@phdthesis{Hanko2007,
  author    = {Hanko, Johanne},
  title     = {A decision-making tool for the selection of an appropriate integrated MSW management system for tropical Asian cities; the case of Bangkok},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.635},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20071213-10034},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2007},
  abstract  = {Einf{\"u}hrung Tropische asiatische Entwicklungs- und Schwellenl{\"a}nder zeigten rasches st{\"a}dtisches Wachstum dadurch, dass Bauern einwanderten, um ein besseres Leben in der Stadt zu suchen. Dadurch ergab sich in vielen St{\"a}dten ein Mangel an geeigneter Infrastruktur und an sozialen Diensten. Die st{\"a}dtische M{\"u}llversorgung bildet keine Ausnahme; sie wird sogar oft an das Ende der Prio-rit{\"a}tenliste f{\"u}r st{\"a}dtische Aufgabenpl{\"a}ne gestellt, da dabei zuerst die Gesetze und Verordnun-gen formuliert und umgesetzt werden m{\"u}ssen. Das Problem des nicht entsorgten st{\"a}dtischen M{\"u}lls f{\"u}hrt (mit Sicherheit) zu Luftverschmutzung, Krankheit und zur Verseuchung des Bo-dens und des Wassers. Diese Probleme stehen in tropischen Klimaten im Zusammenhang mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit, mit heftigem Regen und mit h{\"a}ufigen {\"U}berschwemmun-gen. Stehendes Wasser und Ausschwemmung aus dem Abfall werden sehr schnell zu Brutst{\"a}t-ten von Insekten, Nagern und Bakterien, und damit zu einer Gesundheitsgefahr f{\"u}r Arbeiter und die allgemeine Bev{\"o}lkerung. Dar{\"u}ber hinaus kann Wasser- und Grundwasserverschmut-zung/Kontamination zu einer ernsten Umweltzerst{\"o}rung f{\"u}hren, mit direkten Auswirkungen auf die Wasserressourcen, und auf raschen Qualit{\"a}tsverlust der pflanzlichen Erzeugnisse, des R{\"u}ckgrates der meisten tropischen asiatischen L{\"a}nder. M{\"u}llentsorgung und die Verantwortlichkeiten Lokale Regierungen m{\"u}ssen die {\"o}ffentliche Gesundheit ihrer lokalen Bev{\"o}lkerung sicherstellen und sind deshalb f{\"u}r die M{\"u}llentsorgung verantwortlich. Asiatische tropische Klimate sich rasch {\"a}ndernde M{\"u}llzusammensetzung machen die M{\"u}llbehandlung und -entsorgung zu einer dauernden Herausforderung der Entscheidungstr{\"a}ger. Vor einer Entscheidung {\"u}ber das ver-wendete Entsorgungssystem muss eine geeignete Abfall-Charakterisierung treten. Diese Cha-rakterisierung liefert Kenntnisse {\"u}ber die Abfallmenge, die Feuchte, den Heizwert und die Menge der verschiedenen Komponenten im Abfallstrom, wie z. B.: organisches Material, Plas-tik, Papier, Karton, Holz, Textilien, Gummi, Leder, Glas, Metalle, Nichtmetalle, Steine und Keramiken. Dar{\"u}ber hinaus ist die Herausforderung, der sich asiatische L{\"a}nder gegen{\"u}ber se-hen, ein Mangel an Raum und damit wird die Platzierung eine Deponie zunehmend schwierig. Die Abfallwirtschaft ist eine kostenintensive, aber trotzdem notwendige Maßnahme, um das Wohlergehen sowohl der Bev{\"o}lkerung als auch f{\"u}r die Umwelt sicher zu stellen. Es wird ge-sch{\"a}tzt, dass Asien im Jahr 2025 etwa 47 Milliarden US\$ aufwenden muss, um 0,5 bis 1 Kg st{\"a}dtischen M{\"u}ll je Person und Tag abzufahren und zu behandeln, oder 5 US\$ je Kopf und Jahr. In Entwicklungsl{\"a}ndern sind unz{\"a}hlige Leute nicht in der Lage, diese hohen Preise f{\"u}r die Ab-fallentsorgung zu zahlen. Deshalb liegt es in der Verantwortung der Regierung, die Abfallent-sorgung zu betreiben und zu finanzieren, um die Bev{\"o}lkerung, die Gemeinde und die Umwelt zu sch{\"u}tzen. Tropische asiatische St{\"a}dte m{\"u}ssen jetzt bezahlbare und nachhaltige Verfahren f{\"u}r die Entsorgung ihrer zunehmenden Menge t{\"a}glichen Abfalls benennen, wobei gleichzeitig auf minimale Umweltbelastung, auf soziale Akzeptanz und auf minimale Landverbrauch zu achten ist. Eine leicht anwendbare Entscheidungshilfe zur Wahl des geeignetesten Abfallbehandlungs-system der Gemeinde w{\"a}re deshalb sehr n{\"u}tzlich. Proposition Der Zweck dieser Dissertation war die Entwicklung eines nutzerfreundlichen Instrumentariums f{\"u}r das Verwaltungs- und Regierungspersonal in tropischen Entwicklungs- und Schwellenl{\"a}n-der. 1. Diese Vorgehensweise basiert auf einem Netzwerk, das eine Liste ausgew{\"a}hlter entschei-dungsrelevanter Tatsachen in Betracht zieht, die n{\"o}tig sind, um eine informierte Entschei-dung machen zu k{\"o}nnen. Das entscheidungshelfende Verfahren muss von Entscheidungs-tr{\"a}gern bei einer vorl{\"a}ufigen Feststellung des Abfallentsorgungs- und -behandlungssystems f{\"u}r ihre Gemeinde benutzt werden. 2. Tropische asiatische St{\"a}dte m{\"u}ssen eine Reihe von Faktoren ber{\"u}cksichtigen, wenn sie {\"u}ber ihren Abfallwirtschaftsplan entscheiden. Dazu geh{\"o}ren die immerwechselnde Menge und Zusammensetzung des Abfalls infolge der zunehmenden Bev{\"o}lkerungszahl und des Ein-kommens je Kopf, der hohe Feuchtigkeitsgrad, Verbrennungsw{\"a}rme-Werte und die oft be-grenzten finanziellen M{\"o}glichkeiten. 3. Ferner sind gesetzliche, politische, verwaltungstechnische, soziale, finanzielle, {\"o}konomi-sche und technische Faktoren bestimmend. 4. Die Verwaltung muss dabei die Wichtigkeit jedes Teilschrittes der Abfallwirtschaft im Au-ge behalten, also Abfallerzeugung, Sammlung, Transport, Abfallcharakterisierung, Entsor-gung und Behandlung. 5. Die Rolle der lokalen Gemeinden in der Entscheidungsfindung ist nicht hoch genug einzu-sch{\"a}tzen; deshalb m{\"u}ssen Mitglieder der Gemeinde aktiv am Schutz der Umwelt und an der Verhinderung ihrer Zerst{\"o}rung mitwirken. Mehrere Entscheidungshilfsverfahren f{\"u}r ver-schiedene Anwendungen wurden entwickelt. Jedoch zieht die Mehrzahl von ihnen nicht notwendigerweise eine {\"o}ffentliche Teilnahme in Betracht, und sie sind auch nicht benutzer-freundlich. 6. Um die Komplexit{\"a}t der Probleme besser zu verstehen, die bei tropischen asiatischen St{\"a}d-ten auftreten, wurde die Innenstadt von Bangkok, Thailands gr{\"o}ßte Stadt und Hauptstadt, als repr{\"a}sentativer Fall ausgew{\"a}hlt, f{\"u}r die Entsorgung der 9000 t M{\"u}ll der t{\"a}glich produ-ziert wird. Thailands Klima ist, besonders w{\"a}hrend der j{\"a}hrlichen Monsunzeit, heiß und feucht mit einer mittleren Temperatur von 28,4°C und einer Feuchtigkeit zwischen 70 und 100\%. Die Gesetze und Verordnungen zeigen sehr deutlich an, wie wichtig die Behandlung des st{\"a}dtischen Abfalls genommen wird. Zahlreiche Interviews, verbunden mit der Durch-sicht von Dokumenten, Berichten und Ortsbesichtigungen ergaben Kenntnisse der zahlrei-chen Entscheidungsmaßnahmen, denen sich die st{\"a}dtischen Entscheidungstr{\"a}ger einer tro-pischen Stadt gegen{\"u}ber sehen. Die Durchsicht und die Analyse der Entscheidungsmaß-nahmen in Bangkoks Abfallentsorgungsstrategien zeigten, wie das Entscheiden als Werk-zeug in verschiedenen asiatischen tropischen St{\"a}dten benutzt werden kann. 7. Ein Entscheidungsrahmen wurde erstellt auf der Grundlage von Literatur-Recherchen und pers{\"o}nliche Erfahrungen, und anhand der in der Stadt Bangkok gesammelte Daten {\"u}ber-pr{\"u}ft. Die Entscheidungspunkte im Netzwerk umfassen eine allgemeine Beschreibung der Stadt, ihre klimatischen und hydrogeologischen Bedingungen, die Menge und Art des er-zeugten M{\"u}lls, einen {\"U}berblick {\"u}ber die bestehenden Anlagen und die existierenden Pro-gramme, {\"o}ffentliche Aufmerksamkeit zu gewinnen, den sozio{\"o}konomischen Aspekt eines Abfallbehandlungssystems und die {\"o}ffentliche Teilnahme. Es ber{\"u}cksichtigt ferner Ge-sundheits- und Sicherheits{\"u}berlegungen im Zusammenhang mit Abfallentsorgungsm{\"o}g-lichkeiten und ihrer Kosten. 8. Das Entscheidungsinstrumentarium hat als Ziel, ein geeignetes Abfallbehandlungssystem zu erm{\"o}glichen, das als Grundlage soziale, klimatische und technische Informationen be-nutzt. Ihre Einfachheit erlaubt einem Verwaltungspersonal, das wenig Erfahrung mit Ab-fallwirtschaft und Computerwissen besitzt, verschiedene Optionen zu analysieren und Sze-narien auszutesten. Des weiteren werden verschiedene M{\"o}glichkeiten {\"u}berpr{\"u}ft, und es wird versucht, die Optionen in die Abfallwirtschaft zu integrieren. 9. Das Instrumentarium beinhaltet {\"u}ber ein Hundert geschlossene Fragen, die auf das Analy-sieren der Bed{\"u}rfnisse und der gegenw{\"a}rtigen Situation der Abfallwirtschaft einer be-stimmten Gesellschaft ausgerichtet sind und die es erm{\"o}glichen, ein geeignetes Abfallwirt-schaftssystem f{\"u}r die entsprechende Gesellschaft zu w{\"a}hlen. Diese Fragen hatten als Grundlage die Rahmen und Eckpunkte des Entscheidungsinstrumentariums. Dieses Instru-mentarium ist selbsterkl{\"a}rend, und gleichzeitig bietet es Flexibilit{\"a}t bei der Entscheidung, um wie viel Prozent des Abfalls wieder verwertet wird, kompostiert oder behandelt durch irgend eine von den sechs Behandlungsoptionen; Kompostierung, Verg{\"a}rung, nicht-Verbrennungssysteme, Verbrennung, Deponierung und Energiegewinnung. 10. Die Ziele eines integrierten Abfallwirtschaftssystems k{\"o}nnen vom Benutzer ge{\"a}ndert und modifiziert werden. Dies erm{\"o}glicht die {\"U}berpr{\"u}fung verschiedener Szenarien und die Auswahl des geeignetesten Abfallbehandlungssystems. Das System kann sehr einfach sein und nur ein Behandlungssystem beinhalten oder mit einer Auswahl mehrere Behandlungs-systeme sehr kompliziert sein. In einigen L{\"a}ndern ist es Vorschrift mehrere Systeme anzu-wenden. Integrierte Abfallwirtschaftssysteme, die mindestens zwei oder drei Abfallbe-handlungssysteme beinhalten, sind deshalb gefragt. 11. Die Ziele der Gesellschaft sind ausschlaggebend und sind die Schl{\"u}sselfaktoren f{\"u}r den Entscheidungsprozess. Die Menge der wiederverwertbaren Materialien, die Brauchbarkeit des Komposts, die Interesse an Verg{\"a}rung, die M{\"o}glichkeit einer Verbrennungsanlage, das Verstehen eines nicht-Verbrennungssystems und die Verf{\"u}gbarkeit von Land f{\"u}r Deponien, die Notwendigkeit f{\"u}r Elektrizit{\"a}t sind einige Schl{\"u}sselfaktoren die {\"u}berlegt werden m{\"u}s-sen. Integrierte Abfallwirtschaft ist wahrscheinlich die vern{\"u}nftigste Vorgehensweise. Dies erm{\"o}glicht Flexibilit{\"a}t bei Abfallwirtschaftstechniken und erg{\"a}nzt sie gegenseitig. 12. {\"O}ffentliche Verwaltungen k{\"o}nnen DMT als eine erste Bewertung der geeignetesten Tech-nologie benutzen. Des weiteren gibt DMT dem Verwaltungspersonal Flexibilit{\"a}t in ihrer Wahl bez{\"u}glich der Menge an wiederverwertbarem Abfall unter der Anwendung verschie-denen Technologien, welches eine gut konstruiertes und gut integriertes Abfallbehand-lungssystem f{\"u}r die Gesellschaft darstellt. Fazit Das Fazit ist: die Abfallwirtschaft in einem tropischen Schwellenland ist mit bestimmten Her-ausforderungen verbunden, die behandelt werden m{\"u}ssen. {\"O}konomische, technische und sozi-ale Kriterien m{\"u}ssen in Betracht gezogen werden bei der Wahl geeigneter st{\"a}dtischer Abfall-wirtschaftsysteme. Begrenzte finanzielle M{\"o}glichkeiten, Mangel an {\"o}ffentlichem Bewusstsein und ein schwaches Wirtschaftssystem sind manchmal verantwortlich f{\"u}r die Wahl eines schlechtes Abfallbehandlungssystems, mit kurzsichtigen und {\"u}ber die Jahren teuren Entschei-dungen statt langfristigen und vern{\"u}nftigeren Entscheidungen. Wetterbedingungen und die Knappheit an Land in Stadtn{\"a}he sind besondere Herausforderungen. Das Entscheidungsinstru-mentarium DMT macht die Identifizierung von Schl{\"u}sselfragen n{\"o}tig f{\"u}r die Formulierung eines nachhaltigen Abfallwirtschaftskonzepts und f{\"u}r die Wahl eines technisch-, {\"o}konomisch- und sozial-akzeptierbaren Abfallwirtschaftssystems, das besonders geeignet ist f{\"u}r tropische Klimate. Die Ergebnisse der DMT-Daten-Analyse bietet eine faire Auswertung f{\"u}r ein ad{\"a}quates integ-riertes Abfallbehandlungssystems. Wenn einmal ein System identifiziert wurde, werden weitere Studien bez{\"u}glich Umsetzbarkeit und Anwendbarkeit n{\"o}tig sein. Jedoch wird die Notwendig-keit, ausf{\"u}hrliche Studien am multiplen Szenarien durchzuf{\"u}hren, minimiert, was erhebliche Ersparnisse f{\"u}r die Stadtverwaltung bedeutet. Eine Feasibility-Study und ein Masterplan haben zu folgen, um die standortspezifischen und Finanzierungsfragen zu kl{\"a}ren sowie die Auswahl der spezifischen Anlagentechnik zu definieren.},
  subject      = {Abfall},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nour2006,
  author    = {Nour, Mohamed},
  title     = {A Flexible Model for Incorporating Construction Product Data into Building Information Models},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.740},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20060317-7781},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2006},
  abstract  = {When considering the integration and interoperability between AEC-FM software applications and construction products' data, it is essential to investigate the state-of-the-art and conduct an extensive review in the literature of both Building Information Models and electronic product catalogues. It was found that there are many reasons and key-barriers that hinder the developed solutions from being implemented. Among the reasons that are attributed to the failure of many previous research projects to achieve this integration aim are the proprietary developments of CAD vendors, the fragmented nature of construction product data i.e. commercial and technical data, the prefabrication versus on-site production, marketing strategies and brand-naming, the referencing of a product to the data of its constituents, availability of life-cycle data in a single point in time where it is needed all over the whole life-cycle of the product itself, taxonomy problems, the inability to extract search parameters from the building information model to participate in the conduction of parametric searches. Finally and most important is keeping the product data in the building information model consistent and up-to-date. Hence, it was found that there is a great potential for construction product data to be integrated to building information models by electronic means in a dynamic and extensible manner that prevents the model from getting obsolete. The study has managed to establish a solution concept that links continually updated and extensible life-cycle product data to a software independent building information model (IFC) all over the life span of the product itself. As a result, the solution concept has managed to reach a reliable building information model that is capable of overcoming the majority of the above mentioned barriers. In the meantime, the solution is capable of referencing, retrieving, updating, and merging product data at any point in time. A distributed network application that represents all the involved parties in the construction product value chain is simulated by real software tools to demonstrate the proof of concept of this research work.},
  subject      = {Produktinformation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Borth2002,
  author    = {Borth, Olaf},
  title     = {Absch{\"a}tzung der Tragf{\"a}higkeit von Queranschl{\"u}ssen an Tr{\"a}gern aus Voll- und Brett-schichtholz im Rahmen der Linear-Elastischen Bruchmechanik},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.23},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-250},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2002},
  abstract  = {In der Arbeit werden M{\"o}glichkeiten aufgezeigt, die Tragf{\"a}higkeit von Queranschl{\"u}ssen an Tr{\"a}gern aus Voll- und Brettschichtholz abzusch{\"a}tzen. Die Tragf{\"a}higkeit dieser Anschl{\"u}sse wird nicht allein durch die Tragf{\"a}higkeit der mechanischen Verbindungsmittel selbst begrenzt. Die Tragf{\"a}higkeit der Verbindungsmittel wird in dieser Arbeit a priori als hinreichend betrachtet. Sie kann z. B. nach der Theorie von JOHANSEN bestimmt werden. Insbesondere bei solchen Anschl{\"u}ssen, welche unterhalb der Schwerachse von Tr{\"a}gern angeordnet sind, erzeugen die durch die Verbindungsmittel eingeleiteten Lasten Beanspruchungen, welche die Tragf{\"a}higkeiten dieser Anschl{\"u}sse bestimmen. Die Absch{\"a}tzung der Tragf{\"a}higkeit auf der Basis von Spannungen hat bei dieser Problemstellung methodische Schw{\"a}chen. Bauteile aus Holz k{\"o}nnen unter Gebrauchsbedingungen rißbehaftet sein. Mit den Methoden der Linear-Elastischen Bruchmechanik kann die Tragf{\"a}higkeit von rißbehafteten Bauteilen beurteilt werden. Es werden wegen der Vielzahl m{\"o}glicher Ausf{\"u}hrungvarianten lediglich Anschl{\"u}sse betrachtet, welche mit stiftf{\"o}rmigen Verbindungsmitteln hergestellt werden. Zur Bestimmung bruchmechanischer Kennwerte werden numerische Methoden angewendet. Es werden wichtige Parameter dieser Anschl{\"u}sse untersucht und hinsichtlich ihrer Ber{\"u}cksichtigung im Rechenmodell bewertet. Zur Verifizierung des Rechenmodells werden Vergleiche mit experimentellen Untersuchungen anderer Wissenschaftler angestellt. Der Einsatz verschiedener Versagenskriterien wird diskutiert. Schließlich wird ein formaler Zusammenhang zur Absch{\"a}tzung der Tragf{\"a}higkeit f{\"u}r einzelne Verbindungsmittel hergestellt. Weiterhin wird die Tragf{\"a}higkeit von praxis{\"u}blichen Anschl{\"u}ssen anhand einfacher Zusammenh{\"a}nge aufgezeigt.},
  subject      = {Tr{\"a}ger},
  language  = {de}
}
@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{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{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}
}
@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{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}
}
@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{Marx2000,
  author    = {Marx, Steffen},
  title     = {Anwendung der mathematischen Optimierung bei der geometrisch und physikalisch nichtlinearen Analyse von Stahlbetontragwerken},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.32},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040216-343},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  year      = {2000},
  abstract  = {Ausgehend von den klassischen Variationsprinzipien der Mechanik werden kinematische und gemischte Extremalprinzipe abgeleitet, die zur Beschreibung geometrisch und physikalisch nichtlinearen Tragverhaltens geeignet sind. Ein Schwerpunkt der Arbeit besteht in der Anwendung der Prinzipe zur Analyse und Bemessung von Stahlbeton-, Spannbeton- und Verbundquerschnitten. Aus einem einheitlichen Berechnungsmodell wird eine Vielzahl praxisrelevanter Problemstellungen abgeleitet. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Anwendung der kinematischen Extremalformulierung f{\"u}r die geometrisch und physikalisch nichtlineare Berechnung von Stabtragwerken.},
  subject      = {Stahlbetonkonstruktion},
  language  = {de}
}