@phdthesis{Bayer1999, author = {Bayer, Veit}, title = {Zur Zuverl{\"a}ssigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen unter dynamischen Einwirkungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.19}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040205-215}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1999}, abstract = {Die Arbeit befaßt sich mit varianzmindernden Verfahren zur Monte Carlo Simulation von stochastischen Prozessen, zum Zweck der Zuverl{\"a}ssigkeitsbeurteilung von Baukonstruktionen mit nichtlinearem Systemverhalten. Kap. 2 ist eine Literaturstudie zu varianzmindernden Monte Carlo Methoden. In Kap. 3 wird die Spektrale Darstellung eines station{\"a}ren, skalaren Gauß - Prozesses hergeleitet. Auf dieser Grundlage werden verschiedene Simulationsmodelle diskutiert. Das in Kap. 4 entwickelte varianzmindernde Simulationsverfahren basiert auf der Spektralen Darstellung. Nach einer ersten Pilotsimulation werden die Frequenzen f{\"u}r die Einf{\"u}hrung zuf{\"a}lliger Amplituden bestimmt und deren Parameter angepaßt. Der zweite Lauf erfolgt mit diesen Parametern nach dem Prinzip des Importance Sampling. Das Verfahren wird in Kap. 5 f{\"u}r eine Br{\"u}cke unter Erdbebenbelastung angewendet. Die Br{\"u}cke ist mit sog. Hysteretic Devices zur Energiedissipation ausger{\"u}stet. Es werden einerseits die Genauigkeit und Effizienz des Simulationsverfahrens, andererseits die Leistungsf{\"a}higkeit der Hysteretic Devices zur Erdbebenert{\"u}chtigung von Bauwerken demonstriert.}, subject = {Baukonstruktion}, language = {de} } @phdthesis{Lehmkuhl2004, author = {Lehmkuhl, Hansj{\"o}rg}, title = {Zur praktischen Anwendung numerischer Analysemethoden f{\"u}r Stabilit{\"a}tsprobleme}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.676}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20051013-7102}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {In der t{\"a}glichen Ingenieurpraxis werden in zunehmenden Maße numerische Analysen im Rahmen der Finite-Elemente-Methode auch zur Untersuchung stabilit{\"a}tsgef{\"a}hrdeter Strukturen eingesetzt. F{\"u}r die aktuelle Praxis, insbesondere im konstruktiven Stahlbau, ist jedoch festzustellen, dass zwischen der fortgeschrittenen Theorie und dem Niveau der praktischen Anwendung numerischer Stabilit{\"a}tsanalysen eine große Kluft besteht. Aus praktischer Sicht erscheint es unumg{\"a}nglich, die weiter wachsende Diskrepanz zwischen den umfangreichen theoretischen M{\"o}glichkeiten und der gegenw{\"a}rtigen Praxis abzubauen. Damit steht der praktisch t{\"a}tige Ingenieur vor der Aufgabe, sein Wissen auf dem Gebiet numerischer Stabilit{\"a}tsanalysen zu vertiefen und bereits vorhandene FE-Programme um Berechnungsalgorithmen f{\"u}r umfassende numerische Stabilit{\"a}tsanalysen zu erweitern. Daf{\"u}r werden in der Arbeit die Grundlagen einer FEM- orientierten modernen Stabilit{\"a}tstheorie einheitlich und aus Sicht einer praktischen Anwendung aufbereitet. Die Darstellung von realisierten programmtechnischen Umsetzungen f{\"u}r erweiterte Analysenmethoden wie Nachbeulanalysen, Pfadwechsel und Approximationen imperfekter Pfade erm{\"o}glicht eine Erweiterung des Methodenvorrates. Die innerhalb der Arbeit untersuchten Beispiele zeigen, dass durch die Anwendung der behandelten Verfahren das Tragverhalten einer stabilit{\"a}tsgef{\"a}hrdeten Struktur wesentlich besser eingesch{\"a}tzt werden kann als bei Beschr{\"a}nkung auf die herk{\"o}mmlichen Analysemethoden.}, subject = {Nichtlineare Stabilit{\"a}tstheorie}, language = {de} } @phdthesis{Grosse2005, author = {Grosse, Marco}, title = {Zur numerischen Simulation des physikalisch nichtlinearen Kurzzeittragverhaltens von Nadelholz am Beispiel von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.734}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20060215-7725}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {In der Arbeit wird ein r{\"a}umliches Materialmodell f{\"u}r den anisotropen Werkstoff Holz vorgestellt. Dessen Leistungsf{\"a}higkeit wird durch Verifikationsrechnungen und die Simulation eigener Versuche aufgezeigt. In diesen Versuchen wurde das Tragverhalten spezieller Schubverbindungselemente der Brettstapel-Beton-Verbundbauweise untersucht. Die Kombination eines Brettstapels mit einer schubfest angeschlossenen Betonplatte ist eine vorteilhafte M{\"o}glichkeit, Schnittholz mit geringem Querschnitt effektiv in biegebeanspruchten Bauteilen einzusetzen. Es werden die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen zu den Schubverbindungselementen Flachstahlschloss und Nutverbindung vorgestellt. Diese zeichnen sich durch eine {\"u}ber die gesamte Plattenbreite kontinuierliche {\"U}bertragung der Schubkraft per Kontaktpressung aus. Vor allem in Brettstapel-Beton-Verbunddecken werden somit ein sehr hoher Verschiebungsmodul sowie eine eminente Tragf{\"a}higkeit erreicht. Um mit numerischen Strukturanalysen die in den Versuchen beobachteten Versagensmechanismen ad{\"a}quat abbilden und realistische Prognosen f{\"u}r das Tragverhalten von Bauteilen oder Verbindungen treffen zu k{\"o}nnen, muss das physikalisch nichtlineare Verhalten aller beteiligter Baustoffe in die Berechnungen einbezogen werden. Im Rahmen der Dissertation wurde ein auf der Plastizit{\"a}tstheorie basierendes Materialmodell f{\"u}r Nadelholz hergeleitet und in das FE-Programm ANSYS implementiert, welches die Mikrostruktur des Holzes als verschmierendes Ersatzkontinuum erfasst. Anhand des anatomischen Aufbaus des inhomogenen, anisotropen und porigen Werkstoffs werden die holzspezifischen Versagensmechanismen und die daraus abgeleiteten konstitutiven Beziehungen erl{\"a}utert. Das ausgepr{\"a}gt anisotrope Tragverhalten von Holz ist vor allem durch erstaunliche Duktilit{\"a}t bei Stauchung, spr{\"o}des Versagen bei Zug- und Schubbeanspruchung und enorme Festigkeitsunterschiede in den Wuchsrichtungen gekennzeichnet. Die Auswirkungen der gr{\"o}ßtenteils unabh{\"a}ngig voneinander auftretenden, mikromechanischen Versagensmechanismen auf die Spannungs-Verformungsbeziehungen wurden durch die Formulierung ad{\"a}quater Ver- resp. Entfestigungsfunktionen in Abh{\"a}ngigkeit der Beanspruchungsmodi erfasst. Das dem Materialmodell zu Grunde liegende mehrfl{\"a}chige Fließkriterium ber{\"u}cksichtigt die Interaktion aller sechs Komponenten des r{\"a}umlichen Spannungszustandes. Die durchgef{\"u}hrten Verifikations- und Simulationsberechnungen belegen, dass der erarbeitete Ansatz sowohl zur Bewertung des Tragverm{\"o}gens als auch zur Beurteilung von Riss- bzw. Sch{\"a}digungsursachen von Holzbauteilen eingesetzt werden kann. Die numerische Simulation er{\"o}ffnet neue, bisher wenig beachtete M{\"o}glichkeiten zur Untersuchung komplexer Holzstrukturen sowie Anschlussdetails und wird sich auf Grund der Aussagekraft und Flexibilit{\"a}t auch im Ingenieurholzbau mehr und mehr gegen{\"u}ber ausschließlich experimenteller Untersuchung durchsetzen.}, subject = {Holzbau}, language = {de} } @phdthesis{Baumbusch1998, author = {Baumbusch, J{\"u}rgen}, title = {Zur Kontaktsituation zwischen mineralischen Basiserdstoffen und geosynthetischen Filterelementen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.60}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040310-632}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1998}, subject = {Bodenfilter}, language = {de} } @phdthesis{Bolle1999, author = {Bolle, Guido}, title = {Zur Bewertung des Belastungsgrades biegebeanspruchter Stahlbetonkonstruktionen anhand von Last-Verformungs-Informationen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.22}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-245}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1999}, abstract = {Die Beurteilung des Beanspruchungsgrades w{\"a}hrend eines Versuchs zur experimentellen Tragsicherheitsbewertung erfolgt auf Grundlage der zeitgleich dargestellten Beanspruchungs-Verformungsbeziehung. F{\"u}r ein fr{\"u}hzeitiges Erkennen von Strukturver{\"a}nderungen (Rißbildung/Plastizierung) eignen sich jedoch insbesondere Energiebetrachtungen w{\"a}hrend der verschiedenen Versuchsphasen, da diese das Zusammenspiel von Einwirkung und Tragwerksreaktion vollst{\"a}ndig widerspiegeln und auch geringe irreversible Struktur{\"a}nderungen immer mit Energiedissipation verbunden sind. In der Arbeit wird der Versuchsgrenzlastindikator deltaS (normierte Strukturver{\"a}nderungsenergie) vorgestellt. Dieser Parameter erfaßt nur die bei Belastungsversuchen interessanten Strukturver{\"a}nderungen und erm{\"o}glicht damit eine objektive Beurteilung des eingereichten Beanspruchungsgrades und eine zuverl{\"a}ssige Identifikation der Versuchsgrenzlast. Anhand von Versuchen im Labor und am realen Bauwerk wird die Anwendung des Indikators erl{\"a}utert und seine Eignung nachgewiesen.}, subject = {Stahlbetonkonstruktion}, language = {de} } @phdthesis{Rickert2004, author = {Rickert, J{\"o}rg}, title = {Zum Einfluss von Langzeitverz{\"o}gerern auf der Basis von Phosphons{\"a}ure auf die Hydratation einzelner Klinkerphasen, Portlandzementklinker und Portlandzemente}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.21}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040211-232}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Neben dem Schwerpunkt der Verfl{\"u}ssigung werden auch Zusatzmittel ben{\"o}tigt, die extrem lange Verarbeitbarkeitszeiten des Betons erm{\"o}glichen. Eine neue Wirkungsgruppe, durch die Verarbeitbarkeitszeiten von {\"u}ber 90 Stunden er-reicht werden k{\"o}nnen, sind Langzeitverz{\"o}gerer (LVZ) auf der Basis von Phosphons{\"a}ure. In systematischen Versuchen wurden grundlegende Erkenntnisse {\"u}ber die Wirkungsmechanismen von LVZ auf die Hydratation gewonnen. Es hat sich gezeigt, dass die verz{\"o}gernde Wirkung von LVZ auf die Bildung von schwer l{\"o}slichem Calciumphosphonat zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist, welches die Partikeloberfl{\"a}chen žabdichtetœ. Vom Angebot an gel{\"o}stem Calcium h{\"a}ngt es ab, ob sich das žabdichtendeœ Calciumphosphonat direkt bildet oder ob durch den Calciumanspruch des LVZ eine kurzzeitig verst{\"a}rkte Hydratation reaktiver Klin-kerphasen hervorgerufen wird. Sulfatoptimierte Zemente wiesen aufgrund der Anteile an Sulfattr{\"a}ger gen{\"u}ge! nd Calcium-Ionen f{\"u}r eine sofortige Bildung von Calciumphosphonat auf. In Verbindung mit der Bildung von prim{\"a}rem Ettringit bildet die Sulfattr{\"a}geroptimierung die Grundlage f{\"u}r die erw{\"u}nschte Wirkungsweise des Zusatzmittels.}, subject = {Beton}, language = {de} } @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{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{Heidolf2007, author = {Heidolf, Thorsten}, title = {Zeit- und beanspruchungsabh{\"a}ngiges Tragverhalten von polymermodifiziertem Beton unter mehrfach wiederholter Beanspruchung}, isbn = {978-3-86068-331-2}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1108}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080102-11753}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden die experimentellen Ergebnisse eigener Untersuchungen an unbewehrtem und bewehrtem polymermodifiziertem Beton unter mehrfach wiederholter Druck- und Zugbeanspruchung vorgestellt und mit den Ergebnissen {\"a}hnlicher Versuche an Normalbeton und hochfestem Beton verglichen. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei dem Form{\"a}nderungsverhalten, der Steifigkeitsdegradation und der Energiedissipation sowie dem Kriechverhalten und der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen gewidmet. Die beobachtete signifikante Steifigkeitsdegradation sowie der ausgepr{\"a}gt nichtlineare Zusammenhang zwischen der viskosen Verformung und der elastischen Stauchung zeigen, dass bei der Analyse der Kriech¬aus¬wirkungen des polymermodifizierten Betons auf das Tragverhalten entsprechender Kon¬struktionen neben den Gebrauchslasten auch die w{\"a}hrend der Lastgeschichte aufgetretenen maximalen Beanspruchungssituationen sowie die damit verbundenen Strukturver{\"a}nderungen zu ber{\"u}cksichtigen sind. Auf der Basis der Versuchsergebnisse und der visko-elastisch-plastischen Kontinuumssch{\"a}digungstheorie werden rheologische Modelle zur Beschreibung des zeit- und beanspruchungsabh{\"a}ngigen Tragverhaltens von Betonbauteile vorgeschlagen. Die numerische Umsetzung der vorgeschlagenen Modelle erfolgt unter Ber{\"u}cksichtigung des zeitabh{\"a}ngigen Materialverhaltens des Betons auf der Basis des HAMILTON-Prinzips unter Vernachl{\"a}ssigung der Tr{\"a}gheitskr{\"a}fte. Durch eine zeitliche Diskretisierung kann die Problembeschreibung auf das Prinzip von LAGRANGE vom Minimum des Gesamtpotentials zur{\"u}ckgef{\"u}hrt und als nichtlineare Optimierungsaufgabe formuliert werden. Die Simulation des beanspruchungsabh{\"a}ngigen Tragverhaltens von Stahlbetonverbundquerschnitten verdeutlicht die Qualit{\"a}t und Leistungsf{\"a}higkeit der vorgeschlagenen Modellbildung.}, subject = {Kriechen}, 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{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{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{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} } @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{Schwabach2005, author = {Schwabach, Enrico}, title = {Verformumgs- und Degradationsverhalten von niederzyklisch uniaxial druckbeanspruchtem Beton}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.662}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050815-6953}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Analyse der last- und zeitabh{\"a}ngigen Verformungseigenschaften und der Steifigkeits-Degradation von unbewehrtem Normalbeton und hochfestem, selbstverdichtendem Beton (SVB). Neben experimentellen Untersuchungen werden numerische Simmulationen des Beton-Kriechverhaltens unter kurzzeitiger, quasi-statischer, uniaxialer Druckbeanspruchung vorgenommen.}, subject = {E-Modul}, language = {de} } @phdthesis{FuellsackKoeditz2004, author = {F{\"u}llsack-K{\"o}ditz, Raimo}, title = {Verbundverhalten von GFK-Bewehrungsst{\"a}ben und Rissentwicklung in GFK-stabbewehrten Betonbauteilen}, isbn = {3-86068-240-7}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.227}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20041206-2344}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden im Rahmen von Ausziehversuchen die Verbundeigenschaften verschiedener Bewehrungsst{\"a}be aus glasfaserverst{\"a}rkten Kunststoffen (GFK) unter Ber{\"u}cksichti-gung signifikanter Einflussgr{\"o}ßen auf das Verbundverhalten wie Oberfl{\"a}chenprofilierung der St{\"a}be, Stabdurchmesser, Betonfestigkeit, Verbundl{\"a}nge sowie Beanspruchungsart unter einheitlichen Versuchsrandbedingungen bestimmt. Es erfolgt eine Bewertung der Einflussgr{\"o}ßen, der Verbundeigenschaften und des Verbundversagens der untersuchten GFK-Bewehrungsst{\"a}be. Basierend auf der Modellbildung zum Verbund zwischen GFK-St{\"a}ben und Beton wird die Bestimmung der Verankerungsl{\"a}nge aufgezeigt. Im Rahmen von Versuchen an GFK-stabbewehrten Dehnk{\"o}rpern und Balken wird die Auswirkung der spezifischen mechanischen Eigenschaften der GFK-St{\"a}be auf die Rissentwicklung gegen{\"u}ber stahlbewehrten Bauteilen untersucht. Insbesondere wird betrachtet, welchen Einfluss das Bewehrungsmaterial, der Bewehrungsgrad, die Betonfestigkeit sowie die Belastungsart auf die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen sowie auf die Entwicklung des Rissbildes, der Rissbreiten und der Rissabst{\"a}nde haben. Auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen wird die {\"U}bertragbarkeit der f{\"u}r Stahlbetonbauteile {\"u}blichen Ans{\"a}tze zur Bestimmung der Rissbreite auf GFK-stabbewehrte Betonbauteile bewertet.}, subject = {Verbundverhalten}, language = {de} } @phdthesis{Bittrich2001, author = {Bittrich, Daniel}, title = {Verbunddokumente als Nutzeroberfl{\"a}che von Software f{\"u}r die Tragwerksplanung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.20}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-229}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2001}, abstract = {Das Ziel der Arbeit besteht in der Entwicklung von Konzepten zur effizienten Implementierung von ingenieurgem{\"a}ßer Tragwerksplanungs-Software. Der vorgeschlagene L{\"o}sungsansatz basiert auf einer optimalen Anpassung der Nutzeroberfl{\"a}che an den spezifischen Arbeitsablauf, der Erh{\"o}hung des Wiederverwendungsgrades sowie der M{\"o}glichkeit der unabh{\"a}ngigen Erweiterbarkeit von Software-Systemen. Verbunddokumente werden als Nutzeroberfl{\"a}che und Software-Architektur benutzt, um eine Zusammenf{\"u}hrung von Standard-Software und fachspezifischen Software-Komponenten zu ingenieurgem{\"a}ßer Tragwerksplanungs-Software zu erm{\"o}glichen. Die Umsetzbarkeit des Konzeptes wird durch eine Pilotimplementierung verifiziert.}, subject = {Tragwerk}, language = {de} } @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{Wehr2002, author = {Wehr, Gunther}, title = {Untersuchungen zur Querkrafttragf{\"a}higkeit von querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.57}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040310-606}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {F{\"u}r querkraftbewehrte Elemente aus Porenbeton kann hinsichtlich der Querkrafttragf{\"a}higkeit ein gegen{\"u}ber vergleichbaren Bauteilen aus Normal- oder {\"u}blichen Leichtbetonen abweichendes Trag-, Verformungs- und Bruchverhalten festgestellt werden. Bedingt wird dieses Verhalten durch die Interaktion der an der Verbundkonstruktion beteiligten Materialien. Experimentelle Untersuchungen an querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton zeigen, dass die Querkrafttragf{\"a}higkeit durch ein lokales Versagen der Verankerungszone der Querkraftbewehrung bedingt wird. Aufgrund der geringen Festigkeit und des spr{\"o}den Materialverhaltens von Porenbeton ist es nicht m{\"o}glich, die Querkraftbewehrung durch die Wirkung des kontinuierlichen Verbunds zu realisieren. Erg{\"a}nzend wird L{\"a}ngs- und Querkraftbewehrung verschweißt. Die Querkrafttragf{\"a}higkeit von querkraftbewehrten Elementen aus Porenbeton kann durch Fachwerkmodelle unter Ber{\"u}cksichtigung von Energie- und Deformationsbedingungen abgeleitet werden.}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {de} } @phdthesis{Bachtijor2003, author = {Bachtijor, Abdussaljamov Abdusasamatowitsch}, title = {Untersuchungen zur hygro-mechanischen Stabilit{\"a}t von kristallinem Calciumsulfat-Halbhydrat : Kornzerfall von Stuckgips im Wasser}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.77}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040319-807}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2003}, abstract = {Bei der direkten thermische Umwandlung von Gips in Stuckgips entstehen texturierte Halbhydratkristallite von geringer Best{\"a}ndigkeit gegen hygro-mechnische Beanspruchung. {\"U}berl{\"a}sst man diese texturierten Kristallite einer nat{\"u}rlichen Alterung, werden \"Heilungseffekte\" beobachtet, die durch lokale Umkristallisierungsreaktion an Oberfl{\"a}chendefekten erkl{\"a}rt werden k{\"o}nnen. Die gealterten Stuckgipse sind stabiler gegen hygro-mechanische Beanspruchungen. Durch Bespr{\"u}hung von Gips mit verd{\"u}nnten w{\"a}ssrigen Salzl{\"o}sungen vor der Calcivierung entsteht aridisierter Stuck geringer texturiert und damit stabiler gegen hygro-mechanische Beanspruchungen.}, subject = {Gips}, language = {de} } @phdthesis{Lehmann2004, author = {Lehmann, Steffen}, title = {Untersuchungen zur Bewertung von Verbundbauteilen aus Brettstapelelementen im Fl{\"a}chenverbund mit mineralischen Deckschichten}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.239}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20041216-2479}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Zur Verbindung des fl{\"a}chigen Bauteils Brettstapelelement mit mineralischer Deckschicht sind bisher kaum geeignete einfachste Fugenausbildungen untersucht. Bei dieser biegebeanspruchten hybriden Verbundkombination bietet das zugbeanspruchte Holz und die druckbeanspruchte mineralische Deckschicht im Verbund ein g{\"u}nstigeres Biegetragverhalten und verbessert im Vergleich zum reinen Brettstapeldeckenelement dessen Eigenschaften. F{\"u}r die Steifigkeit und die Tragf{\"a}higkeit der Verbundkonstruktion ist die Ausbildung der Verbundfuge, die effektive {\"U}bertragung der Schubkraft ausschlaggebend. Die vom Verfasser der Arbeit durchgef{\"u}hrten Versuche haben gezeigt, dass der Einsatz alternativer Verbundfugenausf{\"u}hrungen grunds{\"a}tzlich m{\"o}glich ist. Mit diesem Wissen scheint neben dem Einsatz nachgiebiger Verbindungsmittel auch die Heranziehung, Erfassung und Optimierung des Fl{\"a}chen- sowie Reibungsverbundes zwischen fl{\"a}chigen Holzelementen und mineralischen Deckschichten eine effiziente und sichere Fugenausbildung darzustellen. F{\"u}r weiterreichende und genauere Aussagen, sind neben der versuchstechnischen Abkl{\"a}rung der Wirksamkeit m{\"o}glicher chemischer als auch mechanischer Modifikationen der Holzoberfl{\"a}che in der Verbundfuge computergest{\"u}tzte Kurzzeit- sowie auch Langzeituntersuchungen zur Absch{\"a}tzung der M{\"o}glichkeiten und Zuverl{\"a}ssigkeit des Fl{\"a}chenverbundes zwischen Brettstapelelement und mineralischer Deckschicht unabdingbar gewesen. Als Deckschichtvarianten kamen Normalbeton, Zementestrich, Anhydritestrich und Geopolymerbeton zur Anwendung. Es konnte durch eine statistische Auswertung im Resultat ein Gesamt{\"u}berblick {\"u}ber das Tragverhalten von hybriden Verbundelementen mit mineralischen Deckschichten und spezieller Oberfl{\"a}chenbehandlung des Holzes gegeben werden. Dabei wirkten sich die Vorteile bei der Nutzung des Fl{\"a}chenverbundes vor allem auf den Gebrauchszustand des Bauteils aus. Die Steifigkeit des Verbundbauteils wurde durch den Fl{\"a}chenverbund erh{\"o}ht und es wurden damit g{\"u}nstigere Voraussetzungen f{\"u}r den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit vor allem bei Spannweiten {\"u}ber 5,0 m erzielt. Die Untersuchungen zeigen die grundlegende Anwendbarkeit f{\"u}r Brettstapel im Fl{\"a}chenverbund mit mineralischen Baustoffen.}, subject = {Holzbau}, 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{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{Berger2004, author = {Berger, Martin}, title = {Typologiebildung und Erkl{\"a}rung des Aktivit{\"a}ten-(Verkehrs-)verhaltens - ein Multimethodenansatz unter Verwendung der Optimal Matching Technik}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.203}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20041115-2108}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Vor dem Hintergrund des gesellschaftlichen Wandels sieht sich die Verkehrsforschung mit neuen Anforderungen an die Konzeption, Anpassung, Anwendung usw. von statistischen Ans{\"a}tzen zur Analyse des Aktivit{\"a}ten-(Verkehrs-)verhaltens konfrontiert, um auf Basis empirischer Daten ad{\"a}quat Zusammenh{\"a}nge der Verkehrsentstehung zu erforschen. Ausgehend von der musterorientierten Perspektive - das heißt Untersuchungsgegenstand sind chronologische Abfolgen von Ortsver{\"a}nderungen und T{\"a}tigkeiten in Form von Wege-Aktivit{\"a}tenmustern - besteht das Ziel einer m{\"o}glichst realit{\"a}tsnahen Abbildung und Erkl{\"a}rung von individuellen Unterschieden im Raum-Zeit-Verhalten. Neu bzw. kaum etabliert sind in diesem Kontext der eigens konzipierte Multimethodenansatz sowie die Optimal Matching Technik, die erweiterte Abbildungseigenschaften zur Distanzmessung zwischen Wege-Aktivit{\"a}tenmustern aufweist. Erkannt werden durch jene Methode gleiche T{\"a}tigkeiten bzw. Ortsver{\"a}nderungen, die zeitlich an unterschiedlichen Stellen der zu vergleichenden Muster angeordnet sind sowie identische Subsequenzen. Zielf{\"u}hrend in der Datenanalyse ist nachstehende Abfolge von Verfahren: Die Klassifikation von Wege-Aktivit{\"a}tenmustern zur Reduktionen deren immenser Komplexit{\"a}t gelingt durch Einsatz der Optimal Matching Technik. Diese quantifiziert (Un-){\"a}hnlichkeiten zwischen Wege-Aktivit{\"a}tenmustern („Abstandsmessung") unterschiedlicher Personen oder zu vergleichender Zeitabschnitte einer Person. Die dadurch berechnete Distanzmatrix bildet den Ausgangspunkt des clusteranalytischen Fusions-algorithmus, dessen Aufgabe die Zusammenfassung der Wege-Aktivit{\"a}tenmuster ist (explorative Stufe). Die Anwendung eines multinomialen Logit-Modells erm{\"o}glicht auf Individualebene die Vorhersage der Affinit{\"a}t zu Wege-Aktivit{\"a}tenmuster-Typen anhand von Merkmalswerten identifizierter Erkl{\"a}rungsgr{\"o}ßen der Personen, des Haushaltes usw. (induktive Stufe). Im Gegensatz zu einschl{\"a}gigen Forschungsarbeiten zeichnet sich die gew{\"a}hlte Untersuchungsstrategie durch die Objektivit{\"a}t des Vorgehens aus, da eine a-priori Bildung von Personen-kategorien nicht notwendig ist. Ebenso grenzt die Ber{\"u}cksichtigung der zuf{\"a}lligen und nicht-erkl{\"a}rbaren Verhaltensvariabilit{\"a}t durch das Wahrscheinlichkeitsprinzip des gew{\"a}hlten Logit-Modells das eigene Vorgehen von anderen Untersuchungen ab. Aufgrund der weitgehend ungekl{\"a}rten Anwendungsgrundlagen der Optimal Matching Technik befasst sich die vorliegende Arbeit zun{\"a}chst mit dessen inhaltlicher Ausrichtung am Untersuchungsgegenstand. Die Anpassung der festzulegenden Aufwandswerte, welche f{\"u}r die ben{\"o}tigten Aktionen angesetzt werden, um ein Wege-Aktivit{\"a}tenmuster in ein anderes zu transformieren, erfolgt mit Hilfe einer empirisch Absch{\"a}tzung, die weit {\"u}ber ein argumentatives Vorgehen hinausgeht. Der ermittelte Sequenzabstand inkludiert dabei die operationsspezifische Distanz bei {\"U}berg{\"a}ngen zwischen den konstituierenden Zust{\"a}nden der zu vergleichenden Wege-Aktivit{\"a}tenmuster („Zustands{\"a}hnlichkeit"). Abstandsmaß f{\"u}r die qualitativen Zust{\"a}nde ist dabei die ermittelte Priorit{\"a}t von wege- und t{\"a}tigkeitenbezogenen Handlungen. Die Relevanz einer Ausrichtung belegt auch die durchgef{\"u}hrte Sensitivit{\"a}tsanalyse: Das Ausmaß der Empfindlichkeit der Optimal Matching Technik ist insbesondere gegen{\"u}ber der Festlegung der Aufwandswerte betr{\"a}chtlich. Um die Analysepotenziale des Multimethodenansatzes zu demonstrieren, werden exemplarisch interpersonelle Unterschiede im w{\"o}chentlichen Aktivit{\"a}ten-(Verkehrs-)verhaltens (Datenbasis: deutsches Mobilit{\"a}tspanel) analysiert. Ergebnis der Klassifikation (explorative Analysestufe) ist eine auf den ersten Blick inhaltlich stichhaltige Wege-Aktivit{\"a}tenmuster-Typologie charakteristischer Wochenabl{\"a}ufe des Aktivit{\"a}ten-(Verkehrs-)verhaltens: Unterschiedliche Arten, zeitlicher Umfang und zeitliche Lage der Haupt-aktivit{\"a}ten, unterschiedliche Verkehrsverhaltensweisen sowie unterschiedliche clusterspezifische Tag zu Tag Rhythmen, Gleichf{\"o}rmigkeiten, Schwankungen usw. des Raum-Zeit-Verhaltens kennzeichnen die Wege-Aktivit{\"a}tenmuster-Typen. Die Abbildungs-eigenschaften der Optimal-Matching Technik zeichnen sich in den erstellten Clustern nur teilweise ab: W{\"a}hrend die Zustandselementkomposition - augenscheinlich betrachtet - passabel durch die Wege-Aktivit{\"a}tenmuster-Typologie abgebildet wird, bleibt ungewiss, ob und inwieweit dies f{\"u}r die Abfolge{\"a}hnlichkeit gilt. Aus dem induktiven Analyseschritt geht hervor: Alter, Geschlecht, Verf{\"u}gbarkeit einer {\"O}PNV-Zeitkarte, F{\"u}hrerscheinbesitz und mit herausragender Bedeutung der Erwerbsstatus signalisieren als maßgebende Erkl{\"a}rungsgr{\"o}ßen eine Trennwirkung. {\"U}berdies zeigt das Gesamtbild der ermittelten Wirkungsrichtungen und Effektst{\"a}rken {\"u}berzeugende Erkl{\"a}rungszusammenh{\"a}nge auf. Damit ist ein Nachweis der Praktikabilit{\"a}t des eigens konzipierten Multimethodenansatzes unter Verwendung der Optimal Matching Technik zur musterorientierten Analyse des Raum-Zeit-Verhaltens erbracht.}, subject = {Verkehrsverhalten}, language = {de} } @phdthesis{Pastohr2004, author = {Pastohr, Henry}, title = {Thermodynamische Modellierung eines Aufwindkraftwerkes}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.81}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040803-867}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Die Energieversorgung auf der Erde wird zuk{\"u}nftig zu einem Problem. Bedingt ist dies durch eine fortschreitende Verknappung der nat{\"u}rlichen Ressourcen, wie Kohle, Gas und {\"O}l sowie einer Zunahme der CO2-Konzentration und anderer Schadstoffe in der Atmosph{\"a}re. Regenerative Energiequellen m{\"u}ssen genutzt werden, um den steigenden Energiebedarf zu sichern. Eine interessante M{\"o}glichkeit zur Nutzung der Solarenergie stellt das Aufwindkraftwerk dar. Das Aufwindkraftwerk besteht aus einem Kamin, um den ein Glasdachkollektor auf dem Erdboden angeordnet ist. Am Fuße des Kamins befinden sich Turbinen und Generatoren. Die einfallende Solarenergie wird haupts{\"a}chlich {\"u}ber die Wechselwirkung mit dem Erdreich in thermische Energie, in kinetische Energie, in Rotationsenergie und in elektrische Energie umgewandelt. Das Ziel der Arbeit bestand in der physikalisch-mathematischen Modellierung, der genaueren Erkennung des Wirkprinzips und der Diskussion der Anlagenparameter Leistung und Wirkungsgrad. Im Rahmen dieser Aufgabe wurden dazu station{\"a}re und instation{\"a}re Computational Fluid Dynamic (CFD) Modelle und station{\"a}re und instation{\"a}re vereinfachte Modelle entwickelt, diskutiert und miteinander verglichen. Grundlegend neue Erkenntnisse wurden bei den Verl{\"a}ufen der Temperaturen im Kollektor, insbesondere der Erdoberfl{\"a}chentemperatur erreicht. Parameteranpassungen im W{\"a}rme{\"u}bergangsmodell und Widerstandsmodell f{\"u}hrten f{\"u}r vier ausgew{\"a}hlte, station{\"a}re Sonnenenergien auf eine gute {\"U}bereinstimmung zwischen den Ergebnissen (Temperaturhub, Druckentnahme, Leistung und Wirkungsgrad) des station{\"a}ren, hybriden Modells und des station{\"a}ren CFD-Modells. Weiterhin stimmen die lokalen Gr{\"o}ßen W{\"a}rme{\"u}bergangskoeffizient, Erdoberfl{\"a}chentemperatur, Lufttemperatur und Glasdachtemperatur gut zwischen den Modellen {\"u}berein. Mit dem CFD Modell wurden der Prototyp und 3 Großkraftwerke berechnet. Mit dem entwickelten instation{\"a}ren FDM-Modell wurden erstmalig numerische Langzeitsimulationen (1 Jahr) durchgef{\"u}hrt. Zur {\"U}berpr{\"u}fung des Modells wurden die Ergebnisse mit Messwerten aus Manzanares verglichen, wobei eine gute {\"U}bereinstimmung erreicht werden konnte. Das Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die stattfindenden thermodynamischen und str{\"o}mungsmechanischen Prozesse in einem Aufwindkraftwerk konnte durch die Arbeit maßgeblich verbessert werden.}, subject = {Aufwindkraftwerk}, 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} } @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{ScholzSolbach2004, author = {Scholz-Solbach, Kai}, title = {Thermische Effekte der tiefgr{\"u}ndigen Bodenstabilisierung mit Branntkalk-Boden-S{\"a}ulen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.416}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050307-3972}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Gegenstand der Arbeit ist die Untersuchung der bei der Herstellung von Branntkalk-Boden-S{\"a}ulen auftretenden thermischen Effekte und ihres Einflusses auf Wasser- und Wasserdampftransporte im Boden. Die Erw{\"a}rmung beruht vorrangig auf einer chemischen Reaktion, bei der das dem Boden zugemischte Calciumoxid mit Bodenwasser unter Freisetzung von W{\"a}rmeenergie zu Calciumhydroxid reagiert. Hierzu wurden zun{\"a}chst die thermischen Eigenschaften feink{\"o}rniger B{\"o}den und ihre Beeinflussung durch das Herstellen des Bindemittel-Boden-Gemisches in situ untersucht. Weiterhin wurden Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf der chemischen Reaktion und zur Gr{\"o}ße der dabei freigesetzten Reaktionsw{\"a}rme vorgenommen. Mit dem Vorhaben, die mit der S{\"a}ulenherstellung einhergehenden Temperaturfeld{\"a}nderungen zu erfassen, wurden danach die thermischen Anfangs- und Randbedingungen des Bodens und der Bodenoberfl{\"a}che untersucht und festgelegt. Anschließend wurden die zeitabh{\"a}ngigen Temperaturfeld{\"a}nderungen auf der Grundlage der W{\"a}rme{\"u}bertragung durch W{\"a}rmeleitung mit Hilfe des Finite-Elemente-Methode Programms Ansys® 6.1 numerisch simuliert. Das Finite-Elemente-Modell wurde durch die Nachrechnung von Feldversuchen verifiziert. Im Rahmen der Finite-Elemente-Berechnungen wurde die infolge der Hydratation des Branntkalkes stattfindende Erw{\"a}rmung des Bindemittel-Boden-Gemisches und des angrenzenden Bodens simuliert und hinsichtlich relevanter Einflussgr{\"o}ßen {\"u}berpr{\"u}ft. Untersucht wurde der Einfluss herstellungsbedingter Faktoren wie Bindemittelkonzentration, S{\"a}ulendurchmesser und S{\"a}ulenanordnung sowie der Einfluss nat{\"u}rlicher Faktoren wie Trockendichte und S{\"a}ttigungsgrad des Bodens. Die mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode ermittelten zeitabh{\"a}ngigen, im Boden auftretenden Temperaturgef{\"a}lle bilden die Grundlage f{\"u}r die Untersuchung der thermisch bedingten Wassertransportvorg{\"a}nge in der Stabilisierungss{\"a}ule und deren Umfeld. Zu diesem Zweck wurde die durch die Temperaturfeldbeeinflussung ge{\"a}nderte energetische Situation des Bodenwassers analysiert. Auch nicht-thermische, infolge der S{\"a}ulenherstellung auftretende Effekte wie die durch den >Stopfeffekt< bedingte lokale S{\"a}ttigungs{\"a}nderung und die Beeinflussung des osmotischen Potentials einschließlich der daraus resultierenden Wasserbewegungen wurden ber{\"u}cksichtigt. Alle thermisch verursachten Wasser- und Dampffl{\"u}sse bewirken ein Abstr{\"o}men von Porenwasser aus dem stabilisierten Erdk{\"o}rper in den umliegenden Boden. Baupraktisch bleiben die durch thermische Einfl{\"u}sse hervorgerufenen Wassertransportvorg{\"a}nge aufgrund ihres geringen Betrages jedoch unbedeutend. In abschließenden Temperaturfeldberechnungen wurden die thermischen Bodenkennwerte an die sich zeitlich ver{\"a}ndernde Wassers{\"a}ttigung des Bodens angepasst. Anhand der ermittelten Temperaturverl{\"a}ufe wurde aufgezeigt, dass der Einfluss der S{\"a}ttigungs{\"a}nderung auf die Berechnungsergebnisse sehr gering ist, und damit die Voraussetzung f{\"u}r die vorangegangene entkoppelte Betrachtung des W{\"a}rme- und Massestromes erf{\"u}llt ist. Aufgrund dieser Ergebnisse muss der mehrfach in der Literatur zitierte, auch mit der tiefgr{\"u}ndigen Bodenstabilisierung in Zusammenhang gebrachte, Einfluss der Erw{\"a}rmung auf die Verdunstung des Bodenwassers kritisch betrachtet und in Frage gestellt werden. Voraussetzung hierf{\"u}r ist der Transport von Wasser an die Bodenoberfl{\"a}che. Nennenswerte, auf Temperatureinfl{\"u}ssen beruhende Wasserbewegungen sind, wie die Berechnungsergebnisse gezeigt haben, nicht zu erwarten. Weitere Untersuchungen zur Festigkeitsentwicklung von Branntkalk-Boden-S{\"a}ulen und deren Vorhersage sollten sich daher auf die mechanischen Effekte und auf die mineralogisch-chemischen Prozesse, wie die puzzolanischen Reaktionen, und die M{\"o}glichkeiten ihrer Prognose konzentrieren. Die Berechnungen haben gezeigt, dass die Temperaturentwicklung in der Stabilisierungss{\"a}ule im Wesentlichen durch die Bindemittelkonzentration, und ihr Ausk{\"u}hlungsverhalten vorrangig durch ihre geometrischen Abmessungen bestimmt wird. Diese Sachverhalte sind von den Bodenparametern, der f{\"u}r die Stabilisierung in Frage kommenden B{\"o}den, weitestgehend unabh{\"a}ngig. Temperaturmessungen stellen daher ein geeignetes Mittel zur Qualit{\"a}tssicherung bei der Herstellung von Branntkalk-Boden-S{\"a}ulen dar, mit deren Hilfe sich Inhomogenit{\"a}ten bei der Bindemittelverteilung oder St{\"o}rungen beim Hydratationsvorgang (Abl{\"o}schen des Branntkalkes) nachweisen lassen. Entsprechende Hilfsmittel wurden angegeben.}, subject = {Bodenverbesserung }, 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{Sorge2006, author = {Sorge, Hans-Christian}, title = {Technische Zustandsbewertung metallischer Wasserversorgungsleitungen als Beitrag zur Rehabilitationsplanung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.813}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20070516-8681}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {Die Instandhaltung der st{\"a}dtischen Trinkwassernetze ist Aufgabenschwerpunkt der Wasserversorgungsunternehmen bzw. Netzbetreiber. Dazu notwendige Rehabilitationsplanungen st{\"u}tzen sich zurzeit weitgehend auf die Trendprognose von Schadensraten und die Erfahrungen der Mitarbeiter. Der Einfluss wesentlicher Kenngr{\"o}ßen wie Werkstoffeigenschaften oder die Resttragf{\"a}higkeit des Rohres bleiben hierbei gr{\"o}ßtenteils unber{\"u}cksichtigt. {\"U}ber materialtechnische Untersuchungen werden die notwendigen Kenngr{\"o}ßen ermittelt, die eine zuverl{\"a}ssige Bewertung des technischen Zustands des Rohrstrangs erm{\"o}glichen. So lassen sich die Prognose der technischen Nutzungsdauer und Rehabilitationsplanungen auf eine solide Basis stellen. In dieser Dissertationsschrift wird hierzu ein Untersuchungs- und Bewertungsalgorithmus mit integrierten Prognoseverfahren erarbeitet.}, subject = {Instandhaltungsplanung}, language = {de} } @phdthesis{Beer2005, author = {Beer, Daniel G.}, title = {Systementwurf f{\"u}r verteilte Applikationen und Modelle im Bauplanungsprozess}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.750}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20060418-7892}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Der Planungsprozess im Konstruktiven Ingenieurbau ist gekennzeichnet durch drei sich zyklisch wiederholende Phasen: die Phase der Aufgabenverteilung, die Phase der parallelen Bearbeitung mit entsprechenden Abstimmungen und die Phase der Zusammenf{\"u}hrung der Ergebnisse. Die verf{\"u}gbare Planungssoftware unterst{\"u}tzt {\"u}berwiegend nur die Bearbeitung in der zweiten Phase und den Austausch der Datenbest{\"a}nde durch Dokumente. Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung einer Systemarchitektur, die in ihrem Grundsatz alle Phasen der verteilten Bearbeitung und unterschiedliche Arten der Kooperation (asynchron, parallel, wechselseitig) ber{\"u}cksichtigt und bestehende Anwendungen integriert. Das gemeinsame Arbeitsmaterial der Beteiligten wird nicht als Dokumentmenge, sondern als Menge von Objekt- und Elementversionen und deren Beziehungen abstrahiert. Elemente erweitern Objekte um applikationsunabh{\"a}ngige Eigenschaften (Features). F{\"u}r die Bearbeitung einer Aufgabe werden Teilmengen auf Basis der Features gebildet, f{\"u}r deren Elemente neue Versionen abgeleitet und in einen privaten Arbeitsbereich geladen werden. Die Bearbeitung wird auf Operationen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, mit denen das gemeinsame Arbeitsmaterial konsistent zu halten ist. Die Systemarchitektur wird formal mit Mitteln der Mathematik beschrieben, verf{\"u}gbare Technologie beschrieben und deren Einsatz in einem Umsetzungskonzept dargestellt. Das Umsetzungskonzept wird pilothaft implementiert. Dies erfolgt in der Umgebung des Internet in der Sprache Java unter Verwendung eines Versionsverwaltungswerkzeuges und relationalen Datenbanken.}, subject = {Planungsprozess}, language = {de} } @phdthesis{Graetz2007, author = {Graetz, Holger}, title = {Synergiepotenzial einer fragmentierten Wasserwirtschaft}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1221}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080130-12886}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, 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. Vorgehensweise und Methodik In einer Situationsanalyse wird ein umfassender politischer, verwaltungs- und unternehmensorientierter Organisationsrahmen mit den Handlungsspektren transparent gemacht. Nicht nur unternehmensorientierte, sondern ebenso politische und verwaltungsorientierte Akteure der Organisationsstrukturen werden dabei als potenziell Handelnde analysiert. Schwerpunkt ist dabei insbesondere das Zusammenwirken bestehender kleinteiliger oder so genannter fragmentierter Organisationsstrukturen. Aus weiteren mit theoretischen Abhandlungen zu Aufwand, Nutzen, Werten und Wertketten des akteursbezogenen Handlungsspektrums wird ein Werthandlungsmodell f{\"u}r die Wasserwirtschaft entwickelt. Internationale Organisationsmodelle der Wasserwirtschaft werden hinsichtlich gesamtheitlichen Zusammenwirkens untersucht. Dem folgt eine empirische Untersuchung der Aufgabentr{\"a}ger des Th{\"u}ringer Strukturhilfeprogramms der Jahre 1999 bis 2006, um weitere Erkenntnisse {\"u}ber fragmentierte Organisationsstrukturen zu gewinnen. Aus den in Theorie und Praxis gewonnen Erkenntnissen wird ein Instrument zur Entscheidungsunterst{\"u}tzung in mehren Schritten entwickelt, das Entscheidungstr{\"a}ger auf nationaler Ebene beziehungsweise entsprechender f{\"o}deraler Zust{\"a}ndigkeit darin unterst{\"u}tzt, die Leistungsf{\"a}higkeit der Organisationsstrukturen der Wasserwirtschaft im Sinne eines effizienten Erreichens gesetzter Qualit{\"a}tsziele zu optimieren. Ergebnisse Die {\"o}konomisch-technische Arbeit gibt Hilfestellung bei geeigneten Optimierungsanstrengungen in f{\"u}r die Wasserwirtschaft typischen fragmentierten Organisationsstrukturen. Das f{\"u}nfstufige Werthandlungsmodell mit seiner transparenten Darstellung des Zusammenspiels operativer, administrativer und politischer Akteure liefert Handlungsans{\"a}tze f{\"u}r eine verbesserte Erf{\"u}llung der ver{\"a}nderten Zielsetzungen in Europa. Im Gegensatz zu bisherigen ausschließlich unternehmensspezifischen Darstellungen erlaubt das Modell eine institutionen- beziehungsweise unternehmens{\"u}bergreifende Untersuchung. Diese wird den Belangen wasserwirtschaftlicher Organisationsstrukturen gerecht, die sich bisher an politischen anstatt an wasserwirtschaftlichen Grenzen orientieren. Eine modellbezogene Untersuchung mehrerer Fusionsprojekte ergab im Wesentlichen, dass Versorgungsgebiete kleiner Aufgabentr{\"a}ger am st{\"a}rksten vom Zusammenwirken mit einer gr{\"o}ßeren Einheit profitieren k{\"o}nnen. Hierbei k{\"o}nnen Probleme unzureichender personeller und struktureller Ressourcen gel{\"o}st und eine ordnungsgem{\"a}ße Betriebsf{\"u}hrung erreicht werden. Das Zusammenwirken f{\"u}hrt neben Aufwandsoptimierungen zu essentiellen Qualit{\"a}tsverbesserungen in den Betriebsabl{\"a}ufen, die die Betriebssicherheit erh{\"o}hen. Zudem erlaubt das Zusammenwirken in gr{\"o}ßeren Einheiten die Implementierung einer ganzheitlichen Unternehmensphilosophie und damit eine qualifizierte Steuerung von Eigen- und Fremdleistungen. Die vorgenommene Systematisierung der Synergieeffekte sowie der dazu notwendigen Maßnahmen und Voraussetzungen bietet eine grundlegende Struktur, an der sich weiterf{\"u}hrende Untersuchungen von Projekten der Zusammenarbeit in der Wasserwirtschaft orientieren k{\"o}nnen. Aus den Untersuchungen zu internationalen Organisationsans{\"a}tzen und regionalen Fusionsprojekten l{\"a}sst sich folgern, dass {\"u}ber ein geeignetes Zusammenwirken in der Wasserwirtschaft nur fallbezogen zu entscheiden ist. Diese Erkenntnis f{\"u}hrte zu der Entwicklung eines Instrumentes, das die Organisationsstrukturen transparent macht und die Entscheidungsfindung unterst{\"u}tzt. Die Anwendung des Instrumentes zur Entscheidungsunterst{\"u}tzung bietet die Chance, geeignete organisatorische Ver{\"a}nderungen hin zu einer zukunftsorientierten Wasserwirtschaft unter Ber{\"u}cksichtigung regionaler Aspekte durchzuf{\"u}hren und gleichzeitig Synergiepotenzial bei einer Zusammenlegung kleiner Unternehmen mit anderen Unternehmen realisieren zu k{\"o}nnen. Fallstudien behandeln das Instrument und unterst{\"u}tzen die adressierten Entscheidungstr{\"a}ger darin, sich ein klares Bild {\"u}ber das m{\"o}gliche Optimierungspotenzial durch Ver{\"a}nderungen der umfassenden Organisationsstrukturen zu machen. Dies f{\"o}rdert sowohl eine optimierte Koordination der Handlungsportfolios als auch deren Umsetzung. Die Arbeit bietet einen Anhalt f{\"u}r eine intensivere Begleitung und Aufarbeitung von Kooperations- und Konzentrationsprozessen insbesondere an Schnittstellen zwischen Aufgabentr{\"a}gern, Unternehmen und Beh{\"o}rden der Wasserwirtschaft. Die Zuordnung, welche Akteure von den Chancen der Wertbeitragssteigerung am st{\"a}rksten profitieren, bleibt die Aufgabe der politischen Willensbildung. Abschließend ist festzustellen, dass die Wasserwirtschaft nur dann den ehrgeizigen Zielen politischer Willensbildung nahe kommt und dem Wohle der Gesellschaft dient, wenn sie in geeigneten Organisationsstrukturen stattfindet. Hierf{\"u}r liefert die beschriebene Arbeit ihren Beitrag, indem sie Entscheidungstr{\"a}gern auf Bundes- und L{\"a}nderebene das Handwerkszeug bereitstellt, geeignete Ver{\"a}nderungen der Strukturen abw{\"a}gen und veranlassen zu k{\"o}nnen.}, subject = {Entscheidungstr{\"a}ger}, 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} } @phdthesis{Most2005, author = {Most, Thomas}, title = {Stochastic crack growth simulation in reinforced concrete structures by means of coupled finite element and meshless methods}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.725}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20051219-7623}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {The complex failure process of concrete structures can not be described in detail by standard engineering design formulas. The numerical analysis of crack development in concrete is essential for several problems. In the last decades a large number of research groups have dealt with this topic and several models and algorithms were developed. However, most of these methods show some difficulties and are limited to special cases. The goal of this study was to develop an automatic algorithm for the efficient simulation of multiple cracking in plain and reinforced concrete structures of medium size. For this purpose meshless methods were used to describe the growth of crack surfaces. Two meshless interpolation schemes were improved for a simple application. The cracking process of concrete has been modeled using a stable criterion for crack growth in combination with an improved cohesive crack model which can represent the failure process under combined crack opening and crack sliding very well. This crack growth algorithm was extended in order to represent the fluctuations of the concrete properties by enlarging the single-parameter random field concept for multiple correlated material parameters.}, subject = {Gitterfreie Methode}, language = {en} } @phdthesis{Schneider2000, author = {Schneider, Ulrich}, title = {Standardisierung der Kommunikation als Integrationsansatz f{\"u}r das Bauwesen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.72}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-751}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {In dieser Arbeit wird eine neue Methode f{\"u}r die Integration von Informationen in digitalen Planungsunterlagen erarbeitet. Die Grundidee des Integrationsansatzes st{\"u}tzt sich auf die aktive Einbeziehung der Anwender w{\"a}hrend der Realisierung der {\"U}bernahme von Informationen und bei der Aktualisierung von Planungsunterlagen, die inkonsistent zu anderen Planungsunterlagen sind. Diese Grundidee kombiniert mit den M{\"o}glichkeiten neuer Kommunikationstechnologien war f{\"u}r die Spezifikation von neuen Methoden f{\"u}r die {\"U}bernahme von Informationen und f{\"u}r die {\"U}berwachung von Ver{\"a}nderungen ausschlaggebend. Die neuen Methoden werden in dieser Ausarbeitung erarbeitet und vorgestellt. Ziel der Ausarbeitung ist die Definition von implementationstechnischen Regeln, die alle auszutauschenden Objekte erf{\"u}llen m{\"u}ssen. Die Realisierung der Integrationsaufgaben durch den Anwender basiert dabei auf den M{\"o}glichkeiten der traditionellen Integration analoger Dokumente.}, subject = {Bauwesen}, language = {de} } @phdthesis{Blickling2006, author = {Blickling, Arno}, title = {Spezifikation des Bau-Solls durch interaktive Modellierung auf virtuellen Baustellen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.790}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20061105-8311}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {Heutige Methoden zur Soll-Spezifikation von Bauleistungen (Kostenermittlung und zeitliche Ablaufplanung) gehen von einer abstrahierten und vereinfachten Betrachtung der Zusammenh{\"a}nge bei Bauprojekten aus. Leistungsverzeichnisse, Kostenermittlungen und Bauzeitpl{\"a}ne orientieren sich nur indirekt an der Geometrie des Bauwerks und der Baustelle. Die dabei verwendeten Medien wie Papier, 2D-Dateien, digitale Leistungsbeschreibungen oder 3D-Darstellungen lassen die Suche nach Informationen auf der Baustelle zu einem zeitaufw{\"a}ndigen und in Anbetracht existierender Medientechnologien ineffizienten Prozess werden. Interaktive virtuelle Umgebungen erlauben die Aufl{\"o}sung starrer Zusammenh{\"a}nge durch interaktive Eingriffe des Anwenders und visualisieren komplexe bauproduktionstechnische Vorg{\"a}nge. Das Konzept der visuellen interaktiven Simulation der Bauproduktion sieht vor, die Soll-Spezifikation anhand eines interaktiven 3D-Modells zu entwickeln, um r{\"a}umliche Ver{\"a}nderungen und parallele Prozesse auf der virtuellen Baustelle im Rahmen der Entscheidungsfindung zum Bauablauf besser ber{\"u}cksichtigen zu k{\"o}nnen. Verlangt man einen hohen Grad an Interaktivit{\"a}t mit dem 3D-Modell, dann bieten sich Computerspieltechnologien sehr gut zu Verifikationszwecken an. Die visuelle interaktive Simulation der Bauproduktion ist damit als eine 3D-modellbasierte Methode der Prozessmodellierung zu verstehen, die Entscheidungen als Input ben{\"o}tigt und die Kostenermittlung sowie die zeitliche Ablaufplanung als Output liefert.}, subject = {Virtuelle Realit{\"a}t}, language = {de} } @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} } @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{Diemar2007, author = {Diemar, Andreas}, title = {Simulation des Einsatzh{\"a}rtens und Absch{\"a}tzung der Dauerfestigkeit einsatzgeh{\"a}rteter Bauteile}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1109}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080213-12945}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besitzt zwei Schwerpunkte. Zum einen wird das Einsatzh{\"a}rten von Bauteilen basierend auf vorhandenen Materialmodellen simuliert. Zum anderen wird ein Konzept zur Absch{\"a}tzung der Dauerfestigkeit einsatzgeh{\"a}rteter Bauteile vorgestellt, in dem wesentliche Ergebnisse der W{\"a}rmebehandlungssimulation als neue Ausgangsgr{\"o}ßen verwendet werden. Damit konnte erstmals ein geschlossenes werkstoffmechanisches Dauerfestigkeitskonzept f{\"u}r einsatzgeh{\"a}rtete Bauteile erarbeitet werden. F{\"u}r die Analyse beliebiger Bauteilgeometrien ist eine Implementation der Materialmodelle in die FEM notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das FE-Programm ABAQUS verwendet. Speziell f{\"u}r dieses FE-Programm wurde innerhalb dieser Arbeit das Subroutine-System ANTRI zur Simulation des Einsatzh{\"a}rtens und Absch{\"a}tzung der Dauerfestigkeit f{\"u}r einsatzgeh{\"a}rtete Bauteile entwickelt. Zur Verifikation des Subroutine-Systems ANTRI wurden experimenteller Ergebnisse aus der Literatur herangezogen. F{\"u}r alle untersuchten Beispiele wurde eine sehr gute {\"U}bereinstimmung zwischen experimentell ermittelten Daten und simulierten Daten festgestellt.}, subject = {W{\"a}rmebehandlung}, language = {de} } @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} } @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{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{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{Hoffmann2006, author = {Hoffmann, Sabine}, title = {Numerische und experimentelle Untersuchung von Phasen{\"u}bergangsmaterialien zur Reduktion hoher sommerlicher Raumtemperaturen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.823}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20070709-8790}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {Moderne B{\"u}roarchitektur mit R{\"a}umen in Leichtbauweise und großen transparenten Fassa-denanteilen versch{\"a}rft im Zusammenwirken mit hohen internen Lasten die Problematik der sommerlichen {\"U}berhitzung in Geb{\"a}uden. Phasen{\"u}bergangsmaterialien (PCM: phase change materials) stellen eine interessante M{\"o}glichkeit dar, sommerliche {\"U}berhitzung in Geb{\"a}uden ohne aufw{\"a}ndige Anlagentechnik wie beispielsweise Klimaanlagen zu reduzieren. Der thermische Komfort in R{\"a}umen, die mit einem PCM-Putz ausgestattet sind, kann signifikant erh{\"o}ht werden. Die Arbeit untersucht Anwendungsm{\"o}glichkeiten und Optimierungspotential eines PCM-Putzes auf experimentelle und numerische Weise. Zur Untersuchung des PCM-Putzes wurden materialtechnische und experimentelle sowie numerische und numerisch-analytische Methoden eingesetzt. Die Kenntnis der thermischen Parameter des PCM-Putzes ist unabl{\"a}ssig f{\"u}r die Berechnung der m{\"o}glichen Temperaturreduktionen. Zur Bestimmung der Latentw{\"a}rme, des qualitativen Schmelz- und Erstarrungsprozesses sowie des Temperaturintervalls, in dem der Phasen{\"u}bergang stattfindet, wurden Messungen mit einem Differential Scanning Calorimeter (DSC) durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r die experimentelle Untersuchung des PCM-Putzes wurden zwei identische Testr{\"a}ume in Leichtbauweise erstellt. Die R{\"a}ume wurden im Verifikationsobjekt „Eiermannbau" des Sonderforschungsbereiches SFB 524 der Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar gemessen. Nach der {\"U}berpr{\"u}fung, dass sich beide R{\"a}ume thermisch gleich verhalten, wurde ein Raum mit dem PCM-Putz und der zweite Raum mit einem vergleichbaren Innenputz ohne PCM verputzt. Thermoelemente zur Temperaturmessung im Bauteil, an der Oberfl{\"a}che und zur Raumlufttemperaturbestimmung wurden angebracht und mit einer Messwerterfassungsanlage verbunden. Der Verlauf der Außenlufttemperatur und die Globalstrahlung am Standort der Versuchsr{\"a}ume wurden aufgezeichnet, um einen Klimadatensatz zu erstellen. F{\"u}r die Berechnung der Temperaturverteilung in einem PCM-Bauteil mit kontinuierlichem Phasen{\"u}bergang existiert keine geschlossene analytische L{\"o}sung. Daher wurde ein numerischer Ansatz gew{\"a}hlt, bei dem der Phasen{\"u}bergang im Temperaturbereich T1 bis T2 mit Hilfe einer temperaturabh{\"a}ngigen W{\"a}rmekapazit{\"a}t c(T) innerhalb der erweiterten Fou-rier'schen W{\"a}rmeleitungsgleichung dargestellt wird. Die Funktion c(T) wird auf Basis der DSC-Messungen bestimmt. Die Modellierung erfolgte mit einem Finite-Differenzen-Verfahren auf Grundlage der Fourier'schen W{\"a}rmeleitungsgleichung. Im Rahmen der Arbeit wurde ein PCM-Modul entwickelt, das in ein Geb{\"a}udesimulationsprogramm implementiert wurde. Mit dem neuen Modul lassen sich sowohl die Temperaturverl{\"a}ufe in einem PCM-Bauteil wie auch seine Wechselwirkung mit dem Raumklima darstellen. Eine Validierung des entwickelten PCM-Moduls anhand von zahlreichen experimentellen Daten der Versuchsr{\"a}ume wurde f{\"u}r das PCM-Modul erfolgreich durchgef{\"u}hrt. Sommerliche {\"U}berhitzungsstunden k{\"o}nnen durch PCM in Wand- und Deckenelementen deutlich reduziert werden. Der PCM-Putz eignet sich vor allem f{\"u}r Anwendungen in Leichtbauten wie z.B. moderne B{\"u}ror{\"a}ume. In R{\"a}umen, in denen bereits eine ausreichende thermische Masse vorhanden ist, ist die Temperaturreduktion durch PCM nur gering. Kann das PCM w{\"a}hrend der Nachtstunden nicht erstarren, ersch{\"o}pft sich seine F{\"a}higkeit zur Latentw{\"a}rmespeicherung. Erh{\"o}hte Nachtl{\"u}ftung f{\"u}hrt bei entsprechend niedrigen Außentemperaturen zu h{\"o}herem W{\"a}rme{\"u}bergang und kann damit zur besseren Entladung des PCM beitragen. Im Rahmen der Dissertation konnten Aussagen zur idealen Phasen{\"u}bergangstemperatur in Abh{\"a}ngigkeit des verwendeten Materials und der Schichtdicke getroffen werden. Die Reduktion der Oberfl{\"a}chentemperaturen, die sich bei Einsatz eines PCM-Putzes unter geeigneten Randbedingungen ergibt, betr{\"a}gt 2.0 - 3.5 K f{\"u}r eine Putzschicht von 1 cm und 3.0 - 5.0 K f{\"u}r eine Putzschicht von 3 cm. Diese Werte wurden sowohl numerisch als auch durch experimentelle Untersuchungen ermittelt. Die Reduktion der Lufttemperaturen aufgrund einer Konditionierung des Raumes mit PCM-Putz betr{\"a}gt bei geeigneten thermischen Verh{\"a}ltnissen ca. 1.0 - 2.5 K f{\"u}r eine Putzschicht von 1 cm und 2.0 - 3.0 K f{\"u}r eine Putzschicht von 3 cm. Die operative Temperatur als wichtiger Komfortparameter kann durch den Einsatz des PCM-Putzes um bis zu 4 K gesenkt werden. Damit l{\"a}sst sich mit Hilfe eines PCM-Putzes die thermische Behaglichkeit in einem Raum deutlich erh{\"o}hen.}, subject = {Bauphysik}, 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} } @phdthesis{Schlegel2004, author = {Schlegel, Roger}, title = {Numerische Berechnung von Mauerwerkstrukturen in homogenen und diskreten Modellierungsstrategien}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.229}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20041213-2369}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Im Zentrum der Arbeit stehen die Entwicklung, Verifikation, Implementierung und Leistungsf{\"a}higkeit numerischer Berechnungsmodelle f{\"u}r Mauerwerk im Rahmen der Kontinuums- und Diskontinuumsmechanik. Makromodelle beschreiben das Mauerwerk als verschmiertes Ersatzkontinuum. Mikromodelle ber{\"u}cksichtigen durch die Modellierung der einzelnen Steine und Fugen die Struktur des Mauerwerkverbandes. Soll dar{\"u}ber hinaus der durch die Querdehnungsinteraktion zwischen Stein und M{\"o}rtel hervorgerufene heterogene Spannungszustand im Mauerwerk abgebildet werden, so ist ein detailliertes Mikromodell, welches Steine und Fugen in ihren exakten geometrischen Dimensionen ber{\"u}cksichtigt, erforderlich. Demgegen{\"u}ber steht die vereinfachte Mikromodellierung, bei der die Fugen mit Hilfe von Kontaktalgorithmen beschrieben werden. Im Rahmen der Makromodellierung werden neue r{\"a}umliche Materialmodelle f{\"u}r verschiedene ein- und mehrschalige Mauerwerkarten hergeleitet. Die vorgestellten Modelle ber{\"u}cksichtigen die Anisotropie der Steifigkeiten, der Festigkeiten sowie des Ver- und Entfestigungsverhaltens. Die numerische Implementation erfolgt mit Hilfe moderner elastoplastischer Algorithmen im Rahmen der impliziten Finite Element Methode in das Programm ANSYS. Innerhalb der detaillierten Mikromodellierung wird ein neues, aus Materialbeschreibungen f{\"u}r Stein, M{\"o}rtel sowie deren Verbund bestehendes nichtlineares Berechnungsmodell entwickelt und in das Programm ANSYS implementiert. Die diskontinuumsmechanische Beschreibung von Mauerwerk im Rahmen der vereinfachten Mikromodellierung erfolgt unter Verwendung der expliziten Distinkt Element Methode mit Hilfe der Programme UDEC und 3DEC. An praktischen Beispielen werden Probleme der Tragf{\"a}higkeitsbewertung gemauerter Bogenbr{\"u}cken, M{\"o}glichkeiten zur Bewertung vorhandener Rissbildungen und Sch{\"a}digungen an historischen Mauerwerkstrukturen und Traglastberechnungen an gemauerten St{\"u}tzen ausgewertet und analysiert.}, subject = {Mauerwerk}, language = {de} } @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} } @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{Kuhne1998, author = {Kuhne, Michael}, title = {Modellierung des Energietransports durch Verglasungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.43}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040220-458}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1998}, abstract = {Es werden sowohl analytische als auch numerische Verfahren zur Berechnung der W{\"a}rmeverluste von Verglasungen vorgestellt, wobei alle am Energietransport beteiligten Prozesse, die W{\"a}rmeleitung, die thermisch getriebenen Konvektionsstr{\"o}mungen und die infrarote Strahlungswechselwirkung, korrekt und vollst{\"a}ndig ber{\"u}cksichtigt werden. Mit Hilfe numerischer Str{\"o}mungssimulation werden Verglasungen systematisch hinsichtlich der F{\"u}llgasart, der Infrarotverspiegelung, der Einbaulage und des Scheibenabstandes sowie der Anzahl der Gaszwischenr{\"a}ume (Zwei-, Drei- und Vierscheiben-Verglasung) untersucht und verglichen. Die Abh{\"a}ngigkeit des k-Wertes von den Temperaturen der angrenzenden Klimate (Atmosph{\"a}re und Innenraum) wird dargestellt.}, subject = {Verglasung}, language = {de} } @phdthesis{Steinmann1997, author = {Steinmann, Frank}, title = {Modellbildung und computergest{\"u}tztes Modellieren in fr{\"u}hen Phasen des architektonischen Entwurfs}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.417}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040220-437}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1997}, abstract = {Die Arbeit befaßt sich mit der Konzeption und exemplarischen Realisierung von CAD-Tools zur Unterst{\"u}tzung des konzeptionellen Entwurfs von Geb{\"a}uden. Die Spezifik des Bauentwurfs macht eine Analyse des Arbeitsfelds "fr{\"u}her architektonischer Entwurf" aus Sicht der Informationsverarbeitung nichtig. Auf der Grundlage einer Untersuchung des Entwurfsprozesses aus pragmatischer und kognitiver Sicht wird ein generisches Prozeßmodell "Entwurf" abgeleitet und mit Beispielen belegt. Ausgehend von der Auffassung, daß Entwerfen der Prozesse das Vorausdenken von Bauwerken in Modellen ist, wird die "objektorientierte Modellierungstechnologie" einer eingehenden Bewertung unterzogen. Ihre methodische Eignung zur modellhaften Abbildung von Bauwerken wird grunds{\"a}tzlich nachgewiesen. Mit Blick auf die spezifischen Gegebenheiten der fr{\"u}hen Entwurfsphasen, wie Unsch{\"a}rfe und nicht formalisiert darstellbarer Informationen, werden einige Erweiterungen vorgeschlagen und experimentiert. Ziel der Arbeit ist es, ein multipel und {\"u}ber lange Zeitr{\"a}ume auswertbares Bauwerksmodell zu schaffen, um Planungsprozesse {\"u}ber den gesamten Bauwerkslebenszyklus durchg{\"a}ngig zu unterst{\"u}tzen. Grundlage des Entwerfens mittels der objektorientierten Methodik sind generalisierte Dom{\"a}nenmodelle. Es wird gezeigt, daß f{\"u}r eine Interpretation konkreter Bauwerksmodelle die generalisierten Dom{\"a}nenmodelle entweder zu normieren sind oder aber daß sie explizit verf{\"u}gbar sein m{\"u}ssen. Die Objektorientierung bietet die M{\"o}glichkeit, sowohl konkrete als auch generalisierte Modelle in einem einheitlichen Metamodell zu beschreiben...}, subject = {Bauentwurf}, language = {de} }