFRP allows even higher benefits, depending on the configurations and requirements. The long-term design of the prestressed composite beam was investigated by extending the analytical model. The creep of the timber leads to a load transfer from the timber towards the CFRP, and therefore increases the benefit towards the ultimatelimit design. Applying high modulus CFRP-lamellas allows for a complete utilisation of the design capacity of timber and carbon fibre-reinforced polymer. The thorough investigation conducted demonstrated that the camber method is an efficient technique for prestressing and reinforcing timber-bending members. Furthermore, the calculation model presented allows for a safe design and estimation of long-term behaviour.}, subject = {Holzbau}, language = {en} } @phdthesis{Itam, author = {Itam, Zarina}, title = {Numerical Simulation of Thermo-Chemo-Hygro-Mechanical Alkali-Silica Reaction Model in Concrete at the Mesoscale and Macroscale}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2335}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20141218-23352}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {164}, abstract = {Alkali-silica reaction causes major problems in concrete structures due to the rapidity of its deformation which leads to the serviceability limit of the structure being reached well before its time. Factors that affect ASR vary greatly, including alkali and silica content, relative humidity, temperature and porosity of the cementitious matrix,all these making it a very complex phenomenon to consider explicitly. With this in mind, the finite element technique was used to build models and generate expansive pressures and damage propagation due to ASR under the influence of thermo-hygrochemoelastic loading. Since ASR initializes in the mesoscopic regions of the concrete, the accumulative effects of its expansion escalates onto the macroscale level with the development of web cracking on the concrete surface, hence solution of the damage model as well as simulation of the ASR phenomenon at both the macroscale and mesoscale levels have been performed. The macroscale model realizes the effects of ASR expansion as a whole and shows how it develops under the influence of moisture, thermal and mechanical loading. Results of the macroscale modeling are smeared throughout the structure and are sufficient to show how damage due to ASR expansion orientates. As opposed to the mesoscale model, the heterogeneity of the model shows us how difference in material properties between aggregates and the cementitious matrix facilitates ASR expansion. With both these models, the ASR phenomenon under influence of thermo-chemo-hygro-mechanical loading can be better understood.}, subject = {Strukturmechanik}, language = {en} } @misc{GarischKutznerOehleretal., author = {Garisch, Mathias and Kutzner, Eva and Oehler, Vanessa and Patzer, Nicole and Schmeing, Carolin}, title = {Analyse von Terminpl{\"a}nen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2139}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20140317-21392}, pages = {61}, abstract = {Das Bachelorprojekt „Analyse von Terminpl{\"a}nen" besch{\"a}ftigt sich mit der Analyse der Abh{\"a}ngigkeiten zwischen den unterschiedlichen Vorg{\"a}ngen des Bauablaufs. Die Problematik in der Terminplanerstellung liegt darin, dass ein Terminplan nicht alle Hintergrundinformationen abbildet und es daher zu Projektverz{\"o}gerungen und Absprachefehlern kommen kann. Dieses Bachelorprojekt macht Gebrauch von bereits aufbereiteten Informationen zur genannten Problematik in Form eines vorangegangen Bachelorprojekts und eines Masterprojekts, sowie einer Umfrage des Instituts f{\"u}r Bauwirtschaft der Universit{\"a}t Kassel. In diesem Projekt werden 50 neue und 100 bereits existierende Terminpl{\"a}ne von diversen Unternehmen aus ganz Deutschland analysiert und ausgewertet. Die Analyse der Terminpl{\"a}ne basiert auf gef{\"u}hrten Experteninterviews. Das Interview ber{\"u}cksichtigt Faktoren wie zum Beispiel Darstellungsformen, Detaillierungsgrade, Abh{\"a}ngigkeiten, Vorgangsdauern oder Planungsgrundlagen. Durch die Befragung von m{\"o}glichst vielen Firmen konnte festgestellt werden, dass jeder Terminplanentwickler eine Vorgehensweise entwickelt, nach welcher er arbeitet. Außerdem ist in den Gespr{\"a}chen deutlich geworden, dass das Theorie- Praxis-Gef{\"a}lle sehr groß ist. Das heißt, dass theoretische Modelle aus der Ausbildung an beispielsweise Hochschulen, in der Praxis heutzutage wenig angewandt werden. Nach der Analyse der Terminpl{\"a}ne und Auswertung der Interviews, werden die Daten in eine vom vorangehenden Masterprojekt erstellte Excel-Tabelle eingepflegt. Die vorhandenen Informationen werden dann anhand verschiedenster Diagramme verglichen und ausgewertet.}, subject = {Analyse}, language = {de} } @techreport{Daube, author = {Daube, Dirk}, title = {Bestandsaufnahme und Energieeffizienz-Potenzialanalyse f{\"u}r die landeseigenen Geb{\"a}ude des Freistaats Th{\"u}ringen}, organization = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, isbn = {978-3-86068-497-9}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1941}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130530-19412}, pages = {97}, abstract = {Zusammenfassung: Der Freistaat Th{\"u}ringen und die Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar haben im Jahr 2011 eine Kooperation zur „Nachwuchsf{\"o}rderung Geb{\"a}ude-Energieeffizienz in Th{\"u}ringen (NaGET)" geschlossen. Ziel der Zusammenarbeit war die Erforschung der energetischen Qualit{\"a}t der Landesgeb{\"a}ude, um daraus Empfehlungen f{\"u}r eine Priorisierung energetischer Sanierungsmaßnahmen ableiten zu k{\"o}nnen.Im Ergebnis der Untersuchungen wird den Entscheidungstr{\"a}gern mit der energetischen Potenzialanalyse ein Instrument zur Verf{\"u}gung gestellt, dass diese bei der Vorauswahl von energetisch zu sanierenden Objekten gezielt unterst{\"u}tzt. Untersuchungsgegenstand der Studie stellen die rund 1.700 Landesgeb{\"a}ude des Freistaates Th{\"u}ringen dar, von denen 938 als energetisch relevant einzusch{\"a}tzen sind. Zun{\"a}chst eingegrenzt auf 270, wurden letztendlich 218 Geb{\"a}ude f{\"u}r die energetische Potenzialanalyse ausgew{\"a}hlt, die alle die Anforderungen an die Datenqualit{\"a}t erf{\"u}llen. Der aufgebaute Datenbestand reicht hinsichtlich Umfang und Belastbarkeit deutlich {\"u}ber den Ausgangszustand hinaus. Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht die Auswertung der Verbrauchswerte f{\"u}r W{\"a}rme und Strom. Mit Hilfe verschiedener Analysemethoden wird rechnerisch als auch grafisch eruiert, welche Geb{\"a}ude als Hochverbraucher energetisch auff{\"a}llig sind. Es zeigt sich, dass die Auswertung gleichartiger Geb{\"a}ude besonders geeignet ist, um auff{\"a}llige Hochverbraucher zu identifizieren. Am Beispiel von Institutsgeb{\"a}uden f{\"u}r Forschung und Lehre (BWZK 2200) und Bibliotheksgeb{\"a}uden (BWZK-Kategorie 9130) wird dies veranschaulicht. Die Auswertung der Geb{\"a}ude einer einzelnen Einrichtung erfolgt exemplarisch f{\"u}r die Universit{\"a}t Erfurt. Es wird gezeigt, dass neben dem absoluten Verbrauch weitere Analysekriterien und der Vergleich mit Benchmarks zus{\"a}tzliche Aufschl{\"u}sse bieten. Mit der Ermittlung des Energieeffizienzpotenzials wird eine Kenngr{\"o}ße vorgestellt, die einen aussagekr{\"a}ftigen Vergleich unter den Geb{\"a}uden erlaubt. Darauf aufbauend l{\"a}sst sich eine Rangfolge von Geb{\"a}uden bilden, die zur Priorisierung von energetischen Sanierungsmaßnahmen genutzt werden kann. Zur Durchf{\"u}hrung einer energetischen Potenzialanalyse wird eine schrittweise Vorgehensweise vorgestellt, die von der Voranalyse {\"u}ber die Grobanalyse bis zur Feinanalyse eine zunehmende Detailierung vorsieht. Es wird gezeigt, dass damit ein Immobilienportfolio {\"o}ffentlicher Geb{\"a}ude, wie dies des Freistaates Th{\"u}ringen, zielgerichtet und kostenschonend auf energetisch auff{\"a}llige Geb{\"a}ude hin untersucht werden kann. Am Beispiel der Universit{\"a}tsbibliothek Erfurt wird verdeutlicht, wie bei einem energetisch auff{\"a}lligen Objekt in einer detaillierten Untersuchung die Vorergebnisse gepr{\"u}ft, Ursachen f{\"u}r den erh{\"o}hten Energieverbrauch ermittelt und Vorschl{\"a}ge zur Verbesserung der energetischen Qualit{\"a}t erarbeitet werden k{\"o}nnen. In einer Hochrechnung wurde mit Hilfe starker Vereinfachungen abgesch{\"a}tzt, dass bei Geb{\"a}uden mit erh{\"o}htem Heizw{\"a}rmeverbrauch im Mittel eine Einsparung von 52 kWh/m²a m{\"o}glich ist. Das Einsparpotenzial beim Stromverbrauch betr{\"a}gt f{\"u}r ein Geb{\"a}ude des Freistaates Th{\"u}ringen durchschnittlich 44 kWh/m²a. Festzustellen ist, dass die Streuung der Energieeinsparpotenziale sehr hoch ist. Bei einzelnen Geb{\"a}uden ist eine deutliche Abweichung von den Durchschnittswerten nach oben bzw. unten zu verzeichnen. Es wird des Weiteren angenommen, dass im Idealfall 28 \% der j{\"a}hrlichen Energiekosten des Freistaates i.H.v. rund 35 Mio. Euro eingespart werden k{\"o}nnen, wenn die betrachteten Geb{\"a}ude so energetisch saniert werden, dass sie den Richtwerten f{\"u}r die Verbrauchsh{\"o}he entsprechen.}, subject = {Energieeffizienz}, language = {de} } @inproceedings{OPUS4-2007, title = {Fl{\"a}chenmanagement in Hochschulen. Workshop zu Handlungsans{\"a}tzen hochschulinterner Fl{\"a}chensteuerung}, editor = {Alfen, Hans Wilhelm and Anke, Schwanck}, publisher = {Verlag der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, address = {Weimar}, issn = {978-3-86068-503-7}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2007}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130819-20071}, pages = {150}, abstract = {Die Publikation dokumentiert die Beitr{\"a}ge des Workshops „Fl{\"a}chenmanagement in Hochschulen" der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar, Professur Betriebswirtschaftslehre im Bauwesen, vom 19.11.2012. Insbesondere f{\"u}r Akteure aus Lehre, Forschung, Hochschulverwaltung, Bau- und Liegenschaftsverwaltungen sowie Politik bieten die wiedergegebenen Vortr{\"a}ge theoretische und praktische Anregungen f{\"u}r das Vorgehen bei der Steuerung hochschulinterner Fl{\"a}chen. Dokumentiert werden unterschiedliche Modi zur Steuerung der Fl{\"a}chenressourcen. Ziel ist es dabei, die liegenschaftspolitischen Rahmenbedingungen aufzuzeigen, von denen das Fl{\"a}chenmanagement abh{\"a}ngig ist. Mit der Auswertung einer deutschlandweiten Hochschulbefragung zum Fl{\"a}chenmanagement wird der Status quo hochschulinterner Fl{\"a}chensteuerung nachgezeichnet. Es wird zuerst ein {\"U}berblick gegeben, welche Ans{\"a}tze zur Optimierung der Fl{\"a}chen-steuerung von Hochschulen m{\"o}glich sind. Hochschulvertreter von zwei staatlichen und einer privaten Hochschule stellten praktizierte Handlungsans{\"a}tze f{\"u}r einen ressourcenschonenden Umgang mit Fl{\"a}chen vor und arbeiteten die aus ihrer Sicht Erfolg versprechenden Steuerungsaspekte heraus. Zus{\"a}tzliche Diskussionsimpulse f{\"u}r die Fl{\"a}chensteuerung an Hochschulen bieten die Dokumentationen von Praxisbeispielen aus anderen Bereichen. Es werden das Vorgehen bei der Fl{\"a}chensteuerung eines Chemie- und Pharmakonzerns mit umfangreichen eigenen Forschungsaktivit{\"a}ten sowie Fl{\"a}chenoptimierungsmaßnahmen bei B{\"u}rofl{\"a}chen der {\"o}ffentlichen Verwaltung vorgestellt.}, subject = {Hochschule , Fl{\"a}che , Steuerung , Allokation , Hochschulorganisation , Optimierung , Management}, language = {de} } @inproceedings{HollermannMelzner, author = {Hollermann, Sebastian and Melzner, J{\"u}rgen}, title = {24. Assistententreffen der Bereiche Bauwirtschaft, Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik}, editor = {Hollermann, Sebastian and Melzner, J{\"u}rgen}, address = {Weimar}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1937}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130523-19371}, abstract = {Tagungsband - 24. Assistententreffen der Bereiche Bauwirtschaft, Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik 10.-12.Juli 2013 Weimar}, subject = {Baubetrieb}, language = {de} } @inproceedings{OPUS4-1996, title = {Model Validation and Simulation}, editor = {Abrahamczyk, Lars and Schwarz, Jochen and Werner, Frank}, publisher = {Verlag der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, address = {Weimar}, isbn = {978-3-86068-502-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1996}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130805-19969}, pages = {354}, abstract = {The Bauhaus Summer School series provides an international forum for an exchange of methods and skills related to the interaction between different disciplines of modern engineering science. The 2012 civil engineering course was held in August over two weeks at Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar. The overall aim was the exchange of research and modern scientific approaches in the field of model validation and simulation between well-known experts acting as lecturers and active students. Besides these educational intentions the social and cultural component of the meeting has been in the focus. 48 graduate and doctoral students from 20 different countries and 22 lecturers from 12 countries attended this summer school. Among other aspects, this activity can be considered successful as it raised the sensitivity towards both the significance of research in civil engineering and the role of intercultural exchange. This volume summarizes and publishes some of the results: abstracts of key note papers presented by the experts and selected student research works. The overview reflects the quality of this summer school. Furthermore the individual contributions confirm that for active students this event has been a research forum and a special opportunity to learn from the experiences of the researchers in terms of methodology and strategies for research implementation in their current work.}, subject = {Modeling}, language = {en} } @phdthesis{Marschetzky, author = {Marschetzky, Manuela}, title = {Einfluss von Alkalisalzen und Fließmitteln auf die Hydratation von Calciumsulfathalbhydrat}, isbn = {978-3-00-044319-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2086}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20131211-20861}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {124}, abstract = {In der praktischen Anwendung werden den Calciumsulfatbindemitteln Kombinationen verschiedenster Zus{\"a}tze beigegeben. Ein Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die Wirkungsweise der verschiedenen Zus{\"a}tze wird folglich mit steigender Komplexit{\"a}t moderner Bindemittelrezepturen zunehmend wichtiger. In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen von Alkalisalzen und Fließmitteln auf die verschiedenen Phasen der Hydratation von Calciumsulfathalbhydrat systematisch analysiert und anschließend diskutiert. Im ersten Teil der Arbeit wird gezeigt, dass Alkalisulfate und Alkalichloride die Hydratation von Calciumsulfathalbhydrat in unterschiedlicher Weise beeinflussen. Die Beschleunigungswirkung der gleichionigen Zus{\"a}tzen K2SO4 und Na2SO4 wird sowohl durch eine verbesserte Keimbildung als auch durch einen Anstieg der Kristallwachstumsgeschwindigkeit verursacht. W{\"a}hrend Alkalisulfate die Dihydratkeimbildung beg{\"u}nstigen, wird diese bei Zugabe von KCl und NaCl verz{\"o}gert. Ein Beschleunigungseffekt setzt erst sp{\"a}ter in der Phase des Kristallwachstums ein. Die Wirkung der zugegebenen Ionen l{\"a}sst sich entsprechend der Hofmeister-Serie einordnen. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit pr{\"a}sentiert eine systematische Betrachtung der Wirkungsweise dreier Fließmittelgruppen im Calciumsulfatsystem (Polykondensat, Polycarboxylatether, Kammpolymer mit Phosphatgruppen). Untersuchungen zur Verfl{\"u}ssigungswirkung der Fließmittel zeigen, dass diese in der Reihenfolge Polykondensat < Polycarboxylatether < Kammpolymer mit Phosphatgruppen zunimmt. Eine direkte Korrelation zwischen Verfl{\"u}ssigungswirkung und Adsorptionsneigung besteht nicht. Neben den gew{\"u}nschten Effekten weisen Fließmittel h{\"a}ufig auch eine Verz{\"o}gerung der Hydratation des Bindemittels als unerw{\"u}nschte Nebenwirkung auf. Urs{\"a}chlich f{\"u}r diese fließmittelinduzierte Verz{\"o}gerung ist eine Behinderung der Keimbildung und des Kristallwachstums. Untersuchungen zur Aufl{\"o}sung von Calciumsulfathalbhydrat zeigen eine Behinderung des Aufl{\"o}sungsprozesses in Anwesenheit der Fließmittel. Die Ergebnisse lassen eine partielle Belegung der Halbhydratoberfl{\"a}chen mit Fließmittelmolek{\"u}len vermuten. Die ver{\"a}nderte Morphologie der Dihydratkristalle verweist auf eine selektive Belegung der Dihydratoberfl{\"a}chen mit Fließmittelmolek{\"u}len.}, subject = {Calciumsulfat}, language = {de} } @phdthesis{Riesel, author = {Riesel, Tobias}, title = {Analyse des Querkrafttragverhaltens bewehrter Bauteile aus Porenbeton mit den Methoden der mathematischen Optimierung}, publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar Universit{\"a}tsverlag}, address = {Weimar}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1835}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130128-18351}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {178}, abstract = {Im Rahmen der Arbeit wird das Querkrafttragverhalten bewehrter Bauteile aus Porenbeton untersucht. Die vorherrschende Beschreibung des inneren Kr{\"a}ftezustandes basiert auf der Modellvorstellung eines Fachwerks oder Sprengwerks mit Stahlzugstreben und Betondruckstreben. Ziel ist die Entwicklung eines alternativen Verfahrens zur Ermittlung des inneren Kr{\"a}ftezustandes. Ausgehend vom Prinzip des Minimums des elastischen Gesamtpotentials wird eine Extremalaufgabe f{\"u}r das mechanische Problem formuliert. Die numerische Umsetzung basiert auf der {\"U}berf{\"u}hrung der Extremalaufgabe in eine nichtlineare Optimierungsaufgabe. Diese l{\"a}sst sich mit Standardsoftware l{\"o}sen. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das grundlegende Verfahren unabh{\"a}ngig vom verwendeten Materialmodell ist. Nichtlineare Spannungs-Dehnungs-Beziehungen oder die Ber{\"u}cksichtigung der Rissbildung erfordern keine Anpassung des Berechnungsalgorithmus. Bewehrte Porenbetonbauteile besitzen im Hinblick auf das Trag- und Verformungsverhalten einige Besonderheiten. Berechnungsans{\"a}tze f{\"u}r Stahlbetonelemente lassen sich nicht ohne entsprechende Modifikationen {\"u}bertragen lassen. Die Bewehrung wird aus glatten St{\"a}ben hergestellt, so dass nach der Herstellung nur ein Haftverbund wirksam ist. Dieser kann {\"u}ber die Lebensdauer teilweise oder vollst{\"a}ndig versagen. Die Kraft{\"u}bertragung zwischen den Verbundelementen muss durch entsprechende Kopplungselemente (z.B. Querst{\"a}be, B{\"u}gel, Endwinkel) sichergestellt werden. Der Bewehrungskorb ist im Porenbeton gebettet. Aufgrund der relativ niedrigen Festigkeit bzw. Steifigkeit des Porenbetons und des teilweise unwirksamen Verbundes treten Relativverschiebungen zwischen beiden Verbundmaterialien auf. Hier sind die Ursachen daf{\"u}r zu finden, dass die Beanspruchung der Querkraftbewehrung viel geringer ist als bei vergleichbaren Stahlbetonbalken. Der Querkraftbewehrungsgrad erlaubt keine R{\"u}ckschl{\"u}sse auf den Querkraftwiderstand. Das zentrale Anliegen der Arbeit ist die Implementierung nichtlinearer Materialans{\"a}tze, der Rissbildung des Porenbetons sowie der porenbetonspezifischen Besonderheiten verschieblicher Verbund, diskrete Verankerung der Bewehrung und Relativverschiebungen zwischen Porenbeton und Bewehrung) in das Berechnungsmodell. Die Leistungsf{\"a}higkeit des entwickelten Berechnungsmodells wird anhand von Beispielen demonstriert. Die Kr{\"a}fte in der Bewehrung sowie das Tragwerksverhalten werden realit{\"a}tsnah bestimmt.}, subject = {Querkraft}, language = {de} } @phdthesis{Posern, author = {Posern, Konrad}, title = {Untersuchungen von Magnesiumsulfat-Hydraten und Sulfat/Chlorid-Mischungen f{\"u}r die Eignung als Aktivstoff in Kompositmaterialien f{\"u}r die thermochemische W{\"a}rmespeicherung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1678}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20120704-16784}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {105}, abstract = {Die thermochemische W{\"a}rmespeicherung {\"u}ber reversible Salzhydratation stellt einen aussichtsreichen Weg zur Speicherung von Niedertemperaturw{\"a}rme, wie z.B. solarer Energie, dar. Untersuchungen an Magnesiumsulfat-Hydraten zeigen, dass das bei 130°C entw{\"a}sserte Magnesiumsulfat-Heptahydrat seinen thermodynamisch stabilen Endzustand w{\"a}hrend der Reaktion mit gasf{\"o}rmigem Wasser nicht wieder erreicht. Um diese kinetische Hemmung zu {\"u}berwinden und den Einfluss von unterschiedlichen Porenr{\"a}umen auf die Hydratation bzw. Sorption des Magnesiumsulfates zu charakterisieren, wurde das Magnesiumsulfat in Tr{\"a}germaterialien auf Basis offenporiger Gl{\"a}ser mit durchschnittlichen Porendurchmessern von 4 nm bis 1,4 µm eingebracht und diese Kompositmaterialien untersucht. Dabei ist festgestellt worden, dass jede salzbezogene Sorptionsw{\"a}rme im Porenraum h{\"o}her ist, als die des ungetr{\"a}gerten Salzes und mit kleiner werdendem Porenradius weiter zunimmt. Weiterhin wurden Teile des Magnesiumsulfates mit niedrig deliqueszierenden Salzen substituiert, um die Wasseraufnahme und somit die W{\"a}rmespeicherkapazit{\"a}t zu erh{\"o}hen. Dies stellt einen neuen Weg zur Herstellung von Kompositmaterialien dar, {\"u}ber den man Eigenschaften wie Deliqueszenzfeuchte und Desorptionstemperatur einstellen und an die Sorptionsbedingungen eines Speichers anpassen kann. Als niedrig deliqueszierende Salze wurden Magnesiumchlorid und Lithiumchlorid als Zus{\"a}tze untersucht, wobei ein Ansteigen der Sorptionsw{\"a}rme und Wasseraufnahme mit steigendem Chloridanteil festgestellt wurde. Aufgrund der geringeren Deliqueszenzfeuchte des Lithiumchlorides gegen{\"u}ber dem Magnesiumchlorid wurden bei gleichen Massenverh{\"a}ltnissen h{\"o}here Sorptionsw{\"a}rmen erzielt. Untersuchungen zu Zinksulfat in Verbindung mit Chloriden bescheinigen diesem Salz -speziell bei tieferen Entw{\"a}sserungstemperaturen- eine gute Eignung als Aktivstoff zur W{\"a}rmespeicherung. Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass sich die W{\"a}rmespeicherkapazit{\"a}ten {\"u}ber die Porengr{\"o}ße, in die das Salz eingebracht wird, und die gew{\"a}hlte Mischungszusammensetzung steuern lassen. Die gemessenen Sorptionsw{\"a}rmen erm{\"o}glichen insbesondere bei niedrigen Sorptionstemperaturen und hohen Luftfeuchtigkeiten den Schluss, dass die Verwendung von Salzmischungen als Aktivkomponente in Kompositmaterialien einen geeigneten Weg zur thermochemischen Speicherung solarer W{\"a}rme (≤130 °C) darstellt.}, subject = {Thermische Energiespeicherung}, language = {de} } @phdthesis{Keitel, author = {Keitel, Holger}, title = {Bewertungsmethoden f{\"u}r die Prognosequalit{\"a}t von Kriechmodellen des Betons}, publisher = {Verlag der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, address = {Weimar}, isbn = {978-3-86068-466-5}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1556}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20120207-15569}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {390}, abstract = {Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Methoden, mit denen die Prognosequalit{\"a}t von Kriechmodellen des Betons bestimmt werden kann. Die Methoden werden in zwei Ausgangsszenarien unterschieden: die Bewertung ohne und die Bewertung mit Verwendung von spezifischen Versuchsdaten zum Kriechverhalten des Betons. Die Modellqualit{\"a}t wird anhand der Gesamtunsicherheit der prognostizierten Kriechnachgiebigkeit quantifiziert. Die Unsicherheit wird f{\"u}r die Kriechprognose ohne Versuchsdaten {\"u}ber eine Unsicherheitsanalyse unter Ber{\"u}cksichtigung korrelierter Eingangsparameter ermittelt. Bei der Verwendung experimenteller Daten werden die stochastischen Eigenschaften der Modellparameter mittels Bayesian Updating bestimmt. Die Bewertung erfolgt erneut basierend auf einer Unsicherheitsanalyse sowie alternativ mittels Modellselektion nach Bayes. Weiterhin wird eine auf Graphentheorie und Sensitivit{\"a}tsanalysen basierende Methode zur Bewertung von gekoppelten Partialmodellen entwickelt. Damit wird der Einfluss eines Partialmodells auf das Verhalten einer globalen Tragstruktur quantifiziert, Interaktionen von Partialmodellen festgestellt und ein Maß f{\"u}r die Qualit{\"a}t eines Gesamtmodells ermittelt.}, subject = {Kriechen}, language = {de} } @masterthesis{Marwitz2011, type = {Bachelor Thesis}, author = {Marwitz, Simon Jakob}, title = {Untersuchungen zur optimalen Sensorpositionierung bei der experimentellen Modalanalyse}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1531}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20120128-15311}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {70}, year = {2011}, abstract = {Experimentelle Untersuchung eines Verfahrens zur optimalen Positionierung von Referenzsensoren bei der experimentellen Modalanalyse mit output-only Methoden nach Brehm (2011). Untersuchung des Einflusses der Referenzsensorpositionierung, -anzahl und der Positionierung der wandernden Sensoren unter Anwendung des Stochastic-Subspace-Verfahrens zur Auswertung der output-only Messdaten.}, subject = {Modalanalyse}, language = {de} } @article{Koenig2011, author = {K{\"o}nig, Reinhard}, title = {Generierung von Grundriss-Layouts mittels hybrider Evolutions-Strategie}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.806}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110414-15425}, year = {2011}, abstract = {Der vorliegende Text beschreibt ein computerbasiertes Verfahren zur L{\"o}sung von Layout-problemen in Architektur und St{\"a}dtebau, welches mit m{\"o}glichst wenig Problemwissen auskommt und schnell brauchbare Ergebnisse liefert, die durch schrittweises Hinzuf{\"u}gen von Problemwissen interaktiv weiter ausgearbeitet werden k{\"o}nnen. F{\"u}r das generative Verfahren wurde eine Evolutions-Strategie verwendet, die mit Mechanismen zur Kollisionserkennung und virtuellen Federn zu einem hybriden Algorithmus kombiniert wurde. Dieser dient erstens der L{\"o}sung des Problems der Dichten Packung von Rechtecken sowie zweitens der Herstellung bestimmter topologischer Beziehungen zwischen diesen Rechtecken. Die Bearbeitung beider Probleme wird durch schrittweise Erweiterung grundlegender Verfahren untersucht, wobei die einzelnen Schritte anhand von Performancetests miteinander verglichen werden. Am Ende wird ein iterativer Algorithmus vorgestellt, der einerseits optimale L{\"o}sungen garantiert und andererseits diese L{\"o}sungen in einer f{\"u}r eine akzeptable Nutzerinteraktion ausreichenden Geschwindigkeit generiert.}, subject = {CAD}, language = {de} } @unpublished{KoenigMueller2011, author = {K{\"o}nig, Reinhard and M{\"u}ller, Daniela}, title = {Cellular-Automata-Based Simulation of the Settlement Development in Vienna}, isbn = {978-953-307-230-2}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1450}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110415-15449}, year = {2011}, abstract = {The motivation to deal with the topic simulation of the settlement development in a city in the past 120 years has been to acquire general methods for the analysis and simulation of settlement development processes on the one hand and to verify these methods on the example of the real development of the city of Vienna on the other hand. We follow the assumption that the underlying processes of the urban development can be reduced to various pronounced but always the same hidden driving forces. The objective is to validate the simulation model by the real settlement development and to provide a solid base for the simulation of possible development scenarios of the city of Vienna. The basis for the validation are digital cellular processed and statistical analysed data of the development of the technical infrastructure, the public transportation systems and the population density in Vienna between 1888 and 2001. The simulation method is based on the technique of Cellular Automata (CA) that permits the simulation of the interaction between a potential field and the development of individual areas. This modelling technique is well known as "reaction diffusion" or "dialectic breakdown". The CA serves as representation of the examined space and divides this space into individual cells. Each of these cells can save certain information (population density, infrastructure facility, development quality) and exchange them locally with the neighbouring cells. The used model parameters permit the simulation of different spread patterns und spread speeds of a settlement structure. From the results methodological, structural, spatial and temporal regularities of urban development processes are derived.}, subject = {Computersimulation}, language = {en} } @inproceedings{OPUS4-1470, title = {SYSWELD Forum 2011}, editor = {Hildebrand, J{\"o}rg}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1470}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111213-15694}, year = {2011}, abstract = {Am 25. und 26. Oktober 2011 trafen sich an der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar 70 nationale und internationale Fachleute aus Forschung und Praxis, um sich im Rahmen des vierten SYSWELD Forums {\"u}ber aktuelle Entwicklungen der numerischen Simulation auf dem Gebiet der W{\"a}rmebehandlung und des Schweißens auszutauschen. Die numerische Simulation im Bereich des Schweißens und der W{\"a}rmebehandlung hat sich in den letzten Jahren beachtlich weiterentwickelt und bietet ein zukunftsweisendes und innovatives Arbeitsfeld f{\"u}r Ingenieure.}, subject = {Schweißen}, language = {de} } @phdthesis{Tauscher2011, author = {Tauscher, Eike}, title = {Vom Bauwerksinformationsmodell zur Terminplanung - Ein Modell zur Generierung von Bauablaufpl{\"a}nen}, isbn = {978-3-86068-452-8}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1466}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110927-15572}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2011}, abstract = {Die effiziente und zielgerichtete Ausf{\"u}hrung von Bauvorhaben wird in hohem Maße von der zugrunde liegenden Bauablaufplanung beeinflusst. Dabei ist unter Verwendung herk{\"o}mmlicher Methoden und Modelle die Planung des Bauablaufs ein zumeist aufw{\"a}ndiger und fehlertr{\"a}chtiger Prozess. Am Ende der gegenw{\"a}rtig {\"u}blichen Vorgehensweise f{\"u}r die Planung eines Bauablaufs erfolgt lediglich die Dokumentation des Endergebnisses. M{\"o}gliche Ablaufalternativen, die im Verlauf der Planung betrachtet wurden, sind im resultierenden Bauablaufplan nicht enthalten und gehen verloren. Eine formale Kontrolle des geplanten Bauablaufs hinsichtlich seiner Vollst{\"a}ndigkeit ist nur begrenzt m{\"o}glich, da beispielsweise existierende Methoden der 4D-Visualisierung derzeit nicht ausreichend in den Prozess der Planung von Bauabl{\"a}ufen integriert sind. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines neuen Modells f{\"u}r die Unterst{\"u}tzung der Bauablaufplanung. Daf{\"u}r wird der gr{\"o}ßtenteils manuelle Vorgang der Bauablaufplanung auf Basis verf{\"u}gbarer Bauwerksinformationsmodelle (BIM) weitestgehend automatisiert und die Methodik der 4D-Animation in den Prozess der Bauablaufplanung integriert. Ausgehend von in einer Erfahrungsdatenbank gespeicherten Informationen werden auf Basis einer {\"A}hnlichkeitsermittlung Bauteilen des betrachteten BIM geeignete Vorg{\"a}nge zugeordnet und mittels Algorithmen der Graphentheorie ein Workflowgraph aller m{\"o}g\-lichen Bauablaufvarianten generiert. Aufgrund der vorgenommenen Kopplung des Bauablaufplans mit Bauteilen eines BIM und der visuellen Darstellung des Bauablaufs kann vom Planer im Rahmen der Modellierungsgenauigkeit des BIM auf die Vollst{\"a}ndigkeit des Bauablaufplans geschlossen werden. Dies erm{\"o}glicht dem Anwender ein hohes Maß an Kontrolle des geplanten Bauablaufs bereits innerhalb der Planungsphase. Weiterhin unterst{\"u}tzt das entwickelte Modell die Integration von Ablaufvarianten, was deren Gegen{\"u}berstellung erm{\"o}glicht und die Wiederverwendbarkeit bereits geplanter Bauabl{\"a}ufe durch eine entsprechend ausgerichtete Abbildung des Modells. Die Anwendbarkeit des erarbeiteten Modells wird anhand einer prototypischen Implementierung nachgewiesen und anhand eines Praxisbeispiels verifiziert.}, subject = {Terminplanung}, language = {de} } @phdthesis{Hegewald2011, author = {Hegewald, Antje}, title = {Strategische Handlungsempfehlungen f{\"u}r die technische Bewirtschaftung von Wohnungsbest{\"a}nden}, isbn = {978-3-86068-460-3}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1475}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111216-14759}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2011}, abstract = {Das Bauen im Bestand ist ein wichtiges, aber vergleichsweise noch wenig erforschtes Wissenschaftsfeld. Die Konzentration auf das Bauen im Bestand im Wohnungsbau f{\"u}hrte in den bautechnischen Abteilungen von Wohnungsunternehmen zu einem strategischen Wandel. Die Betreuung der Bestandsmaßnahmen ist zum wichtigsten Aufgabenfeld der technischen Bewirtschaftung geworden. Bestandsmaßnahmen bezeichnen die Baumaßnahmen, die die Wohnobjekte (Wohngeb{\"a}ude, Außenanlagen) und ihre Elemente erhalten oder ver{\"a}ndern. Basis f{\"u}r eine rationale und kosteneffiziente technische Bewirtschaftung der Wohnungsbest{\"a}nde sind Kenntnisse der charakteristischen Eigenschaften der Bestandsmaßnahmen und ihrer Abh{\"a}ngigkeiten. Die bisherigen empirischen Untersuchungen zu Bestandsmaßnahmen weisen forschungsmethodische und inhaltliche Defizite auf. Der Erkenntnisgewinn ist so noch nicht f{\"u}r die professionelle und kosteneffiziente technische Bewirtschaftung der Wohnungsbest{\"a}nde umsetzbar. Ziel der Arbeit ist es, strategische Handlungsempfehlungen f{\"u}r die rationale und kostenoptimierte Auswahl von Bestandsmaßnahmen in Wohnungsunternehmen zu entwickeln und zu bewerten. Darauf aufbauend soll ein Konzept f{\"u}r eine objektiv begr{\"u}ndete Auswahl von Bestandsmaßnahmen entworfen werden. Die Arbeit basiert auf der empirischen Untersuchung von Bestandsmaßnahmen. Die Maßnahmen wurden am Beispiel eines unternehmensstrategisch interessanten Wohnungsunternehmens und eines statistisch gesehen typischen Wohnungsbestandes betrachtet. Es wurden circa 3000 Maßnahmen {\"u}ber einen Zeitraum von f{\"u}nf Jahren untersucht. Die Maßnahme- und Kostenverteilungen der Bestandsmaßnahmen werden in Abh{\"a}ngigkeit vom Baualter und von unternehmensstrategischen Einflussfaktoren charakterisiert. Mit diesen Erkenntnissen werden strategische Handlungsempfehlungen zur Erf{\"u}llung der Pflichten der technischen Bewirtschaftung sowie der Gew{\"a}hrleistung eines Investitionsminimums abgeleitet. Die Handlungsempfehlungen dienen der Ermittlung von Kostensenkungspotentialen und der Berechnung des Investitionsminimums der technischen Bewirtschaftung. Sie werden in ein Konzept zur objektivierten und systematischen Auswahl der Maßnahmen eingebunden.}, subject = {Bauen im Bestand}, language = {de} } @inproceedings{BargstaedtAilland2011, author = {Bargst{\"a}dt, Hans-Joachim and Ailland, Karin}, title = {CONVR 2011 : Proceedings of the 11th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality}, isbn = {978-3-86068-458-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1468}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111102-15603}, year = {2011}, abstract = {Proceedings of the 11th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality}, subject = {Plant Simulation }, language = {en} } @misc{Klima2011, type = {Master Thesis}, author = {Klima, Sebastian}, title = {Anwendungsm{\"o}glichkeiten der Werkzeuge der Lean Construction in der Ablaufplanung im Fassadenbau}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1457}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110816-15531}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2011}, abstract = {Trotz Mechanisierung und Vorfertigung ist die Bauproduktion stark handwerklich gepr{\"a}gt. Zu dem sind Baustellen in der Regel komplexe und einmalige Produktionsst{\"a}tten f{\"u}r Einzelobjekte. Sie sind h{\"a}ufig witterungsabh{\"a}ngig, was die Planbarkeit des Herstellungsprozesses beeintr{\"a}chtigt. Zu dem unterscheiden sich die jeweiligen {\"o}rtlichen Bedingungen stark voneinander. St{\"a}ndig wechselndes Personal und Nachunternehmer aus verschiedenen L{\"a}ndern mit unter-schiedlichen Erfahrungen und Qualifikationen sowie andere Ger{\"a}te, Herstellungsmethoden und Baustoffe stellen sehr komplexe Anforderungen an die Baubeteiligten. Außerdem gelten in Deutschland hohe Qualit{\"a}tsanforderungen und komplizierte Vorschriften, die den Aufwand f{\"u}r die Bauleitung deutlich erh{\"o}hen. Die Bauindustrie hat sich aus der Kombination verschiedener Berufe entwickelt und leidet deshalb bis heute unter einer arbeitsteiligen Gliederung. Dies hat zur Folge, dass gegenw{\"a}rtige Ressourcen nur mangelhaft ausgenutzt werden. Besonders bei den Schnittstellen zwischen den einzelnen Gewerken besteht enormes Potential, da die Abl{\"a}ufe und {\"U}berg{\"a}nge zwischen den einzelnen Gewerken meist nicht richtig funktionieren. Hinzu kommen Lieferprobleme sowie zum Teil gegens{\"a}tzliche Ziele der am Bau Beteiligten, welche die Arbeit erschweren und das Resultat beeintr{\"a}chtigen. Dies hat zur Folge, dass die tats{\"a}chliche, produktive Arbeitsleistung im Verh{\"a}ltnis zur gesamten Arbeitszeit zu gering ausf{\"a}llt. Seit Mitte der neunziger Jahre versuchen, vor allem amerikanische Bauingenieure und Ma-nagementfachleute, wissenschaftlich einzelne Gestaltungsprinzipien und Methoden der Lean Production (LP) aus der station{\"a}ren Industrie auf das Bauwesen zu {\"u}bertragen und bran-chenspezifisch weiterzuentwickeln. Dabei werden haupts{\"a}chlich Werkzeuge und Methoden des Toyota Produktionssystems (TPS) und der LP verwendet um eine Steigerung der Produktivit{\"a}t und Stabilisierung der Bauabl{\"a}ufe zu erreichen. Dieser Managementansatz zur Gestaltung der Baustellenproduktion wird als Lean Construction (LC) bezeichnet.}, subject = {Ablaufplanung}, language = {de} } @phdthesis{Brehm2011, author = {Brehm, Maik}, title = {Vibration-based model updating: Reduction and quantification of uncertainties}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1465}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110926-15553}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2011}, abstract = {Numerical models and their combination with advanced solution strategies are standard tools for many engineering disciplines to design or redesign structures and to optimize designs with the purpose to improve specific requirements. As the successful application of numerical models depends on their suitability to represent the behavior related to the intended use, they should be validated by experimentally obtained results. If the discrepancy between numerically derived and experimentally obtained results is not acceptable, a model revision or a revision of the experiment need to be considered. Model revision is divided into two classes, the model updating and the basic revision of the numerical model. The presented thesis is related to a special branch of model updating, the vibration-based model updating. Vibration-based model updating is a tool to improve the correlation of the numerical model by adjusting uncertain model input parameters by means of results extracted from vibration tests. Evidently, uncertainties related to the experiment, the numerical model, or the applied numerical solving strategies can influence the correctness of the identified model input parameters. The reduction of uncertainties for two critical problems and the quantification of uncertainties related to the investigation of several nominally identical structures are the main emphases of this thesis. First, the reduction of uncertainties by optimizing reference sensor positions is considered. The presented approach relies on predicted power spectral amplitudes and an initial finite element model as a basis to define the assessment criterion for predefined sensor positions. In combination with geometry-based design variables, which represent the sensor positions, genetic and particle swarm optimization algorithms are applied. The applicability of the proposed approach is demonstrated on a numerical benchmark study of a simply supported beam and a case study of a real test specimen. Furthermore, the theory of determining the predicted power spectral amplitudes is validated with results from vibration tests. Second, the possibility to reduce uncertainties related to an inappropriate assignment for numerically derived and experimentally obtained modes is investigated. In the context of vibration-based model updating, the correct pairing is essential. The most common criterion for indicating corresponding mode shapes is the modal assurance criterion. Unfortunately, this criterion fails in certain cases and is not reliable for automatic approaches. Hence, an alternative criterion, the energy-based modal assurance criterion, is proposed. This criterion combines the mathematical characteristic of orthogonality with the physical properties of the structure by modal strain energies. A numerical example and a case study with experimental data are presented to show the advantages of the proposed energy-based modal assurance criterion in comparison to the traditional modal assurance criterion. Third, the application of optimization strategies combined with information theory based objective functions is analyzed for the purpose of stochastic model updating. This approach serves as an alternative to the common sensitivity-based stochastic model updating strategies. Their success depends strongly on the defined initial model input parameters. In contrast, approaches based on optimization strategies can be more flexible. It can be demonstrated, that the investigated nature inspired optimization strategies in combination with Bhattacharyya distance and Kullback-Leibler divergence are appropriate. The obtained accuracies and the respective computational effort are comparable with sensitivity-based stochastic model updating strategies. The application of model updating procedures to improve the quality and suitability of a numerical model is always related to additional costs. The presented innovative approaches will contribute to reduce and quantify uncertainties within a vibration-based model updating process. Therefore, the increased benefit can compensate the additional effort, which is necessary to apply model updating procedures.}, subject = {Dynamik}, language = {en} } @misc{Kraus2011, type = {Master Thesis}, author = {Kraus, Michael}, title = {Einfluss von Leistungs-Ultraschall auf die Fließeigenschaften und fr{\"u}he Hydratation von Portland-Zementleim}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1393}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20111115-15654}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2011}, abstract = {Die Verbesserung der Verarbeitbarkeitseigenschaften zementgebundener Systeme ist eines der wichtigsten Ziele der Baustoffforschung. In dieser Diplomarbeit werden die Ergebnisse von Grundlagenuntersuchungen dokumentiert wie durch den Einfluss von Leistungs-Ultraschall in frisch hergestellten Portland-Zementleim eine Vielzahl der verarbeitungstechnisch relevanten Faktoren wie Luftgehalt, Fließf{\"a}higkeit oder Erstarrungsverhalten positiv beeinflusst werden k{\"o}nnen. Dar{\"u}ber hinaus werden M{\"o}glichkeiten aufgezeigt wie durch eine Beschallung der Bindemittelsuspension verfl{\"u}ssigende Zusatzmittel in signifikanten Mengen eingespart und die Pumpbarkeit von Hochleistungsbeton deutlich verbessert werden k{\"o}nnen.}, subject = {Rheologie}, language = {de} } @article{SchneiderBraunesThurowetal.2011, author = {Schneider, Sven and Braunes, J{\"o}rg and Thurow, Torsten and K{\"o}nig, Reinhard and Tonn, Christian}, title = {Entwerfen Versionieren: Probleme und L{\"o}sungsans{\"a}tze f{\"u}r die Organisation verteilter Entwurfsprozesse}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.807}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110414-15439}, year = {2011}, abstract = {Entwerfen ist ein komplexer Vorgang. Soll dieser Vorgang nicht allein, sondern r{\"a}umlich verteilt mit mehreren Beteiligten gemeinsam stattfinden, so sind digitale Werkzeuge zur Unterst{\"u}tzung dieses Prozesses unumg{\"a}nglich. Die Verwendung von Werkzeugen f{\"u}r Ent-wurfsprozesse bedeutet jedoch immer auch eine Manipulation des zu unterst{\"u}tzenden Prozesses selbst. Im Falle von Werkzeugen zur Unterst{\"u}tzung der Kollaboration mehrerer Beteiligter stellen die implementierten Koordinationsmechanismen solche prozessbeeinflussenden Faktoren dar. Damit diese Mechanismen, entsprechend der Charakteristika kreativer Prozesse, so flexibel wie m{\"o}glich gestaltet werden k{\"o}nnen, liegt die Anforderung auf technischer Ebene darin, ein geeignetes Konzept f{\"u}r eine nachvollziehbare Speicherung (Versionierung) der stattfindenden Entwurfshandlungen zu schaffen. Der vorliegende Artikel besch{\"a}ftigt sich mit dem Thema der Entwurfsversionierung in computergest{\"u}tzten kollaborativen Arbeitsumgebungen. Vor dem Hintergrund, dass die Versionierung den kreativen Entwurfsprozess m{\"o}glichst wenig manipulieren soll, werden technische sowie konzeptionelle Probleme der diskutiert und L{\"o}sungsans{\"a}tze f{\"u}r diese vorgestellt.}, subject = {CAD}, language = {de} } @misc{Rahm2011, type = {Master Thesis}, author = {Rahm, Tobias}, title = {Simulation von Kernprozessen eines Erddruckschildes}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1461}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110909-15599}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2011}, abstract = {In dieser Arbeit wird der Vortriebsprozess einer Erddruckschildmaschine in einem Simulationsmodell mit Hilfe der System Dynamics modelliert. Nach einer Einf{\"u}hrung in den maschinellen Tunnelbau werden die Besonderheiten der Erddruckschildmaschine herausgestellt. Anschließend wird das betrachtete System mit dem Simulationskonzept der System Dynamics modelliert und in einem geeigneten Simulationstool implementiert.}, subject = {Simulation}, language = {de} } @article{Koenig2011, author = {K{\"o}nig, Reinhard}, title = {Generating urban structures: A method for urban planning supported by multi-agent systems and cellular automata}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1448}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:101:1-201105183228}, year = {2011}, abstract = {This work is based on the concept that the structure of a city can be defined by six basic urban patterns. To enable more complex urban planning as a long-term objective I have developed a simulation method for generating these basic patterns and for combining them to form various structures. The generative process starts with the two-dimensional organisation of streets followed by the parceling of the remaining areas. An agent-based diffusion-contact model is the basis of these first two steps. Then, with the help of cellular automata, the sites for building on are defined and a three-dimensional building structure is derived. I illustrate the proposed method by showing how it can be applied to generate possible structures for an urban area in the city of Munich.}, subject = {CAD}, language = {en} } @phdthesis{Semar2010, author = {Semar, Olivier}, title = {Anwendung der Perkolationstheorie zur Analyse des suffosiven Partikeltransportes}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1438}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20101124-15252}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der geometrischen Suffosionsbest{\"a}ndigkeit von Erdstoffen. Mit dem wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatz der Perkolationstheorie wurde ein analytisches Verfahren gew{\"a}hlt, mit dem suffosive Materialtransportprozesse modelliert und quantifiziert werden k{\"o}nnen. Mit dem verwendeten Perkolationsmodell wurde eine beliebige Porenstruktur eines realen Erdstoffes im 3-Dimensionalen modelliert. M{\"o}gliche Materialtransportprozesse innerhalb der modellierten Porenstruktur wurden anschließend simuliert. Allgemein g{\"u}ltige Gesetzm{\"a}ßigkeiten wurden hergeleitet und Grenzbedingungen formuliert. Diese sind vom Erdstoff unabh{\"a}ngig und beschreiben Zusammenh{\"a}nge zwischen Materialtransport und Porenstruktur. Anwendbar sind diese Ergebnisse auf homogene, isotrope und selbst{\"a}hnliche Erdstoffgef{\"u}ge. Aussagen {\"u}ber konkrete Erdstoffe k{\"o}nnen {\"u}ber die Transformationsmethode erfolgen. F{\"u}r die Verwendung der Transformationsmethode ist vorab die relevante Porenstruktur, d. h. die Porenengstellenverteilung, zu ermitteln.}, subject = {Perkolationstheorie}, language = {de} } @phdthesis{FrankJungbecker2010, author = {Frank-Jungbecker, Andrea}, title = {Verkehrsmengenrisiko bei PPP-Projekten im Straßensektor - Determinanten effizienter Risikoallokation}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1357}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110616-15461}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Trotz weltweit umfangreichen Erfahrungen mit Public Private Partnership Projekten im Straßensektor bleibt der Umgang mit dem Verkehrsmengenrisiko f{\"u}r die Projektbeteiligten eine Herausforderung. Die Arbeit widmet sich daher der wesentlichen Fragestellung nach einer effizienten Allokation dieses Risikos, dem nicht weniger Bedeutung zukommt als f{\"u}r den gesamtwirtschaftlichen Erfolg eines Straßenkonzessionsprojektes eine entscheidende Rolle zu spielen. Untersucht werden zun{\"a}chst die Charakteristika des Verkehrsmengenrisikos mit seinen umf{\"a}nglichen Einflussfaktoren. Anschließend werden die in der Praxis zur Anwendung kommenden Vertragsmodelle zur Bewirtschaftung von Straßeninfrastruktur dargestellt und analysiert, wie in den einzelnen Modellen Verkehrsmengenrisiko auf die verschiedenen Vertragspartner verteilt wird. Auf Basis dieser Grundlagen wird ein kriteriengest{\"u}tzter Analyserahmen entwickelt, der die Effizienz unterschiedlicher Risikoallokationen zwischen den Vertragspartner bewertet. Dabei werden einerseits die effizienzbeeinflussenden Eigenschaften der potentiellen Risikotr{\"a}ger eines PPP-Projektes ber{\"u}cksichtigt als auch die die effizienzbeeinflussenden Wirkungen der unterschiedlichen Vertragsmodelle. Aus den Erkenntnissen dieser Analyse werden letztlich Handlungs- und Gestaltungsempfehlungen zum Umgang mit dem Verkehrsmengenrisiko abgeleitet.}, subject = {Public Private Partnership}, language = {de} } @phdthesis{Alabdullah2010, author = {Alabdullah, Jamal}, title = {Testing Unsaturated Soil for Plane Strain Conditions : A New Double-Wall Biaxial Device}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1418}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100628-15056}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {In der vorliegenden Dissertation wird durch den Autor ein neuer, einzigartiger biaxialer Versuchsstand f{\"u}r die Untersuchung unges{\"a}ttigter B{\"o}den entwickelt und die an Proben von unges{\"a}ttigtem Sand gewonnenen Versuchsergebnisse vorgestellt. Im Wesentlichen werden die Versuche an Proben von Hostun-Sand-Proben durchgef{\"u}hrt. Die Versuchsreihen umfassen die Charakterisierung (Klassifizierung) des Bodens, die Ausarbeitung von Wasserretentionskennlinien (Soil Water Characteristic Curves) und die Durchf{\"u}hrung von biaxialen Kompressionsversuchen an trockenen, ges{\"a}ttigten und unges{\"a}ttigten Proben. Desweiteren werden Modellversuche an Streifenfundamenten zur Untersuchung der Tragf{\"a}higkeit durchgef{\"u}hrt. Begr{\"u}ndet durch die Ver{\"a}nderung des Bodenverhaltens durch geringe Anteile von bindigem Material, werden zus{\"a}tzlich Versuche mit einer Mischung aus Sand und Kaolinit analysiert.}, subject = {Unges{\"a}ttigte Zone}, language = {en} } @phdthesis{Dahl2010, author = {Dahl, Alexander}, title = {Ber{\"u}cksichtigung externer Kosten bei der Ermittlung von Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren auf deutschen Autobahnen}, isbn = {978-3-86068-434-4}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1447}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110221-15343}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Seit 1969 werden f{\"u}r die Bundesrepublik kontinuierlich Berechnungen zu den Gesamtkosten des Straßenverkehrs der Bundesfernstraßen und deren Verteilung auf die Verkehrsteilnehmer durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse der Wegekostenrechnungen der Jahre 2002 und 2007 sind die Grundlage f{\"u}r die mittlerweile f{\"u}r das deutsche Autobahnnetz eingef{\"u}hrte fahrleistungsbezogene Benutzungsgeb{\"u}hr f{\"u}r Lkw mit einem zul{\"a}ssigen Gesamtgewicht von mindestens zw{\"o}lf Tonnen. Damit wird die Forderung der EU-Richtlinie 1999/62/EG umgesetzt, nach der sich die durchschnittlichen Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren an den Kosten f{\"u}r den Bau, den Betrieb und den Ausbau des betreffenden Verkehrswegenetzes orientieren sollen. Mit der EU-Richtlinie 2006/38/EG k{\"u}ndigt sich die weitere Entwicklung bei der Berechnung von Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren an. Zuk{\"u}nftig sollen auch externe Kosten in die Berechnung einfließen. Ein erster Schritt zur Ber{\"u}cksichtigung dieser externen Kosten erfolgte mit Erstellung eines Handbuchs im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes. Das Handbuch enth{\"a}lt aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen in den Mitgliedsstaaten der EU keine exakten Berechnungsvorschriften, sondern stellt verschiedene methodische Ans{\"a}tze bisher durchgef{\"u}hrter Studien zu externen Kosten vor, gibt Empfehlungen hinsichtlich der Methodenwahl und beinhaltet Sch{\"a}tzungen {\"u}ber die H{\"o}he der externen Kosten. Die im europ{\"a}ischen Raum in den vergangenen Jahren durchgef{\"u}hrten Studien zur Ermittlung externer Kosten des Verkehrs zeichnen sich durch einander {\"a}hnelnde Vorgehensweisen aus, die aber vor allem hinsichtlich der Kostenrechnungsart und der verwendeten Kostens{\"a}tze aus Sicht des Verfassers der vorliegenden Arbeit kritische Aspekte aufweisen. In der vorliegenden Dissertationsschrift wird daher eine alternative Berechnungsmethodik zur Ermittlung abschnitts-, fahrzeugklassen- und fahrleistungsbezogener externer Kosten f{\"u}r Autobahnen entwickelt und an einem ausgew{\"a}hlten Beispielnetz zur Anwendung gebracht. Dabei wird in einigen wesentlichen Punkten von der in aktuellen Studien {\"u}berwiegend gew{\"a}hlten Vorgehensweise abgewichen, um eine andere Sichtweise darzustellen. Damit tr{\"a}gt die vorliegende Arbeit substanziell zur Erweiterung des Erkenntnisstands zu Berechnungsmethoden externer Kosten des Straßenverkehrs bei. Die hier entwickelte Berechnungsmethodik ist außerdem als Grundlage f{\"u}r ein in der Praxis anwendbares Verfahren zu verstehen und zeichnet sich auch daher durch eine einfach zu handhabende {\"U}bertragbarkeit auf das gesamte Autobahnnetz Deutschlands aus. Die Abschnitte entsprechen den Teilstrecken zwischen zwei Autobahnanschlussstellen. Es wird zwischen den beiden Fahrzeugklassen "Lkw ab 12 t zul{\"a}ssigem Gesamtgewicht" und "Sonstigen Fahrzeugen" unterschieden. Obwohl momentan nur eine Benutzungsgeb{\"u}hr f{\"u}r Lkw ab 12 t zul{\"a}ssigem Gesamtgewicht erhoben wird, ist es mit der entwickelten Methodik m{\"o}glich, fahrleistungsbezogene externe Kosten f{\"u}r alle Kfz angeben zu k{\"o}nnen. Die Einbeziehung externer Nutzen wird in diesem Zusammenhang andiskutiert; der Schwerpunkt liegt allerdings auf den externen Kosten. Im Rahmen der Arbeit werden zun{\"a}chst Definitionen wesentlicher Terminologien dargestellt, soweit diese f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der sich anschließenden Diskussion und Festlegung der Grundlagen der entwickelten Berechnungsmethodik notwendig erscheinen. Diese Diskussion und Festlegung umfasst die Bereiche Kostenrechnungsart, Bewertungsverfahren zur Ermittlung des Werteger{\"u}sts, Diskontrate, zu betrachtende Kostenbereiche, Mengenger{\"u}st und Allokationsrechnung. Darauf folgend werden die betrachteten Kostenbereiche anhand vorliegender Studien und eigener {\"U}berlegungen detailliert dargestellt und das Werteger{\"u}st bestimmt. Außerdem wird die Allokationsrechnung und das f{\"u}r die Berechnung heranzuziehende Mengenger{\"u}st f{\"u}r jeden Bereich separat vorgestellt. Anschließend wird die entwickelte Berechnungsmethodik auf ein Beispielnetz (Autobahnnetz Th{\"u}ringen) angewendet. Neben der Vorstellung des Untersuchungsgebiets, der Berechnung der externen Kosten und der disaggregierten Ergebnisdarstellung wird die Einteilung des Beispielnetzes in unterschiedliche Preiskategorien auf der Grundlage der abschnittsbezogen vorliegenden Ergebnisse diskutiert, auf deren Basis die externen Kosten {\"u}ber Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren internalisiert werden k{\"o}nnten. Im Rahmen einer Sensitivit{\"a}tsanalyse werden einzelne Annahmen der Berechnungsmethodik bzw. Kostens{\"a}tze des Werteger{\"u}sts variiert. Die Auswirkungen dieser Variationen werden wiederum am Beispielnetz, f{\"u}r das erneute Kostenberechnungen vorgenommen werden, dargelegt. Abschließend werden offen gebliebene Fragestellungen und Empfehlungen f{\"u}r weitere Untersuchungen benannt.}, subject = {Soziale Kosten}, language = {de} } @misc{Schreiber2010, type = {Master Thesis}, author = {Schreiber, Thomas}, title = {Vergleichende Analyse zur Ermittlung der Potenzialverteilung beim Nachweis des Hydraulischen Grundbruchs in tiefen Baugruben}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1434}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100929-15216}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der vergleichenden Analyse unterschiedlicher Berechnungsans{\"a}tze zum hydraulischen Grundbruch. Diese wurden zun{\"a}chst analysiert, an Beispielberechnungen angewandt und schließlich miteinander verglichen. Weiterhin wurde der Einfluss verschiedener Randbedingungen, allem voran der Baugrubenbreite, auf die Sicherheit gegen einen hydraulischen Grundbruch untersucht. Es werden Empfehlungen zur Anwendbarkeit verschiedener N{\"a}herungsans{\"a}tze bei Vorhandensein bestimmter Einflussfaktoren gegeben.}, subject = {Hydraulischer Grundbruch}, language = {de} } @inproceedings{Bargstaedt2010, author = {Bargst{\"a}dt, Hans-Joachim}, title = {Tag des Baubetriebs 2010 - Tagungsbeitr{\"a}ge "Modellierung von Prozessen zur Fertigung von Unikaten" : Forschungsworkshop zur Simulation von Bauprozessen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1420}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100628-15065}, year = {2010}, abstract = {Am 25. M{\"a}rz 2010 veranstaltete die Professur Baubetrieb und Bauverfahren im Rahmen der j{\"a}hrlich stattfindenden baubetrieblichen Tagungsreihe gemeinsam mit der Arbeitsgruppe „Unikatprozesse" in der Fachgruppe „Simulation in Produktion und Logistik" (SPL) im Rahmen der Arbeitsgemeinschaft Simulation - ASIM einen ganzt{\"a}gigen Workshop mit dem Titel: „Modellierung von Prozessen zur Fertigung von Unikaten". Viele Bauprozesse sind dadurch gekennzeichnet, dass sie Unikatcharakter besitzen. Unikate sind durch prototypische Einmaligkeit, Individualit{\"a}t, vielf{\"a}ltige Randbedingungen, einen geringen Grad an Standardisierung und Wiederholungen gekennzeichnet. Das erschwert die realit{\"a}tsnahe Modellierung zur Simulation sogenannter Unikatprozesse. Dieser Besonderheit widmet sich die {\"u}berwiegende Zahl der Tagungsbeitr{\"a}ge, die in diesem Band widergegeben sind.}, subject = {Weimar / Bauhaus-Universit{\"a}t / Professur Baubetrieb und Bauverfahren}, language = {de} } @phdthesis{Eberhardt2010, author = {Eberhardt, Arnd Bernd}, title = {On the mechanisms of shrinkage reducing admixtures in self con-solidating mortars and concretes}, isbn = {978-3-8440-0027-6}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1454}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110620-15491}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {'Zur Wirkungsweise schwindreduzierender Zusatzmittel in selbstverdichtenden M{\"o}rteln und Betonen' Problemstellung und Zielsetzung 1. Der Einsatz selbstverdichtender M{\"o}rtel und Betone im Bauwesen erbringt klare Vorteile. Dies sind im Wesentlichen eine erh{\"o}hte Betonierleistung, verbesserte Betonierqualit{\"a}t f{\"u}r bewehrten Beton im Allgemeinen und f{\"u}r filigrane, eng bewehrte Bauteile im Besonderen. Die mit den traditionellen Methoden des Betonbaus verbundenen L{\"a}rmemissionen werden erheblich reduziert. Der Wegfall der f{\"u}r herk{\"o}mmlichen Beton notwendigen Verdichtungsarbeit reduziert den manuellen Aufwand und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Das im selbstverdichtenden Beton ben{\"o}tigte hohe Bindemittelleimvolumen ist der Betondauerhaftigkeit abtr{\"a}glich. Es bewirkt, dass selbstverdichtende Betone ein erh{\"o}htes Schwindmaß sowie eine h{\"o}here Rissneigung aufweisen. Ersteres kann f{\"u}r Betonbauteile zu erheblichen Verformungen oder Zwangsspannungen f{\"u}hren, w{\"a}hrend Letzteres die Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton aufgrund einer Beg{\"u}nstigung rissinduzierter Sch{\"a}digungsmechanismen stark beeintr{\"a}chtigt. 2. Herk{\"o}mmliche Methoden zur Schwindreduktion und Rissvermeidung verfolgen haupts{\"a}chlich das Ziel, die im Beton einzusetzenden Bindemittelmengen zu reduzieren. F{\"u}r selbstverdichtende Betone ist dieses Konzept nur sehr begrenzt anwendbar, da die Selbstverdichtung dieser Betone relativ hohe Bindemittelleimvolumen erfordert. Eine M{\"o}glichkeit das Ausmaß des Schwindens und damit die Rissanf{\"a}lligkeit selbstverdichtender Betone zu senken, besteht in der Anwendung schwindreduzierender Betonzusatzmittel. Eingef{\"u}hrt in den achtziger Jahren des 20ten Jahrhunderts in Japan, erweisen sich diese Zusatzmittel als effiziente Methode zur Verbesserung der Qualit{\"a}t bindemittelreicher Hochleistungsbetone im Allgemeinen und selbstverdichtender Betone im Besonderen. 3. W{\"a}hrend die Wirksamkeit schwindreduzierender Betonzusatzmittel in zahlreichen anwendungsorientierten Studien nachgewiesen werden konnte, ist das Wirkprinzip nur unzureichend erforscht. Eines der Hauptziele dieser Arbeit ist deshalb die gr{\"u}ndliche Erforschung des Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 4. Weiterhin besteht Unklarheit, wie diese Zus{\"a}tze in den Chemismus der Zementhydratation eingreifen und ob dies der allgemeinen Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton abtr{\"a}glich ist. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit ist deshalb die gr{\"u}ndliche Erforschung der Zementhydratation in Gegenwart einer repr{\"a}sentativen Auswahl verschiedener Typen schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 5. Die Nachhaltigkeit der Anwendung schwindreduzierender Zusatzmittel ist bedeutend f{\"u}r die Betondauerhaftigkeit. Ob schwindreduzierende Zusatzmittel auslaugbar sind und ob eine Auslaugung die Schwindreduktion langfristig beeintr{\"a}chtigt, sind weitere Fragen, denen im Rahmen dieser Arbeit nachgegangen wird. Stand der Wissenschaft 6. Schwinden und Quellen von zement{\"a}ren Baustoffen wird im Allgemeinen mittels makroskopisch-thermodynamischer Ans{\"a}tze beschrieben. Der stark vereinfachte Ansatz kapillaren Unterdrucks bzw. hydrostatischen Drucks als treibende Kraft f{\"u}r hygrische Verformungen wird weitgehend abgelehnt. Vielmehr wird im Bereich moderater Luftfeuchten der Spaltdruck und im Bereich niedriger Luftfeuchten die Oberfl{\"a}chenenergie zur Beschreibung der hygrischen Volumenstabilit{\"a}t herangezogen. 7. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel bestehen {\"u}berwiegend aus synergistischen Abmischungen nicht-ionischer Tenside mit Glykolen. Die amphiphilen Eigenschaften der nicht-ionischen Tenside f{\"u}hren zu einer Senkung der Oberfl{\"a}chenspannung des Zementporenwassers. In Abh{\"a}ngigkeit ihrer Konzentration in w{\"a}ssrigen Elektrolyten bilden nicht-ionische Tenside Mizellen und/oder Fl{\"u}ssigkristalle. Beobachtet wurden Mischungsl{\"u}cken und Aussalzungen dieser organischen, oberfl{\"a}chenaktiven Substanzen. Durch die Zugabe von Glykolen wird die Mischbarkeit nicht-ionischer Tenside mit w{\"a}ssrigen Elektrolyten stark erh{\"o}ht und f{\"u}hrt zu einer Absenkung der Bildung von Fl{\"u}ssigkristallen und organischen Aussalzungen sowie zu einer verminderten Adsorption des Tensides an Feststoffoberfl{\"a}chen. Der ausschließlich in der Patentliteratur erw{\"a}hnte Synergieeffekt bei der Abmischung nicht-ionischer Tenside mit Glykolen zu Schwindreduzierern bezieht sich auf eine erh{\"o}hte Schwindreduktionskapazit{\"a}t des Zusatzmittels und beruht auf der Abmilderung aller Effekte, die zu einer Abscheidung des Tensides aus der w{\"a}ssrigen L{\"o}sung f{\"u}hren. 8. Eine Implementierung der spezifischen chemisch-physikalischen Eigenschaften schwind-reduzierender Zusatzmittel in bestehende Modelle zur Beschreibung des Trocknungsschwindens ist der Fachliteratur nicht zu entnehmen. Mit Ausnahme des Kapillardruckmodells zur Vorhersage des Trocknungsschwindens lassen sich Charakteristika schwindreduzierender Betonzusatzmittel, im Speziellen ihrer Oberfl{\"a}chenaktivit{\"a}t, nicht bzw. nur unzureichend in bestehende Modelle zum Trocknungsschwinden implementieren. Methodik 9. Die Oberfl{\"a}chenaktivit{\"a}t einer repr{\"a}sentativen Auswahl an Schwindreduzierern wurde in makroskopischen Versuchen an synthetischen als auch an extrahierten Zementporenw{\"a}ssern quantifiziert. Dies umfasste auch die Quantifizierung von Mischungsl{\"u}cken und organischen Aussalzungen. 10. Ein in dieser Arbeit entwickelter theoretischer Ansatz zur Auswertung herk{\"o}mmlicher Messungen der Oberfl{\"a}chenspannung erlaubt eine Absch{\"a}tzung der Oberfl{\"a}chenspannung der Porenl{\"o}sung im trocknenden, zement{\"a}ren Porensystem. 11. Der Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel auf den Hydratationsmechanismus, d.h. Hydratphasenbestand und Hydratationskinetik, wurde mittels Thermogravimetrie, R{\"o}ntgenphasenanalyse bzw. isothermer W{\"a}rmeleitungskalorimetrie erfasst. Zus{\"a}tzlich wurde Elektronenmikroskopie zur Beschreibung der Mikrostrukturen und energiedispersive R{\"o}ntgenspektroskopie zur qualitativen Bestimmung von niedrig konzentrierten Hydratphasen eingesetzt. Die Ver{\"a}nderungen der Komposition des Zementporenwassers in Gegenwart schwindreduzierender Zusatzmittel wurden analysiert. Die spezifische Adsorption schwindreduzierender Zusatzmittel an Zementhydraten wurde an hydratisierendem Zement als auch an synthetischen Hydratphasen untersucht. 12. Der Mechanismus der Auslaugung schwindreduzierender Zusatzmittel wurde in Standtests untersucht, w{\"a}hrend praxisnahe Konditionen mittels zyklischer Auslaugung und Trocknung in Langzeittests simuliert wurden. 13. Die Beschreibung der hygrischen Eigenschaften von Zementstein und M{\"o}rteln erfolgte anhand von Schwind- und Desorptionsisothermen. Basierend auf thermodynamischen Ans{\"a}tzen wurden unter Verwendung dieser Schwind- und Desorptionsisothermen Energiebilanzen erstellt, die eine Unterscheidung zwischen Verformungsenergie und Energie zur Erzeugung von Oberfl{\"a}che im Trocknungsprozess zement{\"a}rer Baustoffe zulassen und somit eine Abgrenzung der Einflussnahme von Schwindreduzierern auf diese spezifische Energieverteilung erm{\"o}glichen. Im Wesentlichen erzielte Ergebnisse 14. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel nehmen aufgrund ihrer amphiphilen Eigenschaften Einfluss auf den Hydratationsmechanismus von Portlandzementen. In Gegenwart dieser Zusatzmittel ist die L{\"o}slichkeit f{\"u}r anorganische Salze verringert. Die Konzentration von Calcium-, Kalium- und Sulfationen sinkt mit zunehmender Konzentration des Zusatzmittels. W{\"a}hrend der Induktionsperiode der Portlandzementhydratation f{\"u}hrt dies zur tempor{\"a}ren Ausf{\"a}llung von Calcium-Kalium-Sulfathydrat. Eine Ver{\"a}nderung des Hydratphasenbestandes in Gegenwart von schwindreduzierenden Zusatzmitteln kann nicht signifikant unterschieden werden. Somit sind nachteilige Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit derartig modifizierter Betone aufgrund eines ver{\"a}nderten Hydratphasenbestandes nicht zu erwarten. 15. Die stark verz{\"o}gernde Wirkung von Schwindreduzierern in Kombination mit polycarboxylat-basierten Fließmitteln beruht nicht auf der Adsorption des Schwindreduzierers am hydratisierenden Klinker. Vielmehr kann davon ausgegangen werden, dass die verminderte L{\"o}slichkeit f{\"u}r Salze in der Porenl{\"o}sung den Reaktionsumsatz absenkt und/oder eine spezifische Adsorption des nicht-ionischen Tensides an Portlanditkeimen deren Wachstum hemmt und damit die Aufl{\"o}sung von silikatischen Klinkerphasen. 16. Schwindreduzierende Zusatzmittel weisen eine spezifische Adsorption an Portlandit auf, einem Nebenprodukt der Hydratationsreaktionen eines Hauptbestandteils von Portlandzement. Ein verst{\"a}rktes Kristallwachstum von Portlandit in lateraler Dimension f{\"u}hrt zu einer Zunahme der spezifischen Oberfl{\"a}che des hydratisierten Zementsteines. F{\"u}r nass nachbehandelte Zementsteine bedeutet dies eine Zunahme der Gelporosit{\"a}t auf Kosten der Kapillarporosit{\"a}t. Eine Einflussnahme auf die Gesamtporosit{\"a}t l{\"a}sst sich nicht feststellen. 17. Die Zunahme der spezifischen Oberfl{\"a}che von Zementstein in Gegenwart von Schwindreduzierern bewirkt eine verst{\"a}rkte physikalische Adsorption von Zementporenwasser am Feststoff. F{\"u}r Betone mit niedrigem w/z-Wert oder unzureichender Nachbehandlung kann dieser Prozess zu einer Reduktion des f{\"u}r die Hydratation verf{\"u}gbaren Wassers f{\"u}hren und in einem vermindertem Hydratationsgrad resultieren. Dies k{\"o}nnte eine Ursache f{\"u}r die in der Literatur beschriebenen Einbußen bez{\"u}glich mechanischer Eigenschaften beim Einsatz von Schwindreduzieren sein. 18. Schwindreduzierer sind im hohen Maße auslaugbar. Jedoch zeigen zyklische Langzeittests, dass ein signifikanter Austrag des Zusatzmittels in vorwiegend trockener Exposition nicht zu erwarten ist. Die Nachhaltigkeit des Einsatzes dieser Zusatzmittel ist gegeben, wenn die Anwendung im Beton das Ziel der Reduktion des Trocknungsschwindens verfolgt. 19. Die schwindreduzierende Wirkung der nicht-ionischen Tenside beruht vorwiegend auf der Reduktion der Oberfl{\"a}chenspannung der Grenzfl{\"a}che „fl{\"u}ssig/gasf{\"o}rmig" des trocknenden Zementsteines. Inwieweit diese Oberfl{\"a}chenspannung durch das nicht-ionischeTensid herabgesetzt wird, ist von der Gesamtkonzentration im Allgemeinen und im Speziellen von der Konzentration des Tensides in der Oberfl{\"a}che abh{\"a}ngig. Da im Zuge des Trocknens diese Grenzfl{\"a}che w{\"a}chst, kann bei gegebener Gesamtkonzentration des Zusatzmittels im Beton dessen Konzentration in der Grenzfl{\"a}che sinken, woraufhin die Oberfl{\"a}chenspannung ansteigt und die Schwindreduktion sinkt. 20. Im Ergebnis dieser Arbeit ist es m{\"o}glich, die Entwicklung sowohl der Oberfl{\"a}che als auch ihrer Oberfl{\"a}chenspannung im Trocknungsprozess zu quantifizieren und diese Ergebnisse in einen einfachen konzeptionellen, thermodynamischen Ansatz zur Minimierung der freien Energie des trocknenden, zement{\"a}ren Porensystems zu {\"u}berf{\"u}hren. Die Verwendung dieses konzeptionellen Ansatzes erlaubt es, den Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel zu beschreiben.}, subject = {Schwinden}, language = {en} } @phdthesis{Luther2010, author = {Luther, Torsten}, title = {Adaptation of atomistic and continuum methods for multiscale simulation of quasi-brittle intergranular damage}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1436}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20101101-15245}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {The numerical simulation of damage using phenomenological models on the macroscale was state of the art for many decades. However, such models are not able to capture the complex nature of damage, which simultaneously proceeds on multiple length scales. Furthermore, these phenomenological models usually contain damage parameters, which are physically not interpretable. Consequently, a reasonable experimental determination of these parameters is often impossible. In the last twenty years, the ongoing advance in computational capacities provided new opportunities for more and more detailed studies of the microstructural damage behavior. Today, multiphase models with several million degrees of freedom enable for the numerical simulation of micro-damage phenomena in naturally heterogeneous materials. Therewith, the application of multiscale concepts for the numerical investigation of the complex nature of damage can be realized. The presented thesis contributes to a hierarchical multiscale strategy for the simulation of brittle intergranular damage in polycrystalline materials, for example aluminum. The numerical investigation of physical damage phenomena on an atomistic microscale and the integration of these physically based information into damage models on the continuum meso- and macroscale is intended. Therefore, numerical methods for the damage analysis on the micro- and mesoscale including the scale transfer are presented and the transition to the macroscale is discussed. The investigation of brittle intergranular damage on the microscale is realized by the application of the nonlocal Quasicontinuum method, which fully describes the material behavior by atomistic potential functions, but reduces the number of atomic degrees of freedom by introducing kinematic couplings. Since this promising method is applied only by a limited group of researchers for special problems, necessary improvements have been realized in an own parallelized implementation of the 3D nonlocal Quasicontinuum method. The aim of this implementation was to develop and combine robust and efficient algorithms for a general use of the Quasicontinuum method, and therewith to allow for the atomistic damage analysis in arbitrary grain boundary configurations. The implementation is applied in analyses of brittle intergranular damage in ideal and nonideal grain boundary models of FCC aluminum, considering arbitrary misorientations. From the microscale simulations traction separation laws are derived, which describe grain boundary decohesion on the mesoscale. Traction separation laws are part of cohesive zone models to simulate the brittle interface decohesion in heterogeneous polycrystal structures. 2D and 3D mesoscale models are presented, which are able to reproduce crack initiation and propagation along cohesive interfaces in polycrystals. An improved Voronoi algorithm is developed in 2D to generate polycrystal material structures based on arbitrary distribution functions of grain size. The new model is more flexible in representing realistic grain size distributions. Further improvements of the 2D model are realized by the implementation and application of an orthotropic material model with Hill plasticity criterion to grains. The 2D and 3D polycrystal models are applied to analyze crack initiation and propagation in statically loaded samples of aluminum on the mesoscale without the necessity of initial damage definition.}, subject = {Mechanik}, language = {en} } @phdthesis{Linne2010, author = {Linne, Stefan}, title = {L{\"o}sbare kraftschl{\"u}ssige Verbindungen f{\"u}r modulare Bauwerke aus Faserverbundkunststoffen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1458}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110831-15547}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird eine kraftschl{\"u}ssige Verbindungstechnik f{\"u}r modulare, schalenartige Faserverbundbauteile vorgestellt. Die Verbindung basiert auf der Verklebung mit lokal begrenzten Stahlblechen. Aus dem Verbindungsansatz wird die Verklebung zwischen Stahl und Faserverbundkunststoff vertiefend betrachtet. Ziel sind die Wahl von technologischen Randbedingungen, die Erarbeitung eines Vorschlages zur numerischen Berechnung und Bemessung und die Formulierung konstruktiver Empfehlungen zum Entwurf von Verklebungen. Mechanische Kennwerte werden in Zugversuchen ermittelt und direkt auf die nichtlinearen Berechnungen {\"u}bertragen. Technologische Einfl{\"u}sse und die Streuungen aus realen Verklebungen werden {\"u}ber die Nachrechnung von Zugscherversuchen in die Bemessung integriert. Es wird gezeigt, dass die Verklebungen ausreichende Festigkeiten und ein zufriedenstellendes Bruchverhalten aufweisen. Die Kombination aus einer Werkstattverklebung und einer baustellengerechten Montage erm{\"o}glicht eine materialgerechte und effiziente Verbindungen f{\"u}r Faserverbundkonstruktionen unter den Randbedingungen des Bauwesens.}, subject = {Verbindungstechnik}, language = {de} } @misc{Marschetzky2010, author = {Marschetzky, Henrik}, title = {Energie-basierte Auslegung von Tragsystemen f{\"u}r Hochh{\"a}user in Abh{\"a}ngigkeit von der Gr{\"o}ßenordnung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1435}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20101011-15224}, year = {2010}, abstract = {Angelehnt an Entwicklungen des aktuellen Hochhausbaus, die Geb{\"a}udeh{\"o}hen von {\"u}ber 600 m vorsehen, behandelt die vorliegende Arbeit M{\"o}glichkeiten der Konzeption von Aussteifungssystemen. Ein ausgew{\"a}hltes Tragwerk aus Stahlbetonschubw{\"a}nden und einer H{\"o}he von 800 m wird mit der 3D-Analyse-Software ETABS (Version 9.0.9) bemessen. Dieses Tragwerk wird mit extremen Einwirkungen infolge Wind und Erdbeben belastet. Da ein solch hohes Geb{\"a}ude außerhalb der Anwendungsgrenzen internationaler Normen liegt, wird ein eigener Ansatz f{\"u}r den Lastfall Wind zur Analyse des Schwingungsverhaltens gew{\"a}hlt. Aufbauend auf den Ergebnissen der Analyse werden M{\"o}glichkeiten der Reduktion bzw. D{\"a}mpfung von kritischen Geb{\"a}udeschwingungen diskutiert. Die konkrete D{\"a}mpfungsvariante „Passiver Schwingungsd{\"a}mpfer" (Tuned Mass Damper) wird, unter Verwendung von Optimierungskriterien, in ETBAS modelliert und in die Berechnungen eingebunden. Dieses Tragwerk wird zwei kleineren Tragwerken (H = 200 m bzw. 400 m) gegen{\"u}bergestellt und mittels dem MIPS-Konzept (Material-Input pro Serviceeinheit) analysiert. Ziel ist es dabei, qualitative Aussagen zur Nachhaltigkeit und {\"o}kologischer Effizienz besonders hoher Geb{\"a}ude zu treffen.}, subject = {Hochhaus}, language = {de} } @phdthesis{Wolff2009, author = {Wolff, Thomas}, title = {Ein methodischer Bemessungsansatz zur Absch{\"a}tzung des Tragverhaltens von Pfahlgr{\"u}ndungen in weichem kalkigen Sedimentgestein}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1414}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100125-14993}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird das Tragverhalten und das Sicherheitsniveau axial belasteter Großbohrpf{\"a}hle in den pleistoz{\"a}nen Kalkarenit der K{\"u}stenregion von Dubai untersucht. Zun{\"a}chst wird auf der Grundlage von Ergebnissen umfangreicher Baugrundanalysen und Probebelastungen das Tragverhalten detailliert beschrieben. Anschließend wird ein auf der Finiten-Elemente-Methode basierendes Strukturmodell zur Simulation des Last-Setzungsverhaltens von Großbohrpf{\"a}hlen im Sinne eines numerischen Versuchsstandes entwickelt. Um herstellungsbedingte Ver{\"a}nderungen der Baugrundeigenschaften in der Kontaktzone Pfahl-Baugrund zu ber{\"u}cksichtigen, die mit boden- und felsmechanischen Elementversuchen gew{\"o}hnlich nicht erfassbar sind, werden die Gr{\"o}ßen der relevanten konstitutiven Parameterwerte iterativ mittels inverser Optimierungsstrategien bestimmt. Abschließend wird eine methodische Vorgehensweise aufgezeigt, wie das Sicherheitsniveau axial belasteter Großbohrpf{\"a}hlen unter Ber{\"u}cksichtigung der r{\"a}umlichen Variabilit{\"a}t der Baugrundeigenschaften zuverl{\"a}ssig abgesch{\"a}tzt werden kann.}, subject = {Pfahl}, language = {de} } @misc{Hartung2009, type = {Master Thesis}, author = {Hartung, Christian}, title = {Modellierung von Fußg{\"a}ngerbr{\"u}cken aus faserverst{\"a}rktem Kunststoff}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1415}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100127-15017}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {In dieser Diplomarbeit mit dem Thema „Modellierung von Fußg{\"a}ngerbr{\"u}cken aus faserverst{\"a}rktem Kunststoff" wird ein Tragwerk aus glasfaserverst{\"a}rktem Kunststoff f{\"u}r eine Fußg{\"a}ngerbr{\"u}cke mit 10,0 m St{\"u}tzweite entwickelt, untersucht und hinsichtlich der Dimensionierung und Konstruktion analysiert. Inhaltlich wird hierzu in den Vorbetrachtungen zum Thema auf vorhandene Beispiele f{\"u}r Br{\"u}ckentragwerke aus faserverst{\"a}rkten Kunststoffen eingegangen. Es werden die im Rahmen der Diplomarbeit wichtigen Sachverhalte hinsichtlich des Materials der faserverst{\"a}rkten Kunststoffe (FVK) und auch die erforderlichen Grundlagen f{\"u}r die Berechnungen gegeben. Nach der Vorstellung verschiedener Ideen f{\"u}r Tragwerksquerschnitte erfolgt als Schwerpunkt der Diplomarbeit die rechnergest{\"u}tzte Modellierung und Berechnung einer Vorzugsvariante sowie die Auswertung und Analyse der Berechnungsergebnisse. Abschließend wird das entwickelte Tragwerk bewertet und es werden weitere Entwicklungsm{\"o}glichkeiten aufgezeigt.}, subject = {Glasfaserverst{\"a}rkter Kunststoff}, language = {de} } @phdthesis{Mothes2009, author = {Mothes, Steffen}, title = {Das F{\"u}llen der Form mit Betongemenge bei der Formgebung und Verdichtung von Betonsteinen in Steinformmaschinen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1423}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100712-15117}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Bei der Produktion von Betonsteinen mit vollautomatischen Steinformmaschinen ist das F{\"u}llen der Form mit Betongemenge die erste Phase des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses. Trotz langj{\"a}hriger praktischer Erfahrungen mit Steinformmaschinen wird der Formgebungs- und Verdichtungsprozess nicht ausreichend stabil beherrscht. Im industriellen Routinebetrieb erweist sich insbesondere die Realisierung einer gleichm{\"a}ßigen F{\"u}llung als das prim{\"a}re Problem. Die in dieser Phase entstehenden Defizite beeinflussen direkt die Qualit{\"a}t der zu erzeugenden Betonsteine. Eine Kompensation dieser M{\"a}ngel ist mit den nachfolgenden Prozessphasen nicht mehr m{\"o}glich. Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es, ausgehend von einer systematischen Analyse des Formgebungs- und Verdichtungsprozesses im Allgemeinen und der Analyse des F{\"u}llvorganges im Besonderen, die tats{\"a}chlich an Steinformmaschinen erreichbare F{\"u}llungsg{\"u}te zu ermitteln, Einfl{\"u}sse auf die erreichte F{\"u}llungsg{\"u}te und deren Wechsel-beziehungen zu untersuchen sowie ein Modell zur Beschreibung und Simulation des F{\"u}llvorganges zu entwickeln und zu verifizieren. Als wesentliche Voraussetzung f{\"u}r eine systematische Analyse der F{\"u}llstufe(n), wird eine Methode zur Berechnung und Bewertung der F{\"u}llungsg{\"u}te entwickelt. Grundlage der Methode bildet dabei die systematische Erfassung der Steinmassen mi von vollst{\"a}ndigen, aufeinander folgend gefertigten Einheiten. Entsprechend der Lage innerhalb der Form und der Folge der gefertigten Einheiten werden die Massen als quantitatives stetiges Merkmal der zu untersuchenden Grundgesamtheit in eine Urliste editiert und f{\"u}r die weitere Auswertung genutzt. Unter Anwendung der entwickelten Methode zur Berechnung und Bewertung der F{\"u}llungsg{\"u}te wird das tats{\"a}chlich im industriellen Routinebetrieb erreichbare Niveau analysiert. Daf{\"u}r werden in einem erstmals durchgef{\"u}hrten, umfangreichen Feldversuch an elf Steinformmaschinen in Deutschland und der Schweiz die erreichten F{\"u}llungsg{\"u}ten erfasst, die Prozessabl{\"a}ufe dokumentiert und die Wechselbeziehungen zwischen den eingef{\"u}llten Massen mi und den Einflussgr{\"o}ßen mit Hilfe der Varianzanalyse nach Variationsursache untersucht. Dar{\"u}ber hinaus werden ausgew{\"a}hlte Festbeton-eigenschaften der Proben bestimmt und deren Korrelation zu den jeweils erreichten Massen mi mit Hilfe der empirischen Regression analysiert. Basierend auf den systematischen Prozessbeobachtungen im industriellen Routinebetrieb wird unter Ber{\"u}cksichtigung der F{\"u}llwagenkinematik, des Gemengef{\"u}llstandes im F{\"u}llwagen und der sukzessiven {\"U}bergabe diskreter Massen in die Formzellen ein ph{\"a}nomenologisches Modell zur Beschreibung der ersten F{\"u}llstufe entwickelt. Das Bewegungsverhalten des F{\"u}llwagens und das Fließverhalten des zu verarbeitenden Betongemenges werden dabei zun{\"a}chst stark vereinfacht dargestellt. Unter Ber{\"u}cksichtigung der zeilenabh{\"a}ngigen {\"U}berdeckungszeit und des F{\"u}llstandes im F{\"u}llwagen werden koordinatenabh{\"a}ngige Druckprofile im F{\"u}llraum, so genannte Zellendruck-Zeit-Funktionen, entwickelt. Als Arbeitshypothese wird formuliert, dass mit diesen Funktionen die unterschiedlichen Bedingungen w{\"a}hrend des F{\"u}llvorgangs im Prozessraum beschrieben werden k{\"o}nnen und diese Funktionen dar{\"u}ber hinaus mit den im Ergebnis des Vorgangs eingef{\"u}llten Massen mi korrelieren. Zur numerischen Nachbildung der ersten F{\"u}llstufe bei der Betonsteinherstellung wird die auf der Diskrete-Elemente-Methode basierenden Simulationssoftware Particle Flow Code in 3 Dimensions genutzt. Damit wird es m{\"o}glich, den Verlauf des F{\"u}llprozesses und die sich im Prozessraum ausbildenden Fließprofile durch eine realit{\"a}tsnahe Computeranimation detailliert und gut einsehbar darzustellen. An Hand der numerisch erzeugten F{\"u}llungsg{\"u}ten wird eine Gegen{\"u}berstellung mit den empirischen Ergebnissen m{\"o}glich. Gleichzeitig erfolgt die Berechnung der Druck-Zeit-Funktionen am Boden aller Formzellen, um kausale Wechselbeziehungen zwischen der F{\"u}llaufgabe, der F{\"u}llausr{\"u}stung und dem Prozessverlauf bzw. dem Prozessergebnis aufzeigen zu k{\"o}nnen. Zur Verifizierung des der Simulation zu Grunde gelegten Gesamtmodells wird das numerische Experiment an einer speziellen Versuchseinrichtung nachgestellt. Um die Aufnahme der Zellendruck-Zeit-Funktionen w{\"a}hrend des F{\"u}llens vornehmen zu k{\"o}nnen, ohne dadurch den F{\"u}llvorgang zu st{\"o}ren, wird ein eigens f{\"u}r den Verifizierungsversuch entwickelter Drucksensor genutzt. Auf allen Abstraktionsebenen werden die Ergebnisse mit den f{\"u}r den industriellen Routinebetrieb entwickelten Methoden ausgewertet und gegen{\"u}bergestellt. Mit Hilfe von Varianzanalysen wird die Einflussst{\"a}rke verschiedener Parameter verglichen. Zur {\"U}berpr{\"u}fung der Arbeitshypothese werden die Zellendruck-Zeit-Funktionen w{\"a}hrend der numerischen und der realen Experimente aufgenommen und die Korrelationen zu den eingef{\"u}llten Massen mi {\"u}berpr{\"u}ft.}, subject = {Betonsteinherstellung}, language = {de} } @phdthesis{Weitzmann2009, author = {Weitzmann, R{\"u}diger}, title = {Theory and application of optimization strategies for the design of seismically excited structures}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1406}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20091030-14917}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {The study introduces into the theory and application of optimization strategies in earthquake engineering. The optimization algorithm substitutes the intuitive solution of practical problems done by the engineer in daily practice, providing automatic design tools and numerical means for further exploration of the design space for various extremum states. This requires a mathematical formulation of the design task, that is provided for typical seismic evaluations within this document. Utilizing the natural relation between design and optimization tasks, appropriate mechanical concepts are developed and discussed. The explanations start with an overview on the mechanical background for continua. Hereby the focus is placed on elasto-plastic structures. The given extremum formulations are treated with help of discretization methods in order to obtain optimization problems. These basics are utilized for derivation of programs for eigenvalue and stability analysis, that are applied in simplified linear analysis for the design of seismically excited structures. Another focus is set on the application in simplified nonlinear design, that uses limit state analyses on the basis of nonlinear problem formulations. Well known concepts as the response and pushover analysis are covered as well as alternative strategies on the basis of shakedown theory or cycle and deformation based evaluations. Furthermore, the study gives insight into the application of optimization problems in conjunction with nonlinear time history analyses. The solution of step-by-step procedures within optimization algorithms is shown and aspects of dynamic limit state analyses are discussed. For illustration of the great variety of optimization-based concepts in earthquake engineering, several specialized applications are presented, e.g. the generation of artificial ground motions and the determination of reduction coefficients for design spectrum reduction due to viscous and hysteretic damping. As well alternative strategies for the design of base isolated structures with controlled impact are presented. All presented applications are illustrated with help of various examples.}, subject = {Dynamik}, language = {en} } @phdthesis{Wendrich2009, author = {Wendrich, Astrid}, title = {Zerst{\"o}rungsfreie Ortung von Anomalien in historischem Mauerwerk mit Radar und Ultraschall}, isbn = {978-3-9812910-1-8}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1397}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090709-14795}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {F{\"u}r die Sanierung von Bauwerken werden meist Informationen {\"u}ber die innere Struktur und den Aufbau, Belastungszust{\"a}nde, Feuchte- und Salzgehalte ben{\"o}tigt. Die Untersuchung mit zerst{\"o}rungsarmen und -freien Methoden minimieren die dazu n{\"o}tigen Eingriffe. Ebenfalls bieten die ZfP-Verfahren die M{\"o}glichkeit, den Erfolg einer Maßnahme zu kontrollieren sowie Prozesse {\"u}ber einen langen Zeitraum zu beobachten (Monitoring). Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der zerst{\"o}rungsfreien Untersuchung von inneren Strukturen und des Aufbaus von Mauerwerk mittels Ultraschall und Radar. Der untersuchte Querschnitt wird tomografisch rekonstruiert. Diese Darstellungsart bietet den Vorteil der Tiefenbestimmung von Objekten und der besseren Visualisierung f{\"u}r Auftraggeber und/oder Laien. Es wurden die Laufzeiten der Longitudinalwellen rekonstruiert. Die Frequenzen der Ultraschalluntersuchungen lagen bei 25 kHz sowie 85 kHz und der Radaruntersuchungen bei 900 MHz sowie 1,5 GHz. Die Rekonstruktion erfolgte mit dem Tomografieprogramm "Geo-Tom", welches auf der Grundlage des SIRT-Algorithmus arbeitet. Die untersuchten Querschnitte beinhalteten Anomalien bestehend aus Luft, Granit, Holz und M{\"o}rtel. Die Abmaße der Anomalien lagen zwischen 10-27 cm bezogen auf einen Querschnitt von 0,76 x 1,0 m. Eine Ortung der Anomalien war m{\"o}glich, wenn diese eine Laufzeitver{\"a}nderung von mindestens der Gr{\"o}ße des Messfehlers bewirken. Die Gr{\"o}ße dieser Laufzeitdifferenz ist abh{\"a}ngig von den Abmaßen der Anomalie und dem Kontrast der elektromagnetischen bzw. akustischen Eigenschaften zwischen Anomalie und umgebenden Material. Eine Aussage {\"u}ber die Gr{\"o}ße der Anomalie ist m{\"o}glich, jedoch kann auf die Form nur bedingt geschlussfolgert werden. Des Weiteren kann durch den Vergleich der beiden Verfahren ein R{\"u}ckschluss auf die m{\"o}glichen Materialien der Anomalie gezogen werden.}, subject = {Laufzeit}, language = {de} } @phdthesis{Richter2009, author = {Richter, Torsten}, title = {Konzepte f{\"u}r den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1413}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100115-14935}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Bauwerke sind in der Regel Unikate, f{\"u}r die meist eine komplette und aufw{\"a}ndige Neuplanung durchzuf{\"u}hren ist. Der Umfang und die Verschiedenartigkeit der einzelnen Planungsaufgaben bedingen ein paralleles Arbeiten der beteiligten Fachplaner. Dar{\"u}ber hinaus ist die Bauplanung ein kreativer und iterativer Prozess, der durch h{\"a}ufige {\"A}nderungen des Planungsmaterials und Abstimmungen zwischen den Fachplanern gekennzeichnet ist. Mithilfe von speziellen Fachanwendungen erstellen die Planungsbeteiligten verschiedene Datenmodelle, zwischen denen fachliche Abh{\"a}ngigkeiten bestehen. Ziel der Arbeit ist es, die Konsistenz der einzelnen Fachmodelle eines Bauwerks sicherzustellen, indem Abh{\"a}ngigkeiten auf Basis von Objektversionen definiert werden. Voraussetzung daf{\"u}r ist, dass die Fachanwendungen nach dem etablierten Paradigma der objektorientierten Programmierung entwickelt wurden. Das sequentielle und parallele Arbeiten mehrerer Fachplaner wird auf Basis eines optimistischen Zugriffsmodells unterst{\"u}tzt, das ohne Schreibsperren auskommt. Weiterhin wird die Historie des Planungsmaterials gespeichert und die Definition von rechtsverbindlichen Freigabest{\"a}nden erm{\"o}glicht. Als Vorbild f{\"u}r die Systemarchitektur diente das Softwarekonfigurationsmanagement, dessen Versionierungsansatz meist auf einem Client-Server-Modell beruht. Die formale Beschreibung des verwendeten Ansatzes wird {\"u}ber die Mengenlehre und Relationenalgebra vorgenommen, so dass er allgemeing{\"u}ltig und technologieunabh{\"a}ngig ist. Auf Grundlage dieses Ansatzes werden Konzepte f{\"u}r den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen erarbeitet und mit einer Pilotimplementierung basierend auf einer Open-Source-Ingenieurplattform an einem praxisnahen Szenario verifiziert. Beim Entwurf der Konzepte wird besonderer Wert auf die Handhabbarkeit der Umsetzung gelegt. Das betrifft im Besonderen die hierarchische Strukturierung des Projektmaterials, die ergonomische Gestaltung der Benutzerschnittstellen und der Erzielung von geringen Anwortzeiten. Diese Aspekte sind eine wichtige Voraussetzung f{\"u}r die Effizienz und Akzeptanz von Software im praktischen Einsatz. Bestehende Fachanwendungen k{\"o}nnen durch geringen Entwicklungsaufwand einfach in die verteilte Umgebung integriert werden, ohne sie von Grund auf programmieren zu m{\"u}ssen.}, subject = {Computer Supported Cooperative Work}, language = {de} } @phdthesis{Thumser2009, author = {Thumser, Rayk}, title = {Simulation des Rissfortschritts in autofrettierten und nicht autofrettierten Bohrungsverschneidungen auf der Grundlage der linear-elastischen Bruchmechanik}, isbn = {978-3-86068-389-7}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1389}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090609-14729}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Die betriebsfeste Auslegung von Hochdruckbauteilen ist technisch-wirtschaftlich notwendig. In dieser Arbeit werden die wissenschaftlichen Grundlagen daf{\"u}r erarbeitet. Die technische Entwicklung der Hochdruckbauteile f{\"u}hrt insbesondere bei Dieselmotoren zu stetig steigenden Dr{\"u}cken und damit zu einer wachsenden Herausforderung bei der Festigkeitsauslegung. Bei Hochdruckbauteilen sind die M{\"o}glichkeiten der Schwingfestigkeitssteigerung, z. B. durch Wanddickenvergr{\"o}ßerung oder durch den Einsatz h{\"o}herfester Werkstoffe, begrenzt. Eine breite industrielle Anwendung findet derzeit die Autofrettage. Bei diesem Verfahren erzeugt eine einmalige statische {\"U}berlast tief in das Bauteil reichende Druckeigenspannungsfelder, die zu einer erheblichen Schwingfestigkeitssteigerung, insbesondere in der Rissfortschrittsphase, f{\"u}hren. Zuverl{\"a}ssige Lebensdauervorhersageverfahren f{\"u}r diese Phase existieren derzeit nicht. Sie werden in der vorliegenden Arbeit entwickelt und anhand experimenteller Ergebnisse verifiziert. F{\"u}r das Berechnungsverfahren fand ein ingenieurm{\"a}ßiger Ansatz Verwendung. Darin sollten zwar alle relevanten Effekte abgebildet werden, jedoch Komplexit{\"a}t und Modellierungsaufwand so gering wie m{\"o}glich gehalten werden. Die gew{\"a}hlten Berechnungsmodule sind nach erfolgter Analyse der Literatur entnommen. Sie umfassen die Berechnung der Autofrettageeigenspannungen, der Spannungsintensit{\"a}t, des Riss{\"o}ffnungs- und Rissschließverhalten und des Rissfortschrittes. Das Modul Eigenspannungsberechnung f{\"u}r die Autofrettage basiert auf der Superposition von Autofrettagebe- und -entlastung und erm{\"o}glicht die notwendige Ber{\"u}cksichtung des Bauschinger-Effektes. Spannungsintensit{\"a}ten werden mit einer 3D-Gewichtsfunktion f{\"u}r einen ebenen Riss unter Mode I Beanspruchung ermittelt, weil aufgrund der Symmetrie der meisten Hochdruckbauteile das stabile Langrisswachstum ausschließlich unter Mode I Beanspruchung stattfindet. Die Riss{\"o}ffnungs- und -schließeffekte werden {\"u}ber N{\"a}herungsformeln abgebildet. In der Anwendung dieser N{\"a}herungsformeln hat sich die Riss{\"o}ffnungsbeziehung nach Ibrahim et. al. durch den Vergleich mit von rechnerischen mit experimentellen Lebensdaueren als am Besten geeignet erwiesen. Bei dem untersuchten Werkstoff 42CrMo4 spielen die Reihenfolgeeffekte eine untergeordnete Bedeutung und werden deshlab nicht modelliert. F{\"u}r die Rissfortschrittsbeziehung konnte auf die Formulierung der Paris-Erdogan Beziehung f{\"u}r effektive Schwingweiten zur{\"u}ckgegriffen werden. Die gew{\"a}hlten Berechnungsmodule sind nach erfolgter Analyse der Literatur entnommen, aber in dieser Zusammenstellung ein neuer Ansatz. Da die Einzelmodule nur in geringem Umfang zu verifizieren sind, kann das Berechnungsverfahren nur in seiner Gesamtheit durch den Vergleich von experimentellen zu vorhergesagten Lebensdauern und Dauerfestigkeiten {\"u}berpr{\"u}ft werden. In verschiedenen Sensitivit{\"a}tsanalysen konnten f{\"u}r die Berechnungsparameter Riss{\"o}ffnungsbeziehung, Anfangsrissl{\"a}nge, Bruchz{\"a}higkeit, Rissfortschrittsgleichung und Schwellwert der Spannungsintensit{\"a}t der Einfluss auf die berechnete Rissfortschrittslebensdauer und -dauerfestigkeit aufgezeigt werden. So hat der Schwellwert der Spannungsintensit{\"a}t einen geringen Einfluss auf die Vorhersage der Rissstillstandsdauerfestigkeit autofrettierter Kreuzbohrungen, weil der Riss{\"o}ffnungsdruck sehr nahe am Maximaldruck ist. Eine andere Sensitivit{\"a}tsanalyse zeigt beispielsweise, dass sich die l{\"a}ngsten Rissfortschrittslebensdauern bei Verwendung der Riss{\"o}ffnungsbeziehung nach Ibrahim et. al. ergeben, weil diese Beziehung die gr{\"o}ßten Riss{\"o}ffnungsdr{\"u}cke vorhersagt. F{\"u}r die Verifikation des Berechnungsverfahrens sind Innendruckschwellversuche an insgesamt 14 Versuchsreihen mit Kreuzbohrungen durchgef{\"u}hrt worden. Die allgemeine Anwendbarkeit des Berechnungsverfahrens konnte durch die Anwendung auf Kreuzbohrungen aus den Forschungsvorhaben Autofrettage I-III, auf Railst{\"u}cke und auf Hochdruckverteilerleisten nachgewiesen werden. Auch hier st{\"u}tzt sich die Verifikation auf umfangreiche experimentelle Ergebnisse. Die statistische Auswertung des Verh{\"a}ltnisses der vorhergesagten zu experimentellen Lebensdauern und Schwingfestigkeiten aller untersuchten Bohrungsverschneidungen zeigt eine gute mittlere Vorhersageg{\"u}te bei geringer Streuung. Damit ist die Leistungsf{\"a}higkeit der vorgestellten Lebensdauervorhersagemethode nachgewiesen.}, subject = {Bruchmechanik}, language = {de} } @phdthesis{Tulke2009, author = {Tulke, Jan}, title = {Kollaborative Terminplanung auf Basis von Bauwerksinformationsmodellen}, isbn = {978-3-86068-416-0}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1424}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100805-15135}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Im Rahmen des sich derzeit vollziehenden Wandels von der segmentierten, zeichnungsorientierten zur integrierten, modellbasierten Arbeitsweise bei der Planung von Bauwerken und ihrer Erstellung werden Computermodelle nicht mehr nur f{\"u}r die physikalische Simulation des Bauwerksverhaltens, sondern auch zur Koordination zwischen den einzelnen Planungsdisziplinen und Projektbeteiligten genutzt. Die gemeinsame Erstellung und Nutzung dieses Modells zur virtuellen Abbildung des Bauwerks und seiner Erstellungsprozesse, das sog. Building Information Modeling (BIM), ist dabei zentraler Bestandteil der Planung. Die Integration der Terminplanung in diese Arbeitsweise erfolgt bisher jedoch nur unzureichend, meist lediglich in der Form einer nachgelagerten 4D-Simulation zur Kommunikation der Planungsergebnisse. Sie weist damit im Verh{\"a}ltnis zum entstehenden Zusatzaufwand einen zu geringen Nutzen f{\"u}r den Terminplaner auf. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die tiefere Einbettung der Terminplanung in die modellbasierte Arbeitsweise. Auf Basis einer umfassende Analyse der Rahmenbedingungen und des Informationsbedarfs der Terminplanung werden Konzepte zur effizienten Wiederverwendung von im Modell gespeicherten Daten mit Hilfe einer Verkn{\"u}pfungssprache, zum umfassenden Datenaustausch auf Basis der Industry Foundation Classes (IFC) und f{\"u}r das {\"A}nderungsmanagement mittels einer Versionierung auf Objektebene entwickelt.Die f{\"u}r die modellbasierte Terminplanung relevanten Daten und ihre Beziehungen zueinander werden dabei formal beschrieben sowie die Kompatibilit{\"a}t ihrer Granularit{\"a}t durch eine Funktionalit{\"a}t zur Objektteilung sichergestellt. Zur zielgenauen Extraktion von Daten werden zudem Algorithmen f{\"u}r r{\"a}umliche Anfragen entwickelt. Die vorgestellten Konzepte und ihre Anwendbarkeit werden mittels einer umfangreichen Pilotimplementierung anhand von mehreren Praxisbeispielen demonstriert und somit deren praktische Relevanz und Nutzen nachgewiesen.}, subject = {Terminplanung}, language = {de} } @phdthesis{Wender2009, author = {Wender, Katrin}, title = {Das virtuelle Bauwerk als Informationsumgebung f{\"u}r die Planung im Bestand : Zur Organisation und Strukturierung einer digitalen Bauwerksakte}, isbn = {978-3-95773-138-8}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1400}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090826-14777}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Objektorientierte Bauwerksmodelle sind derzeit Gegenstand umfangreicher Foschungsaktivit{\"a}ten zur rechnerinternen Verwaltung bauwerksbezogener Informationen. Ein in diesem Rahmen diskutierter Ansatz ist die Realisierung eines virtuellen rechnerinternen Bauwerks in Form eines variablen Verbundes fachspezifischer objektorientierter Modelle. Diese Organisationsform der rechnerinternen Repr{\"a}sentation eignet sich einerseits aufgrund ihrer Flexibilit{\"a}t sehr gut f{\"u}r eine lebensphasen{\"u}bergreifende Fortschreibung als digitale Bauwerksakte. Eine solche Bauwerksakte bildet eine wichtige Informationsgrundlage f{\"u}r die Planung von Instandhaltungs-, Modernisierungs-, \Umbau- oder Erweiterungsmaßnahmen in sp{\"a}teren Lebensphasen des Bauwerks. Andererseits erschwert die dezentrale Organisationsform des Modellverbundes jedoch die Informationssuche, was in erster Linie durch das Vorhandensein multipler Repr{\"a}sentationen einzelner Realweltobjekte sowie die Komplexit{\"a}t der am Verbund beteiligten Modellschemata bedingt ist. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines generischen Systemkerns als Basis f{\"u}r eine projektbezogen konfigurierbare Informationsumgebung, die insbesondere in fr{\"u}hen Projektphasen einen handhabbaren Zugang zu den im Modellverbund verwalteten Informationen bereitstellen kann. Der vorgeschlagene L{\"o}sungsansatz erweitert den Modellverbund um eine Erschließungsstruktur, in der die einzelnen Elemente der individuellen baulich-r{\"a}umlichen Struktur durch eindeutige Identifikatoren vertreten werden. Mit den Identifikatoren werden jeweils die fachspezifischen Repr{\"a}sentationen des Objektes verkn{\"u}pft und sind somit von einem zentralen Einstiegspunkt aus erreichbar. Der generische Systemkern definiert eine objektorientierte Datenstruktur zur Verwaltung der jeweils projektbezogen auszupr{\"a}genden Erschließungsstruktur. Die Interaktion mit dem erschlossenen Informationsraum erfordert eine entsprechende Nutzerschnittstelle, die in der Lage ist, nicht vorhersehbaren, spontan entstehenden Informationsbedarf zu bedienen. Dar{\"u}ber hinaus soll sie konfigurierbar sein bez{\"u}glich der unterst{\"u}tzten Suchstrategien. Der L{\"o}sungsansatz sieht eine hierarchische Organisationstruktur der Nutzerschnittstelle vor, die eine modulare Erweiterung erm{\"o}glicht. Ein entsprechender Kern der Nutzerschnittstelle wird als objektorientiertes Framework spezifiziert. Die Erschließungsstruktur und die Nutzerschnittstelle werden unter Anwendung des objektorientierten Paradigmas entwickelt und mit Hilfe einer formalen Notation auf implementierungsunabh{\"a}ngiger Ebene beschrieben. Anhand exemplarischer Umsetzungen kritischer Systemteile wird die prinzipielle Realisierbarkeit des beschriebenen Systems nachgewiesen.}, subject = {Bauplanung}, language = {de} } @misc{Mueller2009, type = {Master Thesis}, author = {M{\"u}ller, Christian}, title = {Nachgr{\"u}ndung und Fundamentverbesserung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1388}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090609-14738}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit den bodenmechanischen Ursachen von Gr{\"u}ndungssch{\"a}den sowie Techniken zu deren Sanierung. Kernaufgabe ist es, einen Auswahlprozess zu entwickeln, mit dem im konkreten Schadensfall das zweckm{\"a}ßigste technische Verfahren zur Sanierung bestimmt werden kann. Hierzu werden zun{\"a}chst m{\"o}gliche Schadensursachen katalogisiert. Anschließend werden die gegenw{\"a}rtig in Deutschland gebr{\"a}uchlichsten Sanierungstechniken analysiert und einander gegen{\"u}bergestellt. Zur Ermittlung der geeignetsten Sanierungstechnik in einem realen Projekt wird ein allgemeiner zweistufiger Entscheidungsalgorithmus vorgeschlagen. Dieser setzt sich aus einem Entscheidungsbaum mit anschließender Nutzwertanalyse zusammen. Ergebnis des Algorithmus' ist ein Ranking, welches die infrage kommenden Techniken nach ihrem Nutzen f{\"u}r die Sanierung ordnet. Anhand zweier Praxisbeispiele - dem Schloss Schwerin und der St. Jacobi-Schlosskirche in Osterode am Harz - wird abschließend die Wirkungsweise des Algorithmus demonstriert. Ergebnis der Arbeit ist, dass die Formulierung eines allgemeinen entscheidungsbaumes, der jedwede Eventualit{\"a}t einer speziellen Bauaufgabe ber{\"u}cksichtigt, nahezu unm{\"o}glich ist. Der entwickelte Entscheidungsbaum ist mitunter noch zu ungenau um die Auswahl an Techniken ausreichend einzuschr{\"a}nken. Die darum als zweite Stufe etablierte Nutzwertanalyse erwies sich als effiziente und transparente Entscheidungshilfe. Bei ihr ist jedoch die Gefahr einer subjektiven Beeinflussung der Entscheidung durch den Planer gegeben. In einem konkreten Projekt k{\"o}nnte durch eine Verfeinerung des Baumes seine Selektion wesentlich verbessert werden, so dass am Ende nur eine einzige Technik als zweckm{\"a}ßigste ausgewiesen wird. Eine Nutzwertanalyse k{\"o}nnte in diesem Fall als zweite Stufe entfallen.}, subject = {Nachgr{\"u}ndung}, language = {de} } @phdthesis{Bode2009, author = {Bode, Kay-Andr{\´e}}, title = {Aspekte der koh{\"a}siven und adh{\"a}siven Eigenschaften von PCC}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1385}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090513-14696}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Die Abk{\"u}rzung PCC bezieht sie sich hier auf Polymer modified Cement Concrete, also mit Kunststoffen modifizierte M{\"o}rtel und Betone. Hierf{\"u}r hat sich diese Abk{\"u}rzung auch international durchgesetzt. Sie bezeichnet Baustoffe, die neben dem mineralischen Bindemittel Zement auch Kunststoffe enthalten. Zement und Kunststoff erzielen im sp{\"a}teren M{\"o}rtel bzw. Beton eine gemeinschaftliche Bindemittelwirkung. Wiederholter Gegenstand von Schadensf{\"a}llen ist das Versagen des Haftverbundes zu anderer Bausubstanz. Da PCC h{\"a}ufig als d{\"u}nne Schutzschicht auf vorhandenen Beton aufgetragen werden, f{\"u}hrt ein Versagen der Adh{\"a}sion fr{\"u}her oder sp{\"a}ter auch zu einem Versagen dieser Schutzfunktion. Umgekehrt kann ein Versagen des Schutzes infolge von Rissen im PCC auch im Nachhinein zum Abl{\"o}sen der Beschichtung f{\"u}hren. Urs{\"a}chlich f{\"u}r dieses koh{\"a}sive Versagen sind dabei i. d. R. die Auswahl falscher bzw. nicht aufeinander abgestimmter Baustoffsysteme oder schlicht Verarbeitungsfehler. Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, welchen Einfluss die koh{\"a}siven und adh{\"a}siven Eigenschaften von PCC auf deren Dauerhaftigkeit, insbesondere bei der Anwendung als Beschichtungsmaterial, haben. Dazu wurden vier maßgebliche Schwerpunkte bearbeitet. Eine zentrale Rolle f{\"u}r die Dauerhaftigkeit eines Beschichtungsmaterials spielt dessen L{\"a}ngen{\"a}nderungsverhalten. Der Betrag der positiven und negativen L{\"a}ngen{\"a}nderungen ist bestimmend f{\"u}r die Spannungen, die im Beschichtungsmaterial entstehen k{\"o}nnen. Sind die auftretenden Spannungen h{\"o}her als die Zugfestigkeit des PCC erfolgt der Spannungsabbau durch Risse. Es kommt also zum Koh{\"a}sionsversagen im M{\"o}rtel. Wird der PCC als Beschichtungsmaterial genutzt, werden die Spannungen im Idealfall {\"u}ber die Verbundebene zum Beschichtungsuntergrund {\"u}bertragen. {\"U}bersteigen dabei diese Spannungen die maximal aufnehmbaren Verbundspannungen, kommt es zum Adh{\"a}sionsversagen zwischen Beschichtung und Untergrund. In Modellversuchen werden die Effekte des L{\"a}ngen{\"a}nderungsverhaltens kunststoffmodifizierter Zementsteine auf den Haftverbund zu einer Gesteinsk{\"o}rnung untersucht. Dadurch werden R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Koh{\"a}sion innerhalb der PCC durch die Beschreibung des adh{\"a}siven Verbundes zwischen Zementsteinmatrix und Gesteinsk{\"o}rnung gezogen. Neben der L{\"a}ngen{\"a}nderung sind auch die Festigkeitseigenschaften der PCC bedeutsam f{\"u}r deren Dauerhaftigkeit. Es werden die Festigkeitseigenschaften kunststoffmodifizierter M{\"o}rtel und Betone nicht nur von der mechanischen Seite betrachtet. Der Focus liegt vielmehr auf der Beschreibung der durch die Kunststoffe beeinflussten koh{\"a}siven Eigenschaften bei mechanischer Belastung. Es wird das Verhalten der polymeren Matrix nach einer Kurzzeitbelastung untersucht. Damit werden die Vorg{\"a}nge, die letztlich zu einer Beeinflussung der Festigkeitseigenschaften f{\"u}hren, dargestellt. In diesem Zusammenhang wird auch der Einfluss der Temperatur auf die Festigkeit der PCC betrachtet. Die Untersuchung des Frost-Taumittel-Widerstandes mittels CDF- bzw. CIF-Verfahrens ist eine gute M{\"o}glichkeit, neben der Beurteilung der Dauerhaftigkeit auch R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die koh{\"a}siven als auch, im mikroskopischen Maßstab betrachtet, die adh{\"a}siven Eigenschaften der PCC zu ziehen. Damit ist gemeint, dass die Koh{\"a}sion von PCC durch deren adh{\"a}sive Eigenschaften zwischen kunststoffmodifizierter Zementsteinmatrix und Gesteinsk{\"o}rnern maßgeblich bestimmt wird. Einerseits kann bei starkem Abfall des relativen dynamischen E-Moduls von einer geringeren Koh{\"a}sion des PCC ausgegangen werden. Dies w{\"u}rde dann bei einem M{\"o}rtel eher zu Rissen f{\"u}hren, {\"u}ber die wiederum betonaggressive Medien eindringen k{\"o}nnen. Im Gegensatz dazu deutet ein konstant bleibender relativer dynamischer E-Modul auf eine hohe Koh{\"a}sion und damit, bei Anwendung des PCC als Beschichtungsmaterial, auf ein h{\"o}heres adh{\"a}sives Versagensrisiko der Beschichtung hin. Andererseits stellt eine h{\"o}here Abwitterung, also sozusagen das schichtenweise koh{\"a}sive Versagen, eine Gefahr bei d{\"u}nnen Beschichtungen dar. Dies k{\"o}nnte noch durch die Anwendung anderer Taumittel (z. B. organischer) verst{\"a}rkt werden. Unter diesen Gesichtspunkten wurden Untersuchungen auf der Basis des CDF-Testes sowie zur L{\"o}sungsaufnahmef{\"a}higkeit der PCC durchgef{\"u}hrt. Der adh{\"a}sive Verbund von PCC zu Beton ist von vielen Faktoren abh{\"a}ngig. Bisher kaum betrachtet wurde die Art des Aufbringens oder der Einfluss der Probengeometrie bei Laborversuchen. Diese sowie der Einfluss einer Salzbelastung des Untergrundes bzw. der Beschichtung wurden untersucht. Ein Teil der durchgef{\"u}hrten Untersuchungen wurde im Rahmen des Teilprojektes B3 „Dauerhaftigkeit polymermodifizierter M{\"o}rtel und Betone" des von der DFG gef{\"o}rderten Sonderforschungsbereiches 524 „Werkstoffe und Konstruktionen f{\"u}r die Revitalisierung von Bau-werken" realisiert.}, subject = {Betonzusatz}, language = {de} } @phdthesis{Eckardt2009, author = {Eckardt, Stefan}, title = {Adaptive heterogeneous multiscale models for the nonlinear simulation of concrete}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1416}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100317-15023}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {The nonlinear behavior of concrete can be attributed to the propagation of microcracks within the heterogeneous internal material structure. In this thesis, a mesoscale model is developed which allows for the explicit simulation of these microcracks. Consequently, the actual physical phenomena causing the complex nonlinear macroscopic behavior of concrete can be represented using rather simple material formulations. On the mesoscale, the numerical model explicitly resolves the components of the internal material structure. For concrete, a three-phase model consisting of aggregates, mortar matrix and interfacial transition zone is proposed. Based on prescribed grading curves, an efficient algorithm for the generation of three-dimensional aggregate distributions using ellipsoids is presented. In the numerical model, tensile failure of the mortar matrix is described using a continuum damage approach. In order to reduce spurious mesh sensitivities, introduced by the softening behavior of the matrix material, nonlocal integral-type material formulations are applied. The propagation of cracks at the interface between aggregates and mortar matrix is represented in a discrete way using a cohesive crack approach. The iterative solution procedure is stabilized using a new path following constraint within the framework of load-displacement-constraint methods which allows for an efficient representation of snap-back phenomena. In several examples, the influence of the randomly generated heterogeneous material structure on the stochastic scatter of the results is analyzed. Furthermore, the ability of mesoscale models to represent size effects is investigated. Mesoscale simulations require the discretization of the internal material structure. Compared to simulations on the macroscale, the numerical effort and the memory demand increases dramatically. Due to the complexity of the numerical model, mesoscale simulations are, in general, limited to small specimens. In this thesis, an adaptive heterogeneous multiscale approach is presented which allows for the incorporation of mesoscale models within nonlinear simulations of concrete structures. In heterogeneous multiscale models, only critical regions, i.e. regions in which damage develops, are resolved on the mesoscale, whereas undamaged or sparsely damage regions are modeled on the macroscale. A crucial point in simulations with heterogeneous multiscale models is the coupling of sub-domains discretized on different length scales. The sub-domains differ not only in the size of the finite elements but also in the constitutive description. In this thesis, different methods for the coupling of non-matching discretizations - constraint equations, the mortar method and the arlequin method - are investigated and the application to heterogeneous multiscale models is presented. Another important point is the detection of critical regions. An adaptive solution procedure allowing the transfer of macroscale sub-domains to the mesoscale is proposed. In this context, several indicators which trigger the model adaptation are introduced. Finally, the application of the proposed adaptive heterogeneous multiscale approach in nonlinear simulations of concrete structures is presented.}, subject = {Beton}, language = {en} } @phdthesis{Schaeffel2009, author = {Sch{\"a}ffel, Patrick}, title = {Zum Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel und Wirkstoffe auf das autogene Schwinden und weitere Eigenschaften von Zementstein}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1404}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20091007-14885}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Seit Anfang der 80er Jahre stehen Zusatzmittel (engl. Shrinkage Reducing Admixture - SRA) der bauchemischen Industrie zur Verf{\"u}gung, die das Schwinden von Zementstein und Beton reduzieren k{\"o}nnen. In der vorliegenden Arbeit wurden die Wirkungsmechanismen schwindreduzierender Zusatzmittel (SRA) und darin enthaltener Wirkstoffe in Zementstein systematisch untersucht. Es hat sich gezeigt, dass das autogene Schwinden von Zementstein wurde durch handels{\"u}bliche Schwindreduzierer und darin enthaltene Wirkstoffe im Alter von einem halben Jahr um bis zu 77 \% reduziert. Durch Schwindreduzierer wurden in Bezug auf die jeweiligen Referenzproben ohne SRA die Anteile an Gelporen im Zementstein erh{\"o}ht und die Anteile an Kapillarporen verringert. Gleichzeitig stellte sich in den Zementsteinen mit Schwindreduzierer bzw. den darin enthaltenen Wirkstoffen bei konservierender Lagerung eine h{\"o}here innere Ausgleichsfeuchte ein als in den jeweiligen Referenzproben ohne SRA. Die bisherige Annahme, die Abminderung des Schwindens durch SRA sei nur auf die Reduzierung der Oberfl{\"a}chenspannung der Porenl{\"o}sung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren, ist nur bedingt zutreffend. W{\"a}hrend der Hydratation des Zements wird Wasser verbraucht und in Hydratphasen eingebaut. Hierbei reichern sich die SRA-Molek{\"u}le in der Porenl{\"o}sung des Zementsteins an und verst{\"a}rken die Spaltdruckwirkung der Porenl{\"o}sung zwischen den Gelpartikeln. Dadurch wird das autogene Schwinden des Zementsteins vermindert.}, subject = {Schwinden}, language = {de} } @phdthesis{SchwarzTatrin2009, author = {Schwarz-Tatrin, Anja}, title = {Wirkmechanismen anorganischer Sekund{\"a}rrohstoffe in silicatkeramischen Massen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1399}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090804-14836}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Keramische Werkstoffe stellen bew{\"a}hrte, {\"a}sthetisch ansprechende und dauerhafte Baustoffe dar. Sie k{\"o}nnen als {\"o}kologisch wertvoll, gesund und wirtschaftlich eingestuft werden (Wagner et al. 1998)... Zum Einsatz von Sekund{\"a}rrohstoffen in keramische Massen, d.h. zur Herstellung keramischer Erzeugnisse wurden bereits zahlreiche Untersuchungen durchgef{\"u}hrt. ... Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit liegt daher in der umfassenden Beurteilung des Einsatzes von Sekund{\"a}rrohstoffen in silikatkeramische Massen. Als Sekund{\"a}rrohstoffe wurden Gesteins- sowie Glas- bzw. glashaltige Reststoffe unterschiedlicher Zusammensetzungen gew{\"a}hlt. ...}, subject = {Wertstoff}, language = {de} } @phdthesis{Unger2009, author = {Unger, J{\"o}rg F.}, title = {Neural networks in a multiscale approach for concrete}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1392}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090626-14763}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {From a macroscopic point of view, failure within concrete structures is characterized by the initiation and propagation of cracks. In the first part of the thesis, a methodology for macroscopic crack growth simulations for concrete structures using a cohesive discrete crack approach based on the extended finite element method is introduced. Particular attention is turned to the investigation of criteria for crack initiation and crack growth. A drawback of the macroscopic simulation is that the real physical phenomena leading to the nonlinear behavior are only modeled phenomenologically. For concrete, the nonlinear behavior is characterized by the initiation of microcracks which coalesce into macroscopic cracks. In order to obtain a higher resolution of this failure zones, a mesoscale model for concrete is developed that models particles, mortar matrix and the interfacial transition zone (ITZ) explicitly. The essential features are a representation of particles using a prescribed grading curve, a material formulation based on a cohesive approach for the ITZ and a combined model with damage and plasticity for the mortar matrix. Compared to numerical simulations, the response of real structures exhibits a stochastic scatter. This is e.g. due to the intrinsic heterogeneities of the structure. For mesoscale models, these intrinsic heterogeneities are simulated by using a random distribution of particles and by a simulation of spatially variable material parameters using random fields. There are two major problems related to numerical simulations on the mesoscale. First of all, the material parameters for the constitutive description of the materials are often difficult to measure directly. In order to estimate material parameters from macroscopic experiments, a parameter identification procedure based on Bayesian neural networks is developed which is universally applicable to any parameter identification problem in numerical simulations based on experimental results. This approach offers information about the most probable set of material parameters based on experimental data and information about the accuracy of the estimate. Consequently, this approach can be used a priori to determine a set of experiments to be carried out in order to fit the parameters of a numerical model to experimental data. The second problem is the computational effort required for mesoscale simulations of a full macroscopic structure. For this purpose, a coupling between mesoscale and macroscale model is developed. Representative mesoscale simulations are used to train a metamodel that is finally used as a constitutive model in a macroscopic simulation. Special focus is placed on the ability of appropriately simulating unloading.}, subject = {Beton}, language = {en} } @phdthesis{Golbs2009, author = {Golbs, Christian}, title = {Probabilistische seismische Gef{\"a}hrdungsanalysen auf der Grundlage von Epizentrendichten und ihre ingenieurpraktischen Anwendungsgebiete}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1412}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100112-14982}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Ziel der Arbeit ist es, eine neue Methode der seismischen Gef{\"a}hrdungsabsch{\"a}tzung vorzustellen. Es wird die Absch{\"a}tzung der seismischen Gef{\"a}hrdung ohne die h{\"a}ufig angewandten Einteilungen in seismische Quellzonen beschrieben. Die vorgestellte Methode basiert auf Nachbarschaftsanalysen von Epizentren. Diese Nachbarschaftsanalysen erm{\"o}glichen ein selbst generierendes seismisches Quellenmodell. Entwicklung, Parameterstudien und Anwendung der Methode werden gezeigt.}, subject = {Gef{\"a}hrdung}, language = {de} } @misc{Schwedler2009, type = {Master Thesis}, author = {Schwedler, Michael}, title = {Untersuchungen adaptiver Modellanpassungen f{\"u}r Probleme dynamischer Bauwerks-Bodeninteraktion}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1405}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20091022-14896}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Die Eigenschaften des Baugrunds k{\"o}nnen das dynamische Verhalten eines Bauwerks in erheblichem Maße beeinflussen. Um daraus resultierende Ver{\"a}nderungen der Tragwerksbeanspruchung ermitteln zu k{\"o}nnen, muss der Boden in den Berechnungsmodellen zur Bestimmung der Tragwerksbeanspruchung ber{\"u}cksichtigt werden. Die m{\"o}glichen Modellierungsvarianten unterscheiden sich in ihrer Komplexit{\"a}t erheblich. Im Rahmen dieser Arbeit wird das dynamische Verhalten eines konkreten Bauwerks, der Millikan Library, an einem numerischen Modell untersucht. W{\"a}hrend das Partialmodell Bauwerk w{\"a}hrend der Untersuchungen unver{\"a}ndert bleibt, werden f{\"u}r den Boden verschiedene Modellierungsvarianten verwendet. Allen Bodenmodellen gemein ist, dass sie auf einfachen, gekoppelten Feder-D{\"a}mpferelementen beruhen. Die mit den unterschiedlichen Modellierungsvarianten des Bodens erzielten Ergebnisse werden einander gegen{\"u}ber gestellt und mit dem, im Rahmen anderer Arbeiten experimentell bestimmten, dynamischen Verhalten des untersuchten Bauwerks verglichen.}, subject = {Boden-Bauwerk-Wechselwirkung}, language = {de} } @misc{Braun2009, type = {Master Thesis}, author = {Braun, Katinka}, title = {„Optimierung der Methodik zur Erstellung von Hochwassergefahrenkarten durch verbesserte Nutzung hochaufgel{\"o}ster digitaler Gel{\"a}ndemodelle"}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1223}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090202-14610}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {In Baden-W{\"u}rttemberg werden derzeit f{\"u}r ca. 12.500 km Gew{\"a}sser Hochwassergefahrenkarten erstellt. Hierf{\"u}r sind umfangreiche hydraulische Berechnungen erforderlich, die es zu optimieren gilt. Bei der Wasserspiegellagenermittlung kommen zumeist eindimensionale Berechnungsverfahren zum Einsatz bei denen die Topografie der Gew{\"a}sser und Vorl{\"a}nder {\"u}ber Querprofile erfasst werden. Im Rahmen der Hochwassergefahrenkartenerstellung werden diese Querprofile zum einen im Bereich des Gew{\"a}ssers {\"u}ber kostenintensive, terrestrische Vermessung und zum anderen im Bereich der Vorl{\"a}nder {\"u}ber ein digitales Gel{\"a}ndemodell (DGM) bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe die Querprofilerstellung und damit insgesamt die Methodik zur Erstellung der Hochwassergefahrenkarten verbessert werden kann.Das Verfahren erm{\"o}glicht es, unter optimaler Ausnutzung sowohl der vorhandenen terrestrischen Vermessungsdaten, als auch des hochaufgel{\"o}sten digitalen Gel{\"a}ndemodells zus{\"a}tzlich zur vorhandenen Vermessung an beliebigen Stellen Erg{\"a}nzungsquerprofile zu generieren. Des Weiteren wurde mittels Sensitivit{\"a}tsanalyse untersucht, welche Auswirkungen eine Verringerung der Anzahl von vermessenen Querprofilen auf die Wasserst{\"a}nde haben.}, subject = {Digitales Gel{\"a}ndemodell}, language = {de} } @book{Schaedel2008, author = {Schaedel, Volker}, title = {Public Private Partnership als strategisches Gesch{\"a}ftsfeld mittelst{\"a}ndischer Bauunternehmen}, isbn = {978-3-86068-339-2}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1228}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080218-12980}, year = {2008}, abstract = {Die {\"o}ffentliche Hand setzt zunehmend bei der Beschaffung von Bauwerken auf Alternativen, da aufgrund der negativen finanziellen Entwicklung der {\"o}ffentlichen Haushalte die notwendigen Investitionsmaßnahmen nicht mehr oder nur eingeschr{\"a}nkt umgesetzt werden. Seit Anfang 2000 geh{\"o}ren auch die Modelle Public Private Partnerships (PPP - auch {\"O}ffentlich Private Partnerschaften genannt) zu diesen Alternativen. Dabei werden unter Ber{\"u}cksichtigung des Lebenszyklusansatzes alle Wertsch{\"o}pfungsstufen von Bauwerken - Planen, Bauen, Finanzieren, Betreiben, ggf. Verwerten - integriert und als Gesamtleistung ausgeschrieben. Damit kann es m{\"o}glich sein, Effizienzvorteile von bis zu 20\% gegen{\"u}ber der konventionellen Beschaffung zu erreichen. Bauunternehmen sind gefordert, sich dieser neuen Beschaffungsvariante anzupassen, wenn sie entsprechende Leistungen anbieten wollen. Sie {\"u}bernehmen im Kerngesch{\"a}ft die Errichtung und bauliche Erhaltung von Bauwerken. Auf Grund der Integration aller Wertsch{\"o}pfungsstufen sind Bauunternehmen gefordert, ihre Leistungen mit den anderen am Lebenszyklus von Bauwerken beteiligten Partner zu koordinieren und in einen Gesamtzusammenhang zu stellen. Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Strategieprozessmodells, dass mittelst{\"a}ndischen Bauunternehmen die Erarbeitung einer eigenen Strategie f{\"u}r das Gesch{\"a}ftsfeld PPP erm{\"o}glicht. Dabei gilt es, die besonderen Herausforderungen des Gesch{\"a}ftsfeldes ebenso wie die Besonderheiten mittelst{\"a}ndischer Bauunternehmen zu ber{\"u}cksichtigen. Eine strategische Vorgehensweise bei der Erschließung des f{\"u}r Bauunternehmen neuen Gesch{\"a}ftsfeldes ist notwendig, da nicht nur die Vorlauf- und Angebotskosten bei PPP-Projekten um ein Vielfaches h{\"o}her sind als bei konventionellen Bauprojekten, sondern auch die Herausforderungen und Risiken von PPP-Projekten sich deutlich von der bisherigen T{\"a}tigkeit unterscheiden. Eine Beteiligung am Gesch{\"a}ftsfeld ohne Strategie kann unter Umst{\"a}nden den Bestand des gesamten Bauunternehmens gef{\"a}hrden. Mit Hilfe des entwickelten Strategieprozessmodells sollen praktisch anwendbare Handlungsempfehlungen abgeleitet werden, die in der betrieblichen Praxis zur Diskussion gestellt und unternehmensspezifisch weiterentwickelt werden k{\"o}nnen. Die Anwendung des Modells erm{\"o}glicht mittelst{\"a}ndischen Bauunternehmen, die Stellung des Unternehmens im Bezug zum neuen Gesch{\"a}ftsfeld PPP zu identifizieren und daraus R{\"u}ckschl{\"u}sse f{\"u}r eine Beteiligung am Gesch{\"a}ftsfeld PPP zu ziehen.}, subject = {Bauwirtschaft}, language = {de} } @phdthesis{Fischer2008, author = {Fischer, Lars-Henning}, title = {Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Behelfsverkehrsf{\"u}hrungen an Autobahnarbeitsstellen unter Ber{\"u}cksichtigung der Querschnittsabmessungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1401}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090923-14846}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Entsprechend des jeweiligen Erhaltungszustandes einer Straße m{\"u}ssen immer wieder Arbeitsstellen eingerichtet werden, um Baumaßnahmen zum Substanzerhalt der Straßeninfrastruktur durchzuf{\"u}hren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit solchen Arbeitsstellen an vierstreifigen Autobahnen. F{\"u}r vierstreifige Autobahnen ergibt sich aus den bestehenden Regelwerken und Anforderungen des Straßenbaulasttr{\"a}gers die Erfordernis, m{\"o}glichst Behelfsverkehrsf{\"u}hrungen der Form 4+0 einzurichten. Ferner sollen die beiden Fahrtrichtungen zur Erh{\"o}hung der Verkehrssicherheit m{\"o}glichst durch transportable Schutzeinrichtungen getrennt werden. Unter Ber{\"u}cksichtigung der Mindestwerte die in den g{\"u}ltigen Regelwerken f{\"u}r Behelfsfahrstreifen genannt werden, ergibt sich f{\"u}r eine Behelfsverkehrsf{\"u}hrung der Form 4+0, mit Trennung des Gegenverkehrs durch transportable Schutzeinrichtungen, eine Mindestbreite von 12,0 m, die als befestigte Fl{\"a}che zur Verf{\"u}gung stehen muss. In der Praxis haben die Richtungsfahrbahnen von vierstreifigen Autobahnen in der Regel Breiten der befestigten Fl{\"a}che von deutlich weniger als 12,0 m. Daher werden in der Baupraxis Kompromissl{\"o}sungen eingesetzt, die im wesentlichen darauf beruhen, entweder eine andere Verkehrsf{\"u}hrung als 4+0 einzusetzen, auf die Trennung mittels transportabler Schutzeinrichtung zu verzichten, die Fahrstreifenbreiten unter das geforderte Mindestmaß zu verringern oder die Breite der befestigten Fl{\"a}che im Vorfeld der Maßnahme baulich zu verbreitern. Die vorliegende Arbeit nimmt sich dieser Problematik an. Hierzu werden die bestehenden Anforderungen und Randbedingungen analysiert, die hieraus resultierenden Konflikte beschrieben und die in der Praxis eingesetzten Varianten, Kombinationen aus Behelfsfahrstreifenbreiten, Verkehrsf{\"u}hrung und Trennungssystem, vergleichend bewertet. Dieser Vergleich erfolgt f{\"u}r verschiedene Breiten der Richtungsfahrbahnen und f{\"u}r verschiedene Verkehrsst{\"a}rken. Aufgabe des Vergleichs war es, die Variante herauszufinden, welche unter bestimmten Randbedingungen (wie z. B. Verkehrsst{\"a}rke, H{\"o}he der Baukosten) die niedrigsten volkswirtschaftlichen Gesamtkosten aufweist. Als Vergleichsverfahren wurde ein volkswirtschaftlicher Ansatz gew{\"a}hlt. F{\"u}r die Durchf{\"u}hrung des volkswirtschaftlichen Vergleiches wurde zun{\"a}chst analysiert, auf welche bewertungsrelevanten Gr{\"o}ßen sich die untersuchten Varianten auswirken. Hierbei stellten sich die Gr{\"o}ßen Investitionskosten, Arbeitsstellendauer, Fahrzeuggeschwindigkeiten und Unfallkosten als die relevanten Einflussgr{\"o}ßen dar. Die Wirkungen der eingesetzten Varianten auf die relevanten Einflussgr{\"o}ßen mussten im Rahmen der vorliegenden Arbeit quantifiziert werden. Die Quantifizierung der Wirkungen erfolgte daher weitgehend im Rahmen der vorliegenden Arbeit, bestehende Kenntnisl{\"u}cken konnten durch die vorliegende Arbeit verkleinert werden. Als Grundlage zur Quantifizierung der Wirkungen konnte dabei auf vorhandene empirische Daten und Auswertungen zur{\"u}ckgegriffen werden. Zur Absicherung der, durch das volkswirtschaftliche Bewertungsverfahren erzielten Berechnungsergebnisse, wurden in der Berechnung maßgebliche Kenngr{\"o}ßen variiert. Hierdurch konnten Aussagen zur Sensitivit{\"a}t der Berechnungsergebnisse erzielt werden. Die Arbeit zeigt, dass ein Vergleich der betrachteten Varianten mit dem in der Arbeit angepassten Bewertungsverfahren m{\"o}glich ist. F{\"u}r die untersuchten Varianten wurden jeweils deren volkswirtschaftliche Vor- und Nachteile herausgearbeitet und aufgezeigt, aus welchen der betrachteten Felder (Verkehrsablauf, Verkehrssicherheit, Kosten, Umwelt) diese Vor- und Nachteile resultieren. Die erzielten Berechnungsergebnisse wurden dahingehend ausgearbeitet, dass Einsatzempfehlungen f{\"u}r die einzelnen Varianten gegeben werden konnten. Dabei wurden jeweils Empfehlungen f{\"u}r vier verschiedene Breiten der befestigten Fl{\"a}che, drei unterschiedliche Baukostenans{\"a}tze und sechs verschiedene Verkehrsst{\"a}rken gegeben. Durch die Arbeit konnten einige bislang vorhandene Kenntnisl{\"u}cken geschlossen bzw. verkleinert werden, dies betrifft z. B. die Darstellung der Zusammenh{\"a}nge zwischen Behelfsverkehrsf{\"u}hrung, Baukosten und Bauzeit, die Ermittlung von Unfallkenngr{\"o}ßen f{\"u}r verschiedene Verkehrsf{\"u}hrungen und Behelfsfahrstreifenbreiten, die Ermittlung von Verkehrsst{\"a}rke-Geschwindigkeitsbeziehungen f{\"u}r verschiedene Verkehrsf{\"u}hrungen und Behelfsfahrstreifenbreiten sowie die Ableitung von Mindestbreiten von Behelfsfahrstreifen. Durch die Arbeit konnte auch aufgezeigt werden, dass in einigen Teilbereichen noch weiterer Forschungsbedarf besteht.}, subject = {Wirtschaftlichkeit}, language = {de} } @phdthesis{Pang2008, author = {Pang, Zhiqi}, title = {Phosphorus enrichment in the treatment of pig manure in China using anaerobic digestion technology}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1293}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080704-13640}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Phosphorus (P) is a key irreplaceable nutrient element in all life forms. Almost all phosphorus used by society is mined from non-renewable phosphate rock. Approximately 80\% of global phosphate rock consumption is used for fertilizer production. However, as a finite resource, the world phosphate reserve could be exhausted within the next 100-250 years. The phosphate resource in China is also limited. The exploitable deposits could be exhausted within 70 years. Investigations show that the largest recoverable phosphate resource in China is found in animal manure. It was estimated that the potential phosphate resource in intensive-scale animal plants accounts for 47\% of the total consumption of phosphate rock of the country each year. Pig manure contains phosphorus and nitrogen in high concentration. The objective of this study is to investigate forced P-precipitation in pig manure combined with anaerobic digestion; when biogas is generated, an enriched P-containing digested manure sludge can be obtained. Anaerobic digestion experiments indicated that total concentrations of phosphorus (TP) and kjeldahl nitrogen (TKN) remained basically constant before and after anaerobic digestion. However, the composition of nitrogen and phosphorus in digested manure was quite different; 37.7\% of phosphorus existed as PO4-P in the raw pig manure, whilst 20.8\% of PO4-P was present in the digested pig manure. NH4-N accounted for 50.4\% of the total TKN in raw pig manure, while most of the TKN in digested manure (79.3\%) was composed of NH4-N. The pH value of pig manure rose by 0.88 units after anaerobic digestion. PO4-P was reduced by 45\% during anaerobic digestion. The average molar ratios of Mg/P and Ca/P achieved were 1.3 and 1.7. It was found that solid/liquid separation has little influence on the change in the molar ratios. The optimal position for P-precipitation is after anaerobic digestion. P-precipitation should be conducted in homogeneous digested pig manure. The ideal pH range for P-precipitation is between 8.0 and 9.5. In the pH range of 8.8-9.5, struvite precipitation dominates the precipitation reaction. The existence of calcium ions results in competitive reaction with magnesium ions. In the pH range of 8.0-8.8, calcium phosphate was apt to form. Both MgCl2•6H2O and MgO can be adopted as a magnesium source. MgO is suitable for supplementation in raw manure. Without the addition of other alkali, the pH value rose to 8.5. Nearly 85\% of soluble phosphorus (PO4-P) could be removed from liquid portion. MgCl2•6H2O has good solubility. When MgCl2•6H2O was used at a pH value of 9.0, the equilibrium time required was 30 minutes. The appropriate Mg2+/PO4-P molar ratio was 1.3. Under these conditions, whether with raw or digested manure, 90\% of PO4-P could be removed. Forced P-precipitation combined with anaerobic digestion is suitable for application in China. More than 90\% of the soluble phosphorus could be removed from the liquid portion of pig manure through forced P-precipitation. With the aid of flocculants, 95.7\% of the total phosphorus could be precipitated in the final manure solid.}, language = {en} } @phdthesis{Arifin2008, author = {Arifin, Yulian Firmana}, title = {Thermo-hydro-mechanical behavior of compacted bentonite-sand mixtures: an experimental study}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.852}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081006-14288}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Heat, gas, and leachate are primary by-products of landfill processes in municipal solid waste landfills. In nuclear waste repository, temperature of the waste also raises due to radioactivity processes. Temperature increase in the repository induces hydro-mechanical processes of its sealing material. Moderate to high temperature is expected to be encountered in the field situation. In this thesis, a study on the thermo-hydro-mechanical behavior of compacted bentonite-sand mixtures which are among the materials proposed to be used as sealing material for landfills and hazardous waste repository is presented. Mixtures of a calcium-type bentonite, Calcigel, and quartz sand were used in this study. Series of tests including suction and swelling pressure measurement, drying-wetting under unconfined and confined conditions were conducted at a moderately high temperature. Tests at room temperature including basic and physico-chemical characterization, microstructure and fabric studies, and osmotic suction were conducted in order to provide insight into understanding the hydro-mechanical processes taking place in the bentonite. The experimental data obtained are presented and compared to the result of the previous tests for the same material performed by other researchers at room temperature. The changes in hydro-mechanical behavior due to elevated temperature were analyzed and discussed based on the suction components of soil which are influenced by temperature. At the end, conclusions concerning the temperature effects on the hydro-mechanical behavior of the materials are drawn and suggestions for future studies are made.}, subject = {Temperatur}, language = {en} } @phdthesis{Zellmann2008, author = {Zellmann, Hans-Dieter}, title = {Metaphosphat - modifizierte Silikatbinder als Basis s{\"a}urebest{\"a}ndiger Beschichtungsmaterialien}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1372}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081127-14385}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {M{\"o}rtel basierend auf erh{\"a}rtetem Wasserglas als Binder weisen eine ausgesprochen gute Best{\"a}ndigkeit im Kontakt mit stark sauren Medien auf; unzureichend hingegen ist die che-mische Best{\"a}ndigkeit im Kontakt mit alkalischen bis schwachsauren Medien. Ziel der Un-tersuchungen ist eine Verbesserung der Wasserbest{\"a}ndigkeit von Natriumsilikatbindern durch gezielte chemische Modifikation mit verschiedenen Metaphosphaten. Durch eine systematische Charakterisierung der Zusammensetzung und des strukturellen Aufbaus der Binder werden dabei die Ursachen der bindertypischen Eigenschaften aufgekl{\"a}rt. Eine Modifikation der Natriumsilikatl{\"o}sung mit Natriumtrimetaphosphat hat eine Erh{\"o}hung des Kondensationsgrades und eine verbesserte mechanische Best{\"a}ndigkeit des verfestig-ten Natriumsilikatbinders zur Folge. Durch die reaktive Bindung der Basizit{\"a}t der Natriumsi-likatl{\"o}sung beim Abbau der Metaphosphatstruktur wird die Wasserbest{\"a}ndigkeit mit Natri-umtrimetaphosphat modifizierter Natriumsilikatm{\"o}rtel erh{\"o}ht. Die gute Best{\"a}ndigkeit im Kontakt mit hochkonzentrierter Schwefels{\"a}ure bleibt nahezu unver{\"a}ndert erhalten. Eine Modifikation der Natriumsilikatl{\"o}sung mit Aluminiumtetrametaphosphat f{\"u}hrt durch Reaktion beider Komponenten miteinander zur Bildung eines alumosilikatischen Netzwer-kes. Das alumosilikatische Netzwerk des mit Aluminiumtetrametaphosphat modifizierten Natriumsilikatbinders ist auch in einer stark alkalischen Natriumhydroxidl{\"o}sung best{\"a}ndig. Die gute Best{\"a}ndigkeit des Binders im Kontakt mit hochkonzentrierter Schwefels{\"a}ure bleibt trotz des Aluminates im Bindernetzwerk erhalten.}, subject = {Wasserglas}, language = {de} } @phdthesis{Simon2008, author = {Simon, Antje}, title = {Analyse zum Trag- und Verformungsverhalten von Straßenbr{\"u}cken in Holz-Beton-Verbundbauweise}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1358}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081022-14216}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Ziel der Arbeit ist es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung und Adaption der Holz-Beton-Verbundbauweise auf den Straßenbr{\"u}ckenbau zu leisten. Dabei stehen differenzierte Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten hybrider Holzbr{\"u}ckentragwerke sowie die Entwicklung geeigneter Verbundelemente im Vordergrund. Um die Einf{\"u}hrung dieser innovativen Bauweise in der Praxis zu unterst{\"u}tzen, werden Bemessungs- und Konstruktionshinweise erarbeitet. Aufbauend auf eine Analyse des derzeitigen Forschungs- und Entwicklungsstandes auf dem Gebiet des Holz-Beton-Verbundbaus erfolgt die Untersuchung des Trag- und Verformungsverhaltens von Holz-Beton-Verbundbr{\"u}cken anhand einer umfangreichen Parameterstudie. Dabei wird der Einfluss verschiedener Geometrie- und Steifigkeitsparameter auf die Tragf{\"a}higkeit und Gebrauchstauglichkeit von Holz-Beton-Verbundbr{\"u}cken quantifiziert. Spezielle Untersuchungen dienen der Evaluation der Erm{\"u}dungssicherheit und der Ermittlung der Steifigkeitsdegradation unter Langzeitbeanspruchung auf der Basis einer realit{\"a}tsnahen Abbildung des differenten zeit- und klimaabh{\"a}ngigen Tragverhaltens der Verbundbaustoffe. Praxisgerechte Empfehlungen f{\"u}r die optimierte konstruktive Durchbildung hybrider Holzbr{\"u}ckentragwerke fassen die Ergebnisse der Parameterstudie zusammen. Aus den Parameteranalysen leitet sich ein Anforderungsprofil bez{\"u}glich der Steifigkeit und Tragf{\"a}higkeit geeigneter Verbundelemente f{\"u}r den Straßenbr{\"u}ckenbau ab. Das Tragverhalten von drei ausgew{\"a}hlten Verbundelementtypen, welche diesem Profil entsprechen, wird anhand systematischer Scherversuche unter Kurzzeit-, Langzeit- und dynamischer Belastung analysiert. Aufbauend auf diese Testreihen werden weiterf{\"u}hrende umfangreiche Versuchsserien mit dem Verbundelement D{\"u}belleiste zur Bestimmung der mechanischen Kennwerte und zur Analyse des Gesamttragverhaltens vorgestellt. In Auswertung der umfangreichen Bauteilversuche und rechnerischer Simulationen auf der Basis Finiter-Elemente-Modelle wird ein Bemessungskonzept erarbeitet und die Eignung des Verbundelementes D{\"u}belleiste f{\"u}r den Einsatz im Hybridbr{\"u}ckenbau nachgewiesen.}, subject = {Hybridbauweise}, language = {de} } @book{AlfenFischerSchwancketal.2008, author = {Alfen, Hans Wilhelm and Fischer, Katrin and Schwanck, Anke and Kiesewetter, Frank and Steinmetz, Freia and G{\"u}rtler, Volkhard}, title = {Lebenszyklusorientiertes Management {\"o}ffentlicher Liegenschaften am Beispiel von Hochschulen und Wissenschaftseinrichtungen}, isbn = {978-3-86068-341-5}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1291}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080529-13593}, year = {2008}, abstract = {Wissenschaftseinrichtungen und Hochschulen stehen in den n{\"a}chsten Jahren in Folge der F{\"o}deralismusreform und der Abschaffung des Hochschulbauf{\"o}rderungsgesetzes vor besonderen Herausforderungen, die nur unter effizienter Ausnutzung aller vorhandenen Ressourcen zu meistern sind. Insbesondere der kummulierte Bau-, Sanierungs- und damit Finanzierungsbedarf f{\"u}hrt zu der Erkenntnis, dass immobilienbezogene Entscheidungen langfristig {\"u}ber den gesamten Lebenszyklus zu treffen sind, damit ein schleichender Wertverlust vermieden wird. Die Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit den anstehenden Ver{\"a}nderungsprozessen im Hinblick auf ein lebenszyklusorientiertes Liegenschaftsmanagement. Ausgehend von den Rahmenbedingungen werden Handlungs- und Gestaltungshilfen f{\"u}r die Praxis entwickelt, die spezifisch f{\"u}r Hochschulen, Wissenschaftseinrichtungen und Studentenwerke anwendbar sind. Dabei fließen die Erfahrungen aus der Untersuchung konkreter Pilotprojekte in die Untersuchung ein. In der Arbeit wird ein Datenmodell entwickelt, das Entscheidungen im lebenszyklusorientierten Liegenschaftsmanagement bei Neu-, Umbau- und Sanierungs¬maßnahmen und die Wahl von Beschaffungsvarianten unterst{\"u}tzt. Die Arbeit befasst sich mit drei Untersuchungsschwerpunkten: 1. Immobilienportfolioebene: Lebenszyklusorientierte Betrachtung des Gesamtbestandes an Liegenschaften, 2. Projektebene: Analyse und Bewertung lebenszyklusorientierter Vertrags- und Organisationsformen mit privater Beteiligung, 3. Datenebene: Analyse vorhandener Daten und Kennzahlen f{\"u}r eine Lebens-zyklusbetrachtung; Erarbeitung eines Datenmodells zum Kostencontrolling.}, subject = {Hochschule}, language = {de} } @book{Fischer2008, author = {Fischer, Katrin}, title = {Lebenszyklusorientierte Projektentwicklung {\"o}ffentlicher Immobilien als PPP - ein Value-Management-Ansatz}, isbn = {978-3-86068-338-5}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1235}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080227-13006}, year = {2008}, abstract = {Die Arbeit befasst sich mit Anreiz-, Kontroll- und Steuerungsmechanismen bei PPP-Projekten und gibt konkrete Empfehlungen f{\"u}r die Gestaltung des Planungsprozesses sowie der Outputspezifikationen und Verg{\"u}tungsmechanismen in PPP-Vertr{\"a}gen. Dabei wird die grunds{\"a}tzliche Wirkungsweise des in Ans{\"a}tzen in Literatur und Praxis bereits vorhandenen Instrumentariums zur Entwicklung, Leistungs{\"u}berwachung und strategischen Steuerung von PPP-Projekten unter Verwendung der Neuen Institutionen{\"o}konomie wissenschaftlich untersucht. Im Ergebnis entsteht der „Value- Management-Ansatz", in dem die wesentlichen technischen, funktionalen und transaktionsspezifischen Werttreiber zusammengef{\"u}hrt und verkn{\"u}pft werden. Auf Basis der theoretischen Erkenntnisse sowie untersuchter Fallstudien im Verwaltungs-, Schul- und Krankenhausbereich im In- und Ausland wird der Value-Management-Ansatz weiterentwickelt und vervollst{\"a}ndigt.}, subject = {Public Private Partnership}, language = {de} } @phdthesis{Sabrowski2008, author = {Sabrowski, Michael}, title = {Eine Analyse zum Str{\"o}mungswiderstand nat{\"u}rlicher Fließgew{\"a}sser mit ausgepr{\"a}gter Sohlstrukturierung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1378}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090205-14626}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {{\"U}bliche Ans{\"a}tze zur Quantifizierung des Str{\"o}mungswiderstandes nat{\"u}rlicher Fließgew{\"a}sser mit geringer relativer {\"U}berdeckung und ausgepr{\"a}gter Sohlstrukturierung basieren auf der Abh{\"a}ngigkeit von einem konstanten charakteristischen Rauheitsparameter. Diese Annahme ist nur f{\"u}r die turbulente rotationssymmetrische Rohrstr{\"o}mung mit hoher relativer {\"U}berdeckung g{\"u}ltig. Die Quantifizierung der Widerstandsprozesse mit einem konstant erh{\"o}hten Rauheitsmaß f{\"u}r die betrachteten Randbedingungen erfasst nicht die individuellen Charakteristiken von Rauheitsstruktur und integralem Str{\"o}mungsfeld an unterschiedlichen Gew{\"a}sserabschnitten sowie identischen Gew{\"a}sserabschnitten bei Abflussvariation. Auf Basis detaillierter Datens{\"a}tze von Oberfl{\"a}chenstrukturen und dem jeweiligen Str{\"o}mungsfeld erfolgt die Untersuchung der Interaktion zwischen vorgenannten Punkten. F{\"u}r die Charakterisierung der individuellen Rauheitsstruktur in Abh{\"a}ngigkeit der relativen {\"U}berdeckung erweist sich die vertikale Rauheitsdichte cK,V (Verbauungsgrad) als starke Funktion. Die Charakterisierung der Ungleichf{\"o}rmigkeit des integralen Str{\"o}mungsfeldes als Folge der individuellen Rauheitsstruktur erfolgt auf Basis physischer Modellversuche und mathematisch-physikalischer Untersuchungen anhand des Geschwindigkeitsh{\"o}henausgleichsbeiwertes au. Die Formulierung des Str{\"o}mungswiderstandes in Abh{\"a}ngigkeit dieser beiden Parameter resultiert in einer wesentlichen Verringerung des Fehlerbetrages und damit des Unsicherheitsbereiches. Die bestehende Reststreuung ist auf Einfl{\"u}sse aus Anordnung und Form der Elemente, Turbulenz, Sekund{\"a}rstr{\"o}mung, Wasserspiegeldeformationen, lokal kritische Str{\"o}mung und Lufteinzug zur{\"u}ckzuf{\"u}hren.}, subject = {Rauigkeit}, language = {de} } @phdthesis{Hildebrand2008, author = {Hildebrand, J{\"o}rg}, title = {Numerische Schweißsimulation - Bestimmung von Temperatur, Gef{\"u}ge und Eigenspannung an Schweißverbindungen aus Stahl- und Glaswerkstoffen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1391}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090617-14753}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Die Komplexit{\"a}t des Schweißprozesses und das Verhalten der Werkstoffe infolge des Energieeintrages erfordern eine umfassende Betrachtungsweise. Die Entwicklung von numerischen Modellen und Methoden in den letzten 50 Jahren erm{\"o}glicht die Simulation, Analyse und Optimierung von Schweißverbindungen hinsichtlich Temperatur, Gef{\"u}gestruktur und Eigenspannungen. Eine Differenzierung der Schweißsimulation in Prozess-, Werkstoff- und Struktursimulation gestattet eine gezielte Untersuchung von einzelnen Aspekten. Diese Unterteilung erfordert zum Teil eine starke Abstraktion und Idealisierung der Realit{\"a}t durch geeignete Annahmen und Randbedingungen, die von der zu untersuchenden Fragestellung abh{\"a}ngen. Dadurch wird eine Kalibrierung und Verifikation der Modelle mit Versuchsergebnissen notwendig. Die in dieser Arbeit durchgef{\"u}hrten Untersuchungen besch{\"a}ftigen sich mit wichtigen Fragestellungen hinsichtlich der numerischen Simulation und experimentellen Untersuchung des Temperaturfeldes sowie des Gef{\"u}ge- und Eigenspannungszustandes von MAG-Schweißverfahren an den Werkstoffen Feinkornbaustahl und Duplex-Stahl, CO2-Laserstrahlschweißverfahren am Werkstoff Quarzglas, Trennprozessen von Proben, WIG-Nachbehandlungsverfahren. Hinsichtlich der Naht- und Stoßarten orientierte sich die Arbeit an baupraktisch relevanten Schweißverbindungen sowie Besonderheiten, die sich aus Schweißprozessen und unterschiedlichen Werkstoffen ergeben. Eine Interpretation der numerisch und experimentell ermittelten Ergebnisse erm{\"o}glicht die Ableitung von allgemeing{\"u}ltigen Erkenntnissen zur Ausbildung des Temperaturfeldes, Entstehung von Gef{\"u}gestrukturen und Eigenspannungen. Voraussetzungen f{\"u}r eine realit{\"a}tsnahe Schweißsimulation zur Bestimmung von Temperatur, Gef{\"u}geanteil und Eigenspannung sind neben den Geometriemodellen geeignete numerische Modelle f{\"u}r die Einkopplung der Energie aus dem Schweißprozess und f{\"u}r die Abgabe der Energie durch Konvektion und Strahlung an die Umgebung, zur Beschreibung des thermischen und mechanischen Werkstoffverhaltens im Bereich von Raumtemperatur bis zur Schmelztemperatur.}, subject = {MAG-Schweißen}, language = {de} } @book{Graetz2008, author = {Graetz, Holger}, title = {Synergiepotenzial einer fragmentierten Wasserwirtschaft}, isbn = {978-3-86068-335-4}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1225}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080207-12903}, year = {2008}, abstract = {Problemstellung, Stand der Forschung und Zielsetzung der Arbeit Seit mehreren Jahren bestimmen ver{\"a}nderte Zielsetzungen in Europa den politischen Handlungsrahmen in der Organisation der Wasserwirtschaft und folgen dem Trend zu st{\"a}rker {\"o}konomisch und {\"o}kologisch ausgerichtetem Handeln. So fordert die Europ{\"a}ische Wasserrahmenrichtlinie u.a. die Umsetzung einer flussgebietsorientierten Bewirtschaftung der Oberfl{\"a}chengew{\"a}sser und des Grundwassers innerhalb bestimmter Fristen. Derzeitige Modernisierungskonzepte der Wasserwirtschaft fokussieren im Wesentlichen die Organisationsstrukturen kommunaler Aufgabentr{\"a}ger und deren Unternehmen, nicht aber eine Ver{\"a}nderung der umfassenden politischen und verwaltenden Organisationsstrukturen zur Steuerung der operativen Ebene. Die angestrebte Modernisierung wird daher insbesondere in kleinteiligen und komplexen, so genannten fragmentierten Organisationsstrukturen mit einer ausschließlich auf Unternehmen fokussierten Betrachtung nicht erreichbar sein. Diese kaum erforschten Strukturen bieten aufgrund der bestehenden Intransparenz und Komplexit{\"a}t der zahlreichen Organisationselemente vielf{\"a}ltige Ansatzpunkte f{\"u}r Optimierungsm{\"o}glichkeiten. Den entsprechenden Stand der Forschung bilden nur grundlegende Ans{\"a}tze zur Betrachtung des Zusammenwirkens von Akteuren in Organisationsstrukturen sowie entsprechende Optimierungsans{\"a}tze der Organisations- und Managementtheorien. Sie beziehen sich meist nur auf Unternehmen allgemein. Es fehlen derzeit umfassende und transparente Darstellungen der komplexen Organisationsstruktur der Wasserwirtschaft. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es, eine ganzheitliche Modernisierung insbesondere fragmentierter Wasserwirtschaftsstrukturen voranzutreiben. Es soll eine Steigerung der gesamten Leistungsf{\"a}higkeit sowohl der politischen, der verwaltungs- als auch der unternehmensbezogenen Organisationsstrukturen in der Wasserwirtschaft erreicht werden. ...}, subject = {Entscheidungstr{\"a}ger}, language = {de} } @book{AlfenSchaedel2008, author = {Alfen, Hans Wilhelm and Schaedel, Volker}, title = {Leitfaden "Beteiligung mittelst{\"a}ndischer Bauunternehmen am Gesch{\"a}ftsfeld PPP"}, isbn = {978-3-86068-344-6}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1227}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080709-13607}, year = {2008}, abstract = {Die {\"o}ffentliche Hand setzt zunehmend bei der Beschaffung von Bauwerken auf Alternativen, da aufgrund der negativen finanziellen Entwicklung der {\"o}ffentlichen Haushalte die notwendigen Investitionsmaßnahmen nicht mehr oder nur eingeschr{\"a}nkt umgesetzt werden. Seit Anfang 2000 geh{\"o}ren auch die Modelle Public Private Partnerships (PPP - auch {\"O}ffentlich Private Partnerschaften genannt) zu diesen Alternativen. Dabei werden unter Ber{\"u}cksichtigung des Lebenszyklusansatzes alle Wertsch{\"o}pfungsstufen von Bauwerken - Planen, Bauen, Finanzieren, Betreiben, ggf. Verwerten - integriert und als Gesamtleistung ausgeschrieben. Damit kann es m{\"o}glich sein, Effizienzvorteile von bis zu 20\% gegen{\"u}ber der konventionellen Beschaffung zu erreichen. Bauunternehmen sind gefordert, sich dieser neuen Beschaffungsvariante anzupassen, wenn sie entsprechende Leistungen anbieten wollen. Sie {\"u}bernehmen im Kerngesch{\"a}ft die Errichtung und bauliche Erhaltung von Bauwerken. Auf Grund der Integration aller Wertsch{\"o}pfungsstufen sind Bauunternehmen gefordert, ihre Leistungen mit den anderen am Lebenszyklus von Bauwerken beteiligten Partner zu koordinieren und in einen Gesamtzusammenhang zu stellen. Das Ziel des Leitfadens ist es, mittelst{\"a}ndischen Bauunternehmen die Erarbeitung einer eigenen Strategie f{\"u}r das Gesch{\"a}ftsfeld PPP zu erm{\"o}glichen. Dabei gilt es, die besonderen Herausforderungen des Gesch{\"a}ftsfeldes ebenso wie die Besonderheiten mittelst{\"a}ndischer Bauunternehmen zu ber{\"u}cksichtigen. Eine strategische Vorgehensweise bei der Erschließung des f{\"u}r Bauunternehmen neuen Gesch{\"a}ftsfeldes ist notwendig, da nicht nur die Vorlauf- und Angebotskosten bei PPP-Projekten um ein Vielfaches h{\"o}her sind als bei konventionellen Bauprojekten, sondern auch die Herausforderungen und Risiken von PPP-Projekten sich deutlich von der bisherigen T{\"a}tigkeit unterscheiden. Eine Beteiligung am Gesch{\"a}ftsfeld ohne Strategie kann unter Umst{\"a}nden den Bestand des gesamten Bauunternehmens gef{\"a}hrden. Mit Hilfe des Leitfadens werden Handlungsempfehlungen dargestellt, die unternehmensspezifisch weiterentwickelt werden k{\"o}nnen. Die Anwendung des Leitfadens erm{\"o}glicht mittelst{\"a}ndischen Bauunternehmen, die Stellung des Unternehmens im Bezug zum neuen Gesch{\"a}ftsfeld PPP zu identifizieren und daraus R{\"u}ckschl{\"u}sse f{\"u}r eine Beteiligung am Gesch{\"a}ftsfeld PPP zu ziehen.}, subject = {Public Private Partnership}, language = {de} } @misc{BargstaedtSteinmetzger2008, author = {Bargst{\"a}dt, Hans-Joachim and Steinmetzger, Rolf}, title = {Grundlagen des Baubetriebswesens : Skriptum zur Vorlesung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1365}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081124-14485}, year = {2008}, abstract = {Es geh{\"o}rt zur Tradition der Professur Baubetrieb und Bauverfahren, den Studenten ausf{\"u}hrliche Lehrunterlagen in die Hand zu geben, mit deren Hilfe sie sich in dem umfassenden Lehrgebiet orientieren und in der Vorlesung konzentrierter dem Verst{\"a}ndnis des Stoffes widmen k{\"o}nnen. Diese Brosch{\"u}re ist vor allem Lehrmaterial, das kosteng{\"u}nstig der Rationalisierung des Lehrbetriebes im universit{\"a}ren Bachelorstudium dienen soll. Deshalb waren typografische Kompromisse zugunsten der Wirtschaftlichkeit unausweichlich. Die Ausarbeitung folgt der Logik des zu vermittelnden Wissens, ist aber nicht streng mit Vorlesungsprogramm und -inhalten verkn{\"u}pft. Einer kurzen Einf{\"u}hrung in das Fach „Baubetriebswesen" folgen die produktionstechnischen Grundlagen anhand der Kernprozesse der Bauproduktion: Erdbau, Betonbau und Montagebau. Auf dieser Basis werden auch die Grundlagen der Baustelleneinrichtung im n{\"a}chsten Kapitel verst{\"a}ndlich. Im Teil „Baubetrieb" wird schließlich gezeigt, wie die produktionstechnischen Prozesse geordnet, geplant, vertraglich gebunden, in der Ausf{\"u}hrung {\"u}berwacht und abgerechnet werden. Die in allen Kapiteln relevanten personengebundenen Faktoren runden schließlich mit arbeitswissenschaftlichen und arbeitsschutztechnischen Grundlagen diese Einf{\"u}hrung in das Baubetriebswesen ab.}, subject = {Baubetrieb}, language = {de} } @inproceedings{OPUS4-1363, title = {Tag des Baubetriebs 2008 - Tagungsbeitr{\"a}ge "Auf dem Weg zum digitalen (Bau-)haus-Bau : Forschungsworkshop zur Simulation von Bauprozessen}, editor = {Professur Baubetrieb und Bauverfahren,}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1363}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081117-14457}, year = {2008}, abstract = {Am 31. M{\"a}rz 2008 veranstalteten die Professur Baubetrieb und Bauverfahren und die Juniorprofessur Theoretische Methoden des Projektmanagements der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar einen ganzt{\"a}gigen Workshop mit dem Titel: „Auf dem Weg zum digitalen (Bau-)haus-Bau". Damit sollte die im Herbst 2007 an der Universit{\"a}t Kassel unter dem Titel „Simulation in der Bauwirtschaft" begonnene Reihe von Workshops eine Fortsetzung finden. Der Schwerpunkt wurde dieses Mal auf die Simulation von Bauprozessen gesetzt - Simulation mit dem Ziel, Arbeitsvorbereitung, Bauausf{\"u}hrung und Baustellencontrolling digital zu unterst{\"u}tzen.}, subject = {Weimar / Bauhaus-Universit{\"a}t / Professur Baubetrieb und Bauverfahren}, language = {de} } @phdthesis{Koch2008, author = {Koch, Christian}, title = {Bauwerksmodellierung im kooperativen Planungsprozess: Mit der Objektorientierung zur Verarbeitungsorientierung}, isbn = {978-3-95773-029-9}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1380}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090415-14647}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Im rechnergest{\"u}tzten Bauplanungsprozess arbeiten verschiedene Fachplaner an der gemeinsamen Aufgabe, ein Bauwerk zu planen, zusammen. Verf{\"u}gbare Kooperationsans{\"a}tze besch{\"a}ftigen sich mit versionierten und verteilten Bauwerksmodellen, die auf Basis der Objektorientierung virtuelle Bauwerkszust{\"a}nde beschreiben. Die in diesen zustandsorientierten Modellen unber{\"u}cksichtigten Zustands{\"a}nderungen f{\"u}hren zu derzeitigen Problemen beim Austausch, beim Vergleich und bei der Zusammenf{\"u}hrung von versionierten Bauwerksinformationen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines verarbeitungsorientierten Ansatzes zur ganzheitlichen Betrachtung der Bauwerksmodellierung. Neben der zustandsorientierten Beschreibung eines virtuellen Bauwerks werden zus{\"a}tzlich {\"a}nderungsorientierte Informationen in Form von Modellieroperationen in der Modellbildung ber{\"u}cksichtigt. Es wird eine Modellierungssprache definiert, um Operationen formal zu beschreiben. Modellieroperationen bilden eine Verarbeitungsschnittstelle f{\"u}r Objektmodelle, repr{\"a}sentieren Entwurfsabsichten, reichern bestehende Bauwerksmodelle mit {\"A}nderungssemantik an und tragen zur Konsistenzsicherung in diesen Modellen bei. Neuartige Kooperationskonzepte f{\"u}r den Austausch, den Vergleich und das Zusammenf{\"u}hren von versionierten Bauwerksinformationen werden auf Grundlage des vorgeschlagenen Ansatzes entwickelt. Sowohl das Modell als auch die Sprache werden unabh{\"a}ngig von aktuellen Technologien formal beschrieben. Die prinzipielle Anwendbarkeit des vorgeschlagenen Ansatzes wird im Rahmen einer Pilotimplementierung auf Basis eines Open-Source-Systems im Bauwesen nachgewiesen.}, subject = {Planungsprozess}, language = {de} } @phdthesis{Tartsch2008, author = {Tartsch, Enrico}, title = {Bewertung der Dauerstandfestigkeit von dampfgeh{\"a}rtetem Porenbeton auf der Grundlage von Kurzzeitversuchen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1230}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080213-12926}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Im Rahmen der Arbeit wird das Tragverhalten von dampfgeh{\"a}rtetem Porenbeton unter einachsiger Druckbeanspruchung untersucht. Ziel ist es, einen Zusammenhang zwischen makroskopischen Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, beanspruchungsbedingten Struktur{\"a}nderungen und der Dauerstandfestigkeit herzustellen. Die Dauerstandfestigkeit stellt im Sinne der Arbeit eine elementare Gef{\"u}geschwelle dar, durch sie wird das stabile vom instabilen Tragverhalten abgegrenzt. Der Zusammenhang zwischen Struktur{\"a}nderungen und Spannungs-Dehnungs-Verhalten wird anhand mechanischer Modelle analysiert. Diese Untersuchungen liefern die konzeptionelle Orientierung f{\"u}r die durchzuf{\"u}hrenden Laborversuche. Die experimentelle Basis der Arbeit bilden Kurzzeit- und Langzeitversuche an Porenbetonzylindern unter einachsiger Druckbeanspruchung. Es werden Probek{\"o}rper von drei Porenbetonwerken untersucht. Um den Einfluss der Lastgeschichte aufzuzeigen, wird die Versuchsdauer zwischen einer Sekunde und mehreren Wochen variiert. Die Versuche werden mit unterschiedlichen Lastregimen durchgef{\"u}hrt: sowohl mit monoton gesteigerter Beanspruchung bis zum Versagen bzw. bis zum vorgesehenen Beanspruchungsniveau als auch mit niederzyklischer Beanspruchung. Die Messdaten werden unter Einbeziehung der dreidimensionalen Ans{\"a}tze der Spannungs- und Deformationstheorie hinsichtlich des sph{\"a}rischen und des deviatorischen Anteils des Spannungs- und Verformungszustandes ausgewertet. Diese auf die separate Betrachtung der Volumen- und Gestalt{\"a}nderung gest{\"u}tzte Auswertung liefert zus{\"a}tzliche Erkenntnisse hinsichtlich der Zuordnung von reversiblen und irreversiblen Verformungen zu den Teiltensor{\"a}quivalenten. Entsprechend den Versuchsergebnissen {\"a}ndert sich die Kompressibilit{\"a}t des Porenbetons belastungsabh{\"a}ngig. Bereits kurzzeitige {\"U}berlastungen oberhalb der experimentell ermittelten Dauerstandgrenze sind von signifikanten {\"A}nderungen der Kompressionssteifigkeit begleitet. Das qualitative Tragverhalten des Porenbetons, das bei Beanspruchungen oberhalb der Dauerstandfestigkeit grunds{\"a}tzliche {\"A}nderungen erf{\"a}hrt, l{\"a}sst sich so bereits im Kurzzeitversuch abgrenzen. Zus{\"a}tzliche Auswertungen f{\"u}r Normalbeton und selbstverdichtenden hochfesten Beton weisen auf analoges Verhalten hin. Auf der Basis der durchgef{\"u}hrten Untersuchungen werden Konzepte vorgestellt, mit denen die Dauerstandfestigkeit im Kurzzeitversuch, das heißt mit einer Versuchsdauer von wenigen Stunden, prognostiziert werden kann. Damit k{\"o}nnen Untersuchungen zur Dauerstandfestigkeit, die eine grundlegende Gr{\"o}ße zur Beurteilung der Tragf{\"a}higkeit darstellt, routinem{\"a}ßig durchgef{\"u}hrt werden.}, subject = {Porenbeton}, language = {de} } @phdthesis{Mansfeld2008, author = {Mansfeld, Thomas}, title = {Das Quellverhalten von Alkalisilikatgelen unter Beachtung ihrer Zusammensetzung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1375}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090106-14572}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurden {\"u}ber verschiedene Herstellungsverfahren 48 Gelproben erzeugt und auf ihr Quellverhalten untersucht. Dabei wurde eine Wiederholbarkeit der Messungen mit anderen Bearbeitern {\"u}berpr{\"u}ft und nachgewiesen. Es zeigt sich in den Quellversuchen, dass hohe Alkaligehalte in den Gelproben bei einer niedrigen L{\"o}slichkeit (durch geringe Mengen Calcium in der Probe hervorgerufen) hohe Quelldr{\"u}cke erzeugen. Ein Einfluss des Natrium-Kalium-Verh{\"a}ltnisses (Alkaliverh{\"a}ltnis) auf das Quellverhalten der Gelproben ist nicht zu erkennen. Der Einfluss des Calciums im Gel zeichnet sich deutlich ab, ohne Calcium bauen die Proben keine Quelldr{\"u}cke auf, bei zu hohen Calciumgehalten entstehen nicht quellf{\"a}hige Alkali-Calcium-Silikat-Hydrate. Ein quellf{\"a}higer Bereich kann von ca. 5 \% bis zu ca. 30 \% Calciumanteil im Gel angegeben werden. Neben dem Einfluss des Calciumgehaltes auf das Quellverhalten der Gele ist auch ein Einfluss des Alkali-Silika-Verh{\"a}ltnisses in den Proben nachweisbar. Wird dieses Verh{\"a}ltnis in den Proben stark Richtung Kiesels{\"a}ure verschoben, d. h. niedrige Alkalianteile im Gel, kommt es zu keinen Quellerscheinungen. Somit kann die Wirkung von AKR-vermeidenden Zus{\"a}tzen (FA, Silika usw.) mit diesen Messungen best{\"a}tigt werden. Es kann gezeigt werden, dass die ermittelten Quelldr{\"u}cke eines Alkalikiesel-Gels ein Gesteinskorn oder/und die umgebende Matrix zerst{\"o}ren k{\"o}nnen. Aus diesen oben genannten Erkenntnissen wird ein Bereich einer quellf{\"a}higen Zusammensetzung eines Gels in einem Dreistoffdiagramm angegeben und es k{\"o}nnen folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: •Ein Quelldruck kann in einem AK-Gel nur bei einer bestimmten Menge an eingebautem Calcium aufgebaut werden. •Diese Quelldr{\"u}cke k{\"o}nnen deutlich Werte {\"u}ber 10 N/mm² erreichen. •Die im Beton verwendeten Gesteinsk{\"o}rnungen und auch die sie umschließende M{\"o}rtelmatrix k{\"o}nnen mit Quelldr{\"u}cken in den hier bestimmten Gr{\"o}ßenordnungen zerst{\"o}rt werden. •Die bekannten Modelle zur Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion m{\"u}ssen um den Einbau des Calciums in ein entstandenes AK-Gel erweitert werden.}, subject = {Alkalil{\"o}sliche Kiesels{\"a}ure}, language = {de} } @phdthesis{Schober2008, author = {Schober, Kay-Uwe}, title = {Untersuchungen zum Tragverhalten hybrider Verbundkonstruktionen aus Polymerbeton, faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und Holz}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1373}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081210-14536}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Die Entwicklung der Holz-Beton-Verbundbauweise hat gezeigt, dass hybride Holzverbundbauweisen eine sehr effiziente L{\"o}sung zur Steigerung der Tragf{\"a}higkeit und Steifigkeit von biegebeanspruchten Holzbauteilen darstellen. Bei solchen Holzverbundbauteilen stellt insbesondere die effiziente Gestaltung der Schubkraft{\"u}bertragung in der Verbundfuge zwischen den Baustoffschichten einen gewissen Schwachpunkt dar. Weiterhin limitieren insbesondere auch die streuenden Festigkeiten sowie wuchs- bzw. fertigungsbedingte Eigenschaften des in der Zugzone angeordneten Holzes die Leistungsf{\"a}higkeit solcher hybrider Verbundbauteile merklich. Eine innovative L{\"o}sung f{\"u}r diese Problemkreise konnte in der Herstellung von hybriden Verbundkonstruktionen aus Reaktionsharzbeton, faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und der bestehenden Holzkonstruktion gefunden werden. Dabei kommt in der Biegedruckzone ein Hochleistungs-Polymerbeton zum Einsatz. Die Zugzone wird mittels ein- bzw. aufgeklebter Faserverbundwerkstoffe verst{\"a}rkt und strukturell bedingte Grenzen {\"u}berwunden. Faserverbundwerkstoffe sind im Vergleich mit homogenen Werkstoffen durch eine strukturelle Anisotropie gekennzeichnet. Zur rechnerischen Beschreibung des Trag- und Bruchverhaltens ben{\"o}tigt man eine schichtenweise Spannungsanalyse, Bruchkriterien f{\"u}r die einzelnen Schichten und Degradationsmodelle zum Erfassen der Auswirkung von Teilbr{\"u}chen, die noch nicht zum Bruch oder Abl{\"o}sen des Laminats f{\"u}hren. Dabei bieten bruchtypbezogene Versagenskriterien wesentliche Vorteile gegen{\"u}ber Pauschal¬kriterien, da die vorherrschenden Bruchmodi mithilfe ein¬zelner Bruch¬bedingungen unabh{\"a}ngig voneinander beschrieben werden k{\"o}nnen. Zur Analyse des Verbundverhaltens von faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und Holz wurde deshalb das vereinfachte Puck-Knaust-Kriterium f{\"u}r die Versagensanalyse in ANSYS(R) implementiert. F{\"u}r die numerische Untersuchung der Verbundtr{\"a}ger wurde ein Strukturmodell f{\"u}r Kunstharzbetone im Verbund mit Holz entwickelt, mit dem sich Steifigkeit und Kriechverhalten beliebiger Mischungsverh{\"a}ltnisse absch{\"a}tzen lassen. Beim Vergleich der Ergebnisse zeigt sich, dass die relativen Kriechverformungen bei den verst{\"a}rkten Balkenserien um das 1,8- bis 2,5fache gr{\"o}ßer sind als bei der unverst{\"a}rkten Serie, was in der Materialspezifik des eingesetzten Polymerbetons begr{\"u}ndet liegt. Die Kriech¬verformung steigt dabei mit zunehmendem Verh{\"a}ltnis von Polymerbetonst{\"a}rke zum Holzgrundquerschnitt und kann mit der angegebenen Gleichung f{\"u}r beliebige Querschnittsverh{\"a}ltnisse ermittelt werden. Im Vergleich der Durchbiegung der Serien bei gleicher Belastung wird deutlich, dass die Steifigkeitsvorteile der verst{\"a}rkten Balken durch die gr{\"o}ßere Kriechneigung ganz oder teilweise aufgebraucht werden. Besonders betrifft das die Serien, bei denen die obere Holzschicht mit PC substituiert wurde. Dort wird aus einem anf{\"a}nglichen Vorteil sogar ein Nachteil. In der numerischen Simulation von hybriden Verbundtr{\"a}gern aus faser¬verst{\"a}rkten Kunststoffen, Kunstharzbeton und Holz best{\"a}tigte sich der eindeutige Vorteil einer zus{\"a}tzlich aufgebrachten Polymerbetonschicht. Der Beitrag der FVK-Verst{\"a}rkung am Gesamtsystem f{\"a}llt im Gegensatz zur PC-Deckschicht jedoch wesentlich geringer aus, da deren Potential erst bei gr{\"o}ßeren Belastungen voll aktiviert wird. In Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Anwendertauglichkeit insgesamt stellt der Einsatz von faserverst{\"a}rkten Kunststoffen und Kunstharzbetonen eine wirkliche und praxistaugliche Alternative gegen{\"u}ber herk{\"o}mmlichen Baustoffen zur Tragwerksverst{\"a}rkung dar.}, subject = {Kunststoffbeton}, language = {de} } @phdthesis{Stahr2008, author = {Stahr, Alexander}, title = {Das wohltemperierte Netz - Zum Konstruktiven Entwurf direkt verglaster Stabnetze auf Freiformfl{\"a}chen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1383}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090427-14602}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Direkt verglaste Stabnetze repr{\"a}sentieren ein strukturell und geometrisch hochgradig variables Prinzip zur Realisierung transparenter architektonischer Freiformfl{\"a}chen. Dieses beinhaltet die funktionale Entkopplung der Fassadenkonstruktion in ein tragendes Stabnetz und eine h{\"u}llende Verglasung. Ein formal universales, dimensional variables Knotenelement bildet dabei das Herzst{\"u}ck der Konstruktion. Die vorliegende Arbeit widmet sich dem Konstruktiven Entwurf frei geformter, direkt verglaster Stabnetze. Dieser umfasst schwerpunktm{\"a}ßig die formale und dimensionale Konzeptionierung der Knotenelemente. Er wird maßgeblich beeinflusst von der Dimensionalit{\"a}tsdifferenz zwischen dem formbeschreibenden Fl{\"a}chennetz aus nulldimensionalen Knoten und eindimensionalen Kanten sowie dem Stabnetz aus dreidimensionalen Knoten bzw. St{\"a}ben. Dar{\"u}ber hinaus definieren das freiformbedingte Erfordernis einer unikaten Ausrichtung der Stabnetzelemente sowie die materialspezifische Anforderung einer zw{\"a}ngungsfreien Lagerung der Gl{\"a}ser weitere dominante Einflussgr{\"o}ßen im Entwurfsprozess. In der Arbeit werden zun{\"a}chst die geometrischen und konstruktiven Randbedingungen des Konstruktiven Stabnetzentwurfs dargestellt. Darauf aufbauend wird ein Zylinder-Achsen- Modell entwickelt, welches die unikate lokale Situation am Knoten unter Ber{\"u}cksichtigung einer variablen Ausrichtung der Stabnetzelemente sowie beliebig polygonaler Stabquerschnitte abstrahiert. Die Modellierung erm{\"o}glicht eine Bewertung des knotenbezogenen Status unter konstruktiven und mechanischen Aspekten. Sie bildet somit die Grundlage f{\"u}r eine Konstruktive Optimierung direkt verglaster Stabnetze. Mit Hilfe des Zylinder-Achsen-Modells werden alle bisher bekannten Prinzipien zur Ausrichtung der Stabnetzelemente analysiert. Dabei offenbaren sich verschiedene Defizite. Zu deren {\"U}berwindung werden drei neuartige L{\"o}sungsans{\"a}tze entwickelt. Eine alternative Methode dient folglich zur Bestimmung einer konstruktiv optimierten Ausrichtung der Knotenachse. Ein zweiter Ansatz zielt auf die Definition einer neuartigen Stabl{\"a}ngsbezugsachse, welche unabh{\"a}ngig von der Fl{\"a}chenkr{\"u}mmung eine zw{\"a}ngungsfreie Lagerung der Glaselemente gew{\"a}hrleistet. Schließlich erm{\"o}glicht das dritte innovative Prinzip die konsistente Bestimmung einer Stabquerachse auch bei nicht ebenen Viereckmaschen.}, subject = {Entwurf}, language = {de} } @misc{Viehmann2008, author = {Viehmann, Cornelia}, title = {Perkolierte Feststoffverg{\"a}rung von Stroh im Batchbetrieb bei Einsatz von Enzymen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1347}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080902-14223}, year = {2008}, abstract = {Basierend auf den aus dem vermehrten Anbau von Energiepflanzen resultierenden {\"o}kologischen und geselschaftpolitischen Konflikten r{\"u}ckt die Verwertung von Abfallprodukten zur Biogasgewinnung zunehmend in den Mittelpunkt. Demzufolge wurden in der vorliegenden Arbeit Versuche zum Einsatz von Stroh in der perkolierten Trockenfermentation durchgef{\"u}hrt. Stroh besteht aus den strukturreichen Polysacchariden Cellulose und Hemicellulose die mit anaerob nicht abbaubaren Lignin verbunden sind. Folge dessen ist ein langsames Anlaufen des anaeroben Abbauprozesses und somit lange Verweilzeiten bzw. geringe Biogas- und Methanausbeute. Dem soll durch eine geeignete Vorbehandlung entgegengewirkt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Enzympr{\"a}parat f{\"u}r die Vorbehandlung des Strohs verwendet. Anschließend daran erfolgt die Bewertung des Einsatzes von stroh in der perkolierten Trockenfermentation im Allgemeinen sowie der Einfluss des Enzympr{\"a}parates.}, subject = {Perkolation}, language = {de} } @misc{Meisgeier2008, author = {Meisgeier, Susanne}, title = {Perkolierte Feststoffverg{\"a}rung von Treibsel im Batchbetrieb}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1348}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080902-14238}, year = {2008}, abstract = {Bei anaeroben Prozessen handelt es sich um bekannte biotechnologische Vorg{\"a}nge, an denen unterschiedliche Mikroorgansimengruppen beteiligt sein k{\"o}nnen. Zu diesen Gruppen geh{\"o}ren auch die Methanbakterien, die als Endprodukt ihres Stoffwechsels Methan und Kohlendioxid produzieren. Die erste wirtschaftliche Nutzung in Deutschland begann in den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts mit dem Versuch, Biogas aus Kl{\"a}rschlamm zu gewinnen. In vergangener Zeit intensivierte sich aus unterschiedlichen Gr{\"u}nden das Interesse an der Biogastechnik. Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der anaeroben Behandlung des Substrates Treibsel, welches an den norddeutschen K{\"u}sten aufgrund nicht funktionierender Verwertungsmethoden ein viel diskutiertes Problem darstellt. Inhalt und Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung, ob die Trockenfermentation von Treibsel eine {\"o}kologisch wie {\"o}konomische Alternative zu den bisher angewendeten Verfahren darstellt. Ziel der Versuche im Labormaßstab ist ein funktionierender stabiler anaerober Prozess und eine hohe Biogasproduktion. Weiterhin soll in diesen Versuchen der Effekt einer m{\"o}glichen Aufkonzentration von Salzen und eine daraus resultierende Hemmwirkung des Prozesses untersucht werden, da sich Treibsel zum gr{\"o}ßten Teil aus Halophyten (Salzpflanzen) zusammensetzt.}, subject = {Perkolation}, language = {de} } @misc{Rauch2008, type = {Master Thesis}, author = {Rauch, Kristin}, title = {Simulation - Termincontrolling beim Bau einer Br{\"u}ckenkappe}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1362}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081111-14414}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Die Simulation ist vor allem in der Forschung und Wissenschaft ein bekanntes Ver-fahren zur Untersuchung von dynamischen Prozessen. Fachgebiete wie u.a. die Medizin und Biologie, das Verkehrswesen, die Automobilindustrie, die Meteorologie und die Fertigungstechnik gewinnen neue Erkenntnisse aus dem Einsatz derartiger Analyseverfahren. Gr{\"u}nde f{\"u}r die Anwendung von Computersimulationen erstrecken sich von finanziellen und zeitlichen Aspekten {\"u}ber eine Risikoverringerung bis hin zu einer vereinfachten Vorgehensweise. Nicht in allen Bereichen aber werden die viel-seitigen Vorteile von Simulationsmethoden genutzt. In der Baubranche wird Simulation derzeit nur ansatzweise eingesetzt. Doch vor al-lem Baustellen bieten durch den zunehmenden Kosten- und Termindruck sowie viel-seitige andere Einfl{\"u}sse eine gute Basis f{\"u}r die Anwendung von Simulationsmetho-den. Der Bauablauf kann dadurch besser kontrolliert und gesteuert werden. In der Planungsphase von Bauprojekten wird Simulation bereits in Grundz{\"u}gen f{\"u}r die Op-timierung von Bauablauf- und Logistikprozessen genutzt. Allerdings ist besonders die Ausf{\"u}hrungsphase durch St{\"o}rungen und {\"A}nderungen gepr{\"a}gt, sodass hier Simu-lationsmethoden noch effektiver eingesetzt werden k{\"o}nnen. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Einsatzm{\"o}glichkeiten von Simulationsmethoden f{\"u}r die Optimierung des Termincontrollings untersucht werden. Durch das Aufzeigen verschiedener Methoden sowie einem Vergleich {\"u}ber ihre Vor- und Nachteile wird herausgefiltert, welches Simulationswerkzeug am effektivsten im Termincontrolling eingesetzt werden kann. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist die Modellierung eines Beispielprozesses anhand eines ausgew{\"a}hlten Simulationsverfahrens. Die Herstellung einer Br{\"u}ckenkappe wird in diesem Zusammenhang umfangreich dargestellt und analysiert. Eventuelle Zwangspunkte bei der Umsetzung und verschiedene L{\"o}sungsm{\"o}glichkeiten werden aufgezeigt.}, subject = {Simulation}, language = {de} } @misc{Nikulla2008, author = {Nikulla, Susanne}, title = {Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Eisenbahnbr{\"u}cken bei wechselnden Umweltbedingungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1356}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081020-14324}, year = {2008}, abstract = {Im Zuge des Ausbaus von Eisenbahnstrecken f{\"u}r den Hochgeschwindigkeitsverkehr muss sichergestellt werden, dass keine Resonanz zwischen den periodisch einwirkenden Radlasten und den Br{\"u}ckeneigenfrequenzen entsteht. Bei der Untersuchung einzelner Bauwerke wurden teilweise recht große Schwankungen des dynamischen Verhaltens im Verlauf der Jahreszeiten festgestellt. Um diese Beobachtungen zu pr{\"a}zisieren, wurden an zwei ausgew{\"a}hlten Walztr{\"a}ger-in-Beton-Br{\"u}cken {\"u}ber den Zeitraum von 15 Monaten Beschleunigungsmessungen durchgef{\"u}hrt. Die gewonnenen Daten wurden mit der Stochastic Subspace Methode, die im ersten Teil der Arbeit n{\"a}her erl{\"a}utert wird, ausgewertet. Es konnte f{\"u}r alle Eigenmoden ein Absinken der Eigenfrequenz bei steigender Temperatur beobachtet werden. Um die Ursachen hierf{\"u}r genauer zu untersuchen, wurde f{\"u}r eine der beiden Br{\"u}cken ein Finite-Elemente-Modell mit dem Programm SLang erstellt. Mittels einer Sensitivit{\"a}tsanalyse wurden die f{\"u}r das Schwingverhalten maßgebenden Systemeigenschaften identifiziert. Die anschließend durchgef{\"u}hrte Strukturoptimierung unter Nutzung des genetischen Algorithmus sowie des adaptiven Antwortfl{\"a}chenverfahrens konnte die Temperaturabh{\"a}ngigkeit einzelner Materialparameter aufzeigen, die zumindest eine Ursache f{\"u}r Schwankungen der Eigenfrequenzen darstellen.}, subject = {Dynamik}, language = {de} } @misc{Abebe2008, type = {Master Thesis}, author = {Abebe, Beka Hailu}, title = {Fatigue Life Assessment of Diesel Engine Pump Part}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1359}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20081027-14331}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {The intention of this thesis is first, to determine material constants of ductile cast irons (EN-GJS-400-15,EN-GJS-500-7, EN-GJS-600-3) for estimating fatigue damage. These constants are obtained from experimental results. These results are stress versus strain tests, strain versus crack initiation life tests,and consequently, Smith, Watson and Topper damage parameter, PSWT can be calculated. Using data fitting, the constants can be estimated, thus Uniform Material Law for ductile cast irons is fulfilled. Endurance limit stress is obtained based on research report termed Synthetic W{\"o}hler Lines(SWL).It is found out that the endurance limit stress is a function of yield limit stress. Endurance life cycle is set as three millions for the three materials. Secondly, fatigue life assessment is done for diesel engine pump part made of the three ductile cast irons. Finite element calculation is done to get elastic stress concentration factor, Kt, and plastic notch factor Kp. Neuber ´s rule is used to determine local stress at notch subjected to constant amplitude load test and variable amplitude loading. The constant amplitude loading is conducted at a stress ratio of R=0 on the pump part. The test results show that fatigue life assessment based on the material constants is accurate. On the basis of the accuracy of constant amplitude test results, it is possible to determine for fatigue life for variable amplitude loading which is the real loading on the pump part. The variable amplitude loading is normally standardized for computational efficiency. This standardized loading is termed as CORAL (COmmon RAil Loading) sequence. CORAL is used to calculate fatigue life of pump part and is inputted to a Fatigue Life Evaluation computer program. This program uses rain flow cycle counting method. It can be concluded that the material constants for ductile cast irons fit well which is proved by experimental tests by constant amplitude loading on pump part. Then life prediction can be done for the typical pump loading, standardized variable amplitude loading known as CORAL}, subject = {Materialerm{\"u}dung}, language = {en} } @misc{Jacobs2008, type = {Master Thesis}, author = {Jacobs, Dietlind}, title = {Experimentelle Ermittlung der Filtercharakteristik eines nichtbindigen Bodens und Vergleich mit analytischen Ans{\"a}tzen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1349}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080922-14248}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Aus den beidseitigen Wassereinstau von Flussdeichen, resultieren neue Belastungssituationen innerhalb eines Flussdeiches. Die neu eintretenden Wechselwirkungen von Erdstoffschichten mit der Sickerstr{\"o}mung k{\"o}nnen an der Grenzschicht von einer bindigen zu einer nichtbindigen Erdstoffschicht zum Materialtransport f{\"u}hren. Der Austrag von Feinmaterial aus der Dichtungsschicht (Basisschicht) kann mit Erdstofffiltern (Filterschicht) bestimmter Kornzusammensetzung verhindert werden. Bei diesem Vorgang wird das feine Material bei Durchstr{\"o}mung der Filterschicht an der Oberfl{\"a}che bzw. im Inneren einer Filterschicht abgetrennt bzw. am Transportvorgang zur{\"u}ckgehalten. In dieser Forschungsarbeit wurden durch Versuche die Ans{\"a}tze zur geometrische Stabilit{\"a}t herausgearbeitet. Die Auswertung der Versuchsergebnisse bezog sich auf die initiale Wasserdurchl{\"a}ssigkeit, auf die Filtercharakteristik sowie die Wasserdurchl{\"a}ssigkeit bei Suspensionsstr{\"o}mung und die Betrachtung der geometrischen Stabilit{\"a}t des Systems aus Suspension und Filter.}, subject = {Erosion}, language = {de} } @misc{Korkmaz2008, type = {Master Thesis}, author = {Korkmaz, Sinan}, title = {Extension of the Uniform Material Law for High Strength Steels}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1387}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090602-14718}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2008}, abstract = {Uniform Material Law (UML) is a handy and user-friendly method since only the tensile strength data of the material is needed for estimation of the strain-life curve, in contrast to other methods, such as four-point correlation method, universal slopes method, Mitchell's method, modified universal slopes method, which also require the data of the reduction in area or the fracture ductility of the material. On the other hand, the error level of UML estimations can be still decreased by refining the method. The objective of this thesis is putting forward a more refined method by extending conventional UML. Furthermore, a life prediction computation is carried out with the proposed extended UML and the results are compared to that of the conventional method. The results have proven that the maximum error is dropped down to 0.59\% from 38\% with the proposed extended UML method.}, subject = {Materialerm{\"u}dung}, language = {en} }