@phdthesis{Abeltshauser, author = {Abeltshauser, Rainer}, title = {Identification and separation of physical effects of coupled systems by using defined model abstractions}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2860}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28600}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, abstract = {The thesis investigates at the computer aided simulation process for operational vibration analysis of complex coupled systems. As part of the internal methods project "Absolute Values" of the BMW Group, the thesis deals with the analysis of the structural dynamic interactions and excitation interactions. The overarching aim of the methods project is to predict the operational vibrations of engines. Simulations are usually used to analyze technical aspects (e. g. operational vibrations, strength, ...) of single components in the industrial development. The boundary conditions of submodels are mostly based on experiences. So the interactions with neighboring components and systems are neglected. To get physically more realistic results but still efficient simulations, this work wants to support the engineer during the preprocessing phase by useful criteria. At first suitable abstraction levels based on the existing literature are defined to identify structural dynamic interactions and excitation interactions of coupled systems. So it is possible to separate different effects of the coupled subsystems. On this basis, criteria are derived to assess the influence of interactions between the considered systems. These criteria can be used during the preprocessing phase and help the engineer to build up efficient models with respect to the interactions with neighboring systems. The method was developed by using several models with different complexity levels. Furthermore, the method is proved for the application in the industrial environment by using the example of a current combustion engine.}, subject = {Strukturdynamik}, language = {en} } @phdthesis{Adami2004, author = {Adami, Kay}, title = {Beitrag zur physikalisch nichtlinearen Analyse von Aussteifungssystemen mit Methoden der mathematischen Optimierung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.78}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040329-812}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Entwicklung einer Strategie zur physikalisch nichtlinearen Analyse von Aussteifungssystemen. Der Anwendungsschwerpunkt umfasst neben dem traditionellen Aufgabenumfang zur Analyse neu zu errichtender Tragwerke gleichzeitig auch Planungsaufgaben, die mit Umbau- und Sanierungsmaßnahmen verbunden sind. Ver{\"a}nderungen, die sich w{\"a}hrend der Nutzungsgeschichte oder im Revitalisierungsprozess ergeben, werden in den Berechnungsmodellen ber{\"u}cksichtigt. In vielen F{\"a}llen ist es aus planerischer Sicht zweckm{\"a}ßig, die Nichtlinearit{\"a}t des Materialverhaltens zur Erschließung von Tragreserven in den normativen Nachweiskonzepten mit einzubeziehen. Der damit verbundene numerische Aufwand wird durch die Verwendung separater Modelle zur Erfassung des Querschnitts- und des Systemtragverhaltens begrenzt, ohne die Komplexit{\"a}t der Aufgabenstellung zu reduzieren. Aus detaillierten Querschnittsuntersuchungen der Tragw{\"a}nde werden integrale Materialbeziehungen abgeleitet, welche die Grundlage f{\"u}r die nichtlineare Tragwerksanalyse darstellen. Die Modellbildung gegliederter Aussteifungsw{\"a}nde basiert auf deren Zerlegung in ebene finite Stabsegmente, die sich durch die Diskretisierung in L{\"a}ngs- und in Querrichtung ergeben. Zus{\"a}tzlich zu den an den Stabenden angreifenden Normalkr{\"a}ften, Querkr{\"a}ften und Biegemomenten werden an den Elementl{\"a}ngsr{\"a}ndern Schubbeanspruchungen erfasst. Die physikalische Nichtlinearit{\"a}t wird durch die Einbeziehung integraler Materialbeziehungen an den Segmentr{\"a}ndern ber{\"u}cksichtigt. Die numerische Umsetzung erfolgt mit Methoden der mathematischen Optimierung. Die Leistungsf{\"a}higkeit der Berechnungsstrategie wird exemplarisch anhand von Untersuchungen an Aussteifungssystemen in Großtafelbauweise nachgewiesen.}, subject = {Stahlbeton}, 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{Alt2000, author = {Alt, Dieter von}, title = {Ausbruchverhalten von Porenbetonplatten bei randnaher Punktst{\"u}tzung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.56}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040310-591}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Ausbruchverhaltens von unbewehrten Porenbetonplatten bei konzentrierter Lasteintragung in Randn{\"a}he. In der Praxis tritt diese Problematik bei Befestigungen oder Verankerungen auf, die eine punktuelle Beanspruchung bewirken. Hauptziel der durchgef{\"u}hrten experimentellen und numerischen Untersuchungen war das Erkennen von Gesetzm{\"a}ßigkeiten f{\"u}r Versagenserscheinungen und f{\"u}r Bruchlasten in Abh{\"a}ngigkeit von variierenden Geometrie- und Materialparametern. Dabei waren Gr{\"o}ße und Lage der Lasteinleitungsstelle sowie die Materialfestigkeit die wichtigsten Einflussfaktoren. Von besonderem Interesse war auch das spr{\"o}de Verhalten des Porenbetonmaterials auf das Ausbruchverhalten. Die Arbeit gliedert sich in drei Hauptteile: die Experimente mit anschließend weiterf{\"u}hrenden numerischen Untersuchungen, sowie Bemessungskonzepten mit Ausbruchgleichungen. Ein weiteres Kapitel behandelt die Zugfestigkeit von Porenbeton. Die Experimente wurde an f{\"u}r Wand- oder Deckenplatten originaldicken Versuchsk{\"o}rpern durchgef{\"u}hrt. Dabei waren die Lagerbedingungen so festgelegt, dass sich m{\"o}glichst ein ungest{\"o}rter Ausbruchk{\"o}rper ausbilden konnte. Numerische Spannungsuntersuchungen {\"u}ber eine r{\"a}umliche Idealisierung der Versuchsk{\"o}rper mit dem Finite- Element- Programmsystem ANSYS gaben Aufschl{\"u}sse {\"u}ber Ort und Gr{\"o}ße von bruchverursachenden Spannungen. Des weiteren wurden {\"u}ber die Versuchsergebnisse hinaus Berechnungen {\"u}ber den Einfluss von Variationen bei der Plattengeometrie durchgef{\"u}hrt. Es wurden Betrachtungen {\"u}ber die Zugfestigkeit als einen maßgebenden Faktor f{\"u}r das Ausbruchverhalten gef{\"u}hrt. Numerische Risssimulationen gaben Aufschluss {\"u}ber den Spannungszustand und den Ablauf der Rissentwicklung.}, subject = {Platte}, language = {de} } @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{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{Baselau2005, author = {Baselau, Christian}, title = {Entwicklung eines Verfahrens zur Beurteilung der Verkehrsqualit{\"a}t auf Straßen mit 2+1-Verkehrsf{\"u}hrung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.737}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20060221-7754}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2005}, abstract = {Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, f{\"u}r Strecken mit 2+1-Verkehrsf{\"u}hrung (Straßentyp RQ 15,5) ein Verfahren zum Nachweis der Verkehrsqualit{\"a}t zu entwickeln. Dabei wurden in einem ersten Schritt zun{\"a}chst f{\"u}r freie Streckenabschnitte Beziehungen zwischen den Verkehrsst{\"a}rken (q) und den mittleren Pkw-Reisegeschwindigkeiten (v) ermittelt und darauf aufbauend ein Bemessungsverfahren abgeleitet. In einem zweiten Schritt wurde das Verfahren erweitert, um f{\"u}r den Fall der Einbindung planfreier Knotenpunkte ebenfalls eine Bewertung vornehmen zu k{\"o}nnen. Bislang standen in Deutschland keine ausreichenden Erkenntnisse {\"u}ber den Zusammenhang zwischen q und v f{\"u}r Strecken mit einem RQ 15,5 zur Verf{\"u}gung. Eine Literaturanalyse ergab, dass sich fr{\"u}here Untersuchungen mehrheitlich mit dem Aspekt der Verkehrssicherheit besch{\"a}ftigten. Somit stellten die eigenen Messungen und die daran anschließende Erg{\"a}nzung von Daten mit Hilfe einer mikroskopischen Verkehrsflusssimulation den Schwerpunkt der Untersuchung dar. Die empirischen Untersuchungen hatten - verglichen mit q-v-Beziehungen f{\"u}r herk{\"o}mmliche Landstraßenabschnitte - ein zum Teil deutlich h{\"o}heres Geschwindigkeitsniveau bei vergleichbaren Verkehrsst{\"a}rken zum Ergebnis. Dar{\"u}ber hinaus konnten zum Teil wesentlich h{\"o}here {\"U}berholraten festgestellt werden als bei einbahnig zweistreifigen Streckenabschnitten, bei denen ein {\"U}berholen im Gegenverkehr erlaubt ist. Zweifellos tragen auch die zweistreifigen Abschnitte eines RQ 15,5 dazu bei, Fahrzeugpulks aufzul{\"o}sen. F{\"u}r die aus mehreren aufeinander folgenden ein- und zweistreifigen Abschnitten bestehenden Untersuchungsstrecken, konnte jedoch insgesamt keine bedeutsame Pulkaufl{\"o}sung festgestellt werden. Dies ist vor allem dadurch begr{\"u}ndet, dass die Strecken mit einem einstreifigen Abschnitt endeten. Das Simulationsprogramm LASI2+1 wurde speziell auf die Simulation des Verkehrsablaufs auf einer Strecke mit 2+1-Verkehrsf{\"u}hrung abgestimmt. Die Kalibrierung des Modells erfolgte auf Basis von Erkenntnissen lokaler Messungen (insbesondere Zeitl{\"u}cken und Geschwindigkeitsverteilungen). Im Rahmen der Validierung erfolgte ein Abgleich zwischen den Ergebnissen der Messungen mit den mit LASI2+1 simulierten f{\"u}r jede einzelne nachgebildete Untersuchungsstrecke anhand der Parameter q und v. Mit LASI2+1 wurden zahlreiche Simulationsl{\"a}ufe durchgef{\"u}hrt, bei denen eine Vielzahl von Kombinationen der Streckenparameter sowie der Verkehrszusammensetzung bei einem m{\"o}glichst breiten Spektrum von Verkehrsbelastungen betrachtet wurden. Die Ergebnisse lagen zun{\"a}chst in „Punktwolken" vor, wobei jeweils ein Punkt beschrieben wird durch eine in einem 5-Minuten-Intervall g{\"u}ltige Verkehrsst{\"a}rke q und der zu diesem Intervall geh{\"o}rigen mittleren Reisegeschwindigkeit der Pkw v. Zur Darstellung der den Verkehrsablauf beschreibenden Punktwolken wurden verschiedene makroskopische Modelle getestet. Dabei wurden ein- und zweistreifige Abschnitte getrennt voneinander betrachtet. Nach Anwendung mathematischer Verfahren zur Kurvenanpassung ergaben f{\"u}r die einstreifigen Abschnitte Wurzelfunktionen die besten N{\"a}herungen zur Beschreibung der Zusammenh{\"a}nge zwischen q und v. F{\"u}r die leicht konvexen Auspr{\"a}gungen in den q-v-Punktwolken der zweistreifigen Abschnitte lieferten lineare Funktionen, die {\"u}ber Verkehrsdichte (k)-Geschwindigkeits-Relationen hergeleitet wurden, die besten Ergebnisse. Mit Hilfe von varianzanalytischen Berechnungen konnten außerdem die Einfl{\"u}sse der verschiedenen Trassierungsparameter quantifiziert werden. L{\"a}ngsneigung und Schwerverkehrsanteile wurden direkt in den insgesamt zehn q-v-Diagrammen dargestellt. Einfl{\"u}sse durch die L{\"a}ngen der Teilabschnitte bzw. die Anzahl der Abschnitte wurden {\"u}ber Abminderungen bzw. Erh{\"o}hungen der Pkw-Reisegeschwindigkeiten ber{\"u}cksichtigt. Daraus wurden in einem weiteren Schritt Korrekturfaktoren ermittelt. F{\"u}r den konkreten Fall eines planfreien Knotenpunkttyps im so genannten unkritischen Wechselbereich wurden weitere Einfl{\"u}sse auf die Pkw-Reisegeschwindigkeit ermittelt, die die Auswirkungen der sich im Knotenpunkt {\"a}ndernden Verkehrsst{\"a}rke (n{\"a}mlich deutlich geringere Geschwindigkeiten gegen{\"u}ber dem durchgehenden Fahrstreifen) ber{\"u}cksichtigen. Durch die Ergebnisse dieser Arbeit liegen erstmals abgesicherte q-v-Diagramme f{\"u}r freie Strecken mit 2+1-Verkehrsf{\"u}hrung einschließlich planfreier Knotenpunkte in unkritischen Wechselbereichen vor, die einen Diskussionsbeitrag f{\"u}r eine Aufnahme in Fortschreibungen der derzeit g{\"u}ltigen Regelwerke darstellen.}, subject = {Verkehrsablauf}, 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{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{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{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{Berninger2004, author = {Berninger, Anna Maria}, title = {Mikrostrukturelle Eigenschaften von Quarz als Bestandteil sp{\"a}t reagierender, alkaliempfindlicher Zuschl{\"a}ge}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.478}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050310-4494}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Zwischen den Jahren 1920 und 1930 kam es an der kalifornischen K{\"u}ste zu Bausch{\"a}den an Br{\"u}cken und Fahrbahnen, die sich vor allem in einer deutlichen Rissbildung {\"a}ußerten. Seither werden immer wieder Bausch{\"a}den beschrieben, deren Ursache in der Reaktion von Zuschl{\"a}gen, die „reaktive" Kiesels{\"a}ure enthalten, mit der Porenl{\"o}sung des Betons zu sehen ist. Diese Reaktion wird als Alkali-Kiesels{\"a}ure Reaktion (AKR) bezeichnet. Seit der ersten Ver{\"o}ffentlichung von Stanton {\"u}ber die „alkali-aggregate reaction" an opalhaltigen Zuschl{\"a}gen sind hunderte von Forschungsarbeiten zu diesem Thema durchgef{\"u}hrt und deren Ergebnisse ver{\"o}ffentlicht worden. Trotz eingehender Forschung seit mehr als 8o Jahren ist weder der Mechanismus der AKR vollst{\"a}ndig gekl{\"a}rt noch eine eindeutige Voraussage {\"u}ber die Gef{\"a}hrdung von Bauwerken oder Bauteilen mit potentiell AKR-empfindlichen Zuschl{\"a}gen m{\"o}glich. Das liegt vor allen Dingen daran, das es sich bei der AKR um eine Reaktion handelt, die aus einer komplexen Abfolge chemischer und physikalischer Prozesse besteht, die in ihrer Gesamtheit zu einer Sch{\"a}digung von Beton bzw. Betonbauteilen und Bauwerken f{\"u}hren k{\"o}nnen. Eine geschlossene Beschreibung und Behandlung dieser Reaktion ist nicht m{\"o}glich, solange keine befriedigende Kenntnis {\"u}ber den Ablauf der einzelnen Schritte vorliegt. Dazu bedarf es grunds{\"a}tzlicher Untersuchungen der einzelnen chemischen und physikalischen Reaktionsschritte sowie einer m{\"o}glichst quantitativen Bewertung der verschiedenen Einflussfaktoren. Grunds{\"a}tzlich gibt es weltweit eine ganze Reihe von Richtlinien und Normen , die dazu verhelfen sollen, Sch{\"a}digungen an Bauwerken durch AKR zu verhindern. In Deutschland ist das momentan g{\"u}ltige Regelwerk die sogenannte Alkali-Richtlinie des deutschen Ausschusses f{\"u}r Stahlbeton (DAfStb). Sie dient zur Beurteilung von Zuschlag nach DIN 4226 [6, 7, 8] mit alkaliempfindlichen Bestandteilen. Dabei bezieht sich der Teil 2 der Richtlinie auf Zuschl{\"a}ge mit Opalsandstein, Kieselkreide und Flint aus bestimmten Gewinnungsgebieten. Hier wird eine reine Zuschlagpr{\"u}fung gefordert. Teil 3 der Richtlinie bezieht sich auf pr{\"a}kambrische Grauwacken und andere alkaliempfindliche Gesteine. Gefordert werden hier Pr{\"u}fungen der Zuschl{\"a}ge selbst sowie Pr{\"u}fung an Betonbalken und 30er W{\"u}rfeln in der Nebelkammer. F{\"u}r die meisten in der Richtlinie genannten Zuschl{\"a}ge bilden die Pr{\"u}fungen und Vorschriften eine ausreichende Sicherheit, um eine AKR zu vermeiden. Dennoch treten immer wieder Sch{\"a}den mit Zuschl{\"a}gen auf, die nach der Alkali-Richtlinie als unempfindlich eingestuft werden m{\"u}ssten. Dabei handelt es sich in der Regel um Schadensf{\"a}lle, die erst nach mehreren Jahren mit sp{\"a}t reagierenden AKR-empfindlichen Zuschl{\"a}gen auftreten. Zu diesen Zuschl{\"a}gen, die gegebenenfalls speziell im Nebelkammertest innerhalb von neun Monaten keine signifikante Dehnung (<0,6mm/m) aufweisen, geh{\"o}ren Stressquarze, Kieselkalk, Granit, Porphyr, Kieselschiefer und Grauwacke. Die vorliegende Arbeit dient speziell der Beurteilung und Einordnung von unterschiedlichen kristallinen Quarzmodifikationen sowie der Ermittlung geeigneter Untersuchungsmethoden f{\"u}r die Beurteilung der AKR-Empfindlichkeit von Quarz.}, subject = {Quarz}, 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{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{Bode2009, author = {Bode, Kay-Andr{\´e}}, title = {Aspekte der koh{\"a}siven und adh{\"a}siven Eigenschaften von PCC}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1385}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20090513-14696}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {Die Abk{\"u}rzung PCC bezieht sie sich hier auf Polymer modified Cement Concrete, also mit Kunststoffen modifizierte M{\"o}rtel und Betone. Hierf{\"u}r hat sich diese Abk{\"u}rzung auch international durchgesetzt. Sie bezeichnet Baustoffe, die neben dem mineralischen Bindemittel Zement auch Kunststoffe enthalten. Zement und Kunststoff erzielen im sp{\"a}teren M{\"o}rtel bzw. Beton eine gemeinschaftliche Bindemittelwirkung. Wiederholter Gegenstand von Schadensf{\"a}llen ist das Versagen des Haftverbundes zu anderer Bausubstanz. Da PCC h{\"a}ufig als d{\"u}nne Schutzschicht auf vorhandenen Beton aufgetragen werden, f{\"u}hrt ein Versagen der Adh{\"a}sion fr{\"u}her oder sp{\"a}ter auch zu einem Versagen dieser Schutzfunktion. Umgekehrt kann ein Versagen des Schutzes infolge von Rissen im PCC auch im Nachhinein zum Abl{\"o}sen der Beschichtung f{\"u}hren. Urs{\"a}chlich f{\"u}r dieses koh{\"a}sive Versagen sind dabei i. d. R. die Auswahl falscher bzw. nicht aufeinander abgestimmter Baustoffsysteme oder schlicht Verarbeitungsfehler. Das Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, welchen Einfluss die koh{\"a}siven und adh{\"a}siven Eigenschaften von PCC auf deren Dauerhaftigkeit, insbesondere bei der Anwendung als Beschichtungsmaterial, haben. Dazu wurden vier maßgebliche Schwerpunkte bearbeitet. Eine zentrale Rolle f{\"u}r die Dauerhaftigkeit eines Beschichtungsmaterials spielt dessen L{\"a}ngen{\"a}nderungsverhalten. Der Betrag der positiven und negativen L{\"a}ngen{\"a}nderungen ist bestimmend f{\"u}r die Spannungen, die im Beschichtungsmaterial entstehen k{\"o}nnen. Sind die auftretenden Spannungen h{\"o}her als die Zugfestigkeit des PCC erfolgt der Spannungsabbau durch Risse. Es kommt also zum Koh{\"a}sionsversagen im M{\"o}rtel. Wird der PCC als Beschichtungsmaterial genutzt, werden die Spannungen im Idealfall {\"u}ber die Verbundebene zum Beschichtungsuntergrund {\"u}bertragen. {\"U}bersteigen dabei diese Spannungen die maximal aufnehmbaren Verbundspannungen, kommt es zum Adh{\"a}sionsversagen zwischen Beschichtung und Untergrund. In Modellversuchen werden die Effekte des L{\"a}ngen{\"a}nderungsverhaltens kunststoffmodifizierter Zementsteine auf den Haftverbund zu einer Gesteinsk{\"o}rnung untersucht. Dadurch werden R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Koh{\"a}sion innerhalb der PCC durch die Beschreibung des adh{\"a}siven Verbundes zwischen Zementsteinmatrix und Gesteinsk{\"o}rnung gezogen. Neben der L{\"a}ngen{\"a}nderung sind auch die Festigkeitseigenschaften der PCC bedeutsam f{\"u}r deren Dauerhaftigkeit. Es werden die Festigkeitseigenschaften kunststoffmodifizierter M{\"o}rtel und Betone nicht nur von der mechanischen Seite betrachtet. Der Focus liegt vielmehr auf der Beschreibung der durch die Kunststoffe beeinflussten koh{\"a}siven Eigenschaften bei mechanischer Belastung. Es wird das Verhalten der polymeren Matrix nach einer Kurzzeitbelastung untersucht. Damit werden die Vorg{\"a}nge, die letztlich zu einer Beeinflussung der Festigkeitseigenschaften f{\"u}hren, dargestellt. In diesem Zusammenhang wird auch der Einfluss der Temperatur auf die Festigkeit der PCC betrachtet. Die Untersuchung des Frost-Taumittel-Widerstandes mittels CDF- bzw. CIF-Verfahrens ist eine gute M{\"o}glichkeit, neben der Beurteilung der Dauerhaftigkeit auch R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die koh{\"a}siven als auch, im mikroskopischen Maßstab betrachtet, die adh{\"a}siven Eigenschaften der PCC zu ziehen. Damit ist gemeint, dass die Koh{\"a}sion von PCC durch deren adh{\"a}sive Eigenschaften zwischen kunststoffmodifizierter Zementsteinmatrix und Gesteinsk{\"o}rnern maßgeblich bestimmt wird. Einerseits kann bei starkem Abfall des relativen dynamischen E-Moduls von einer geringeren Koh{\"a}sion des PCC ausgegangen werden. Dies w{\"u}rde dann bei einem M{\"o}rtel eher zu Rissen f{\"u}hren, {\"u}ber die wiederum betonaggressive Medien eindringen k{\"o}nnen. Im Gegensatz dazu deutet ein konstant bleibender relativer dynamischer E-Modul auf eine hohe Koh{\"a}sion und damit, bei Anwendung des PCC als Beschichtungsmaterial, auf ein h{\"o}heres adh{\"a}sives Versagensrisiko der Beschichtung hin. Andererseits stellt eine h{\"o}here Abwitterung, also sozusagen das schichtenweise koh{\"a}sive Versagen, eine Gefahr bei d{\"u}nnen Beschichtungen dar. Dies k{\"o}nnte noch durch die Anwendung anderer Taumittel (z. B. organischer) verst{\"a}rkt werden. Unter diesen Gesichtspunkten wurden Untersuchungen auf der Basis des CDF-Testes sowie zur L{\"o}sungsaufnahmef{\"a}higkeit der PCC durchgef{\"u}hrt. Der adh{\"a}sive Verbund von PCC zu Beton ist von vielen Faktoren abh{\"a}ngig. Bisher kaum betrachtet wurde die Art des Aufbringens oder der Einfluss der Probengeometrie bei Laborversuchen. Diese sowie der Einfluss einer Salzbelastung des Untergrundes bzw. der Beschichtung wurden untersucht. Ein Teil der durchgef{\"u}hrten Untersuchungen wurde im Rahmen des Teilprojektes B3 „Dauerhaftigkeit polymermodifizierter M{\"o}rtel und Betone" des von der DFG gef{\"o}rderten Sonderforschungsbereiches 524 „Werkstoffe und Konstruktionen f{\"u}r die Revitalisierung von Bau-werken" realisiert.}, subject = {Betonzusatz}, language = {de} } @phdthesis{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{Bollmann2000, author = {Bollmann, Katrin}, title = {Ettringitbildung in nicht w{\"a}rmebehandelten Betonen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.61}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-645}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, subject = {Zementbeton}, language = {de} } @phdthesis{Borth2002, author = {Borth, Olaf}, title = {Absch{\"a}tzung der Tragf{\"a}higkeit von Queranschl{\"u}ssen an Tr{\"a}gern aus Voll- und Brett-schichtholz im Rahmen der Linear-Elastischen Bruchmechanik}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.23}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040212-250}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {In der Arbeit werden M{\"o}glichkeiten aufgezeigt, die Tragf{\"a}higkeit von Queranschl{\"u}ssen an Tr{\"a}gern aus Voll- und Brettschichtholz abzusch{\"a}tzen. Die Tragf{\"a}higkeit dieser Anschl{\"u}sse wird nicht allein durch die Tragf{\"a}higkeit der mechanischen Verbindungsmittel selbst begrenzt. Die Tragf{\"a}higkeit der Verbindungsmittel wird in dieser Arbeit a priori als hinreichend betrachtet. Sie kann z. B. nach der Theorie von JOHANSEN bestimmt werden. Insbesondere bei solchen Anschl{\"u}ssen, welche unterhalb der Schwerachse von Tr{\"a}gern angeordnet sind, erzeugen die durch die Verbindungsmittel eingeleiteten Lasten Beanspruchungen, welche die Tragf{\"a}higkeiten dieser Anschl{\"u}sse bestimmen. Die Absch{\"a}tzung der Tragf{\"a}higkeit auf der Basis von Spannungen hat bei dieser Problemstellung methodische Schw{\"a}chen. Bauteile aus Holz k{\"o}nnen unter Gebrauchsbedingungen rißbehaftet sein. Mit den Methoden der Linear-Elastischen Bruchmechanik kann die Tragf{\"a}higkeit von rißbehafteten Bauteilen beurteilt werden. Es werden wegen der Vielzahl m{\"o}glicher Ausf{\"u}hrungvarianten lediglich Anschl{\"u}sse betrachtet, welche mit stiftf{\"o}rmigen Verbindungsmitteln hergestellt werden. Zur Bestimmung bruchmechanischer Kennwerte werden numerische Methoden angewendet. Es werden wichtige Parameter dieser Anschl{\"u}sse untersucht und hinsichtlich ihrer Ber{\"u}cksichtigung im Rechenmodell bewertet. Zur Verifizierung des Rechenmodells werden Vergleiche mit experimentellen Untersuchungen anderer Wissenschaftler angestellt. Der Einsatz verschiedener Versagenskriterien wird diskutiert. Schließlich wird ein formaler Zusammenhang zur Absch{\"a}tzung der Tragf{\"a}higkeit f{\"u}r einzelne Verbindungsmittel hergestellt. Weiterhin wird die Tragf{\"a}higkeit von praxis{\"u}blichen Anschl{\"u}ssen anhand einfacher Zusammenh{\"a}nge aufgezeigt.}, subject = {Tr{\"a}ger}, language = {de} } @phdthesis{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{Bubner2006, author = {Bubner, Andr{\´e}}, title = {Datenmodelle zur Bearbeitung von Ingenieuraufgaben am Beispiel von Wohnh{\"a}usern in Stahlbauweise}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.808}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20070423-8580}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {Modelle bilden die Grundlage der Planung. Sie repr{\"a}sentieren die zur Bearbeitung erforderlichen Eigenschaften eines Bauwerks in einer an die spezifische Aufgabe angepassten Form. Zwischen den verschiedenen zur Abbildung des Bauwerks eingesetzten Modellen bestehen fachliche Zusammenh{\"a}nge bez{\"u}glich der darin abgebildeten Aspekte. Diese Abh{\"a}ngigkeiten werden in der praktischen Planungsbearbeitung gegenw{\"a}rtig auf Grundlage von Erfahrungswerten, normativen Vorgaben und vereinfachenden Annahmen ber{\"u}cksichtigt. Die detailliertere Modellierung von Bauwerkseigenschaften f{\"u}hrt zu einer engeren Verzahnung der verschiedenen Modelle. Um eine fachliche Inselbildung zu vermeiden, ist eine entsprechend angepasste Abbildung der zwischen den einzelnen Modellen bestehenden Beziehungen erforderlich. Mit den steigenden Anspr{\"u}chen an eine Bearbeitung von Ingenieuraufgaben gewinnt eine {\"u}ber den Zweck der Bereitstellung ausgew{\"a}hlter Informationen zum Bauwerk und der Unterst{\"u}tzung eines Datenaustauschs zwischen verschiedenen Fachplanern hinausgehende datentechnische Abbildung an Bedeutung. Dies setzt eine Diskussion der Anforderungen an eine solche Beschreibung aus fachlicher Sicht voraus. Die Untersuchung der fachlichen Anforderungen wird am Beispiel von Wohnh{\"a}usern in Stahlbauweise gef{\"u}hrt.}, subject = {Modellierung}, 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{Dahl2010, author = {Dahl, Alexander}, title = {Ber{\"u}cksichtigung externer Kosten bei der Ermittlung von Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren auf deutschen Autobahnen}, isbn = {978-3-86068-434-4}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1447}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110221-15343}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {Seit 1969 werden f{\"u}r die Bundesrepublik kontinuierlich Berechnungen zu den Gesamtkosten des Straßenverkehrs der Bundesfernstraßen und deren Verteilung auf die Verkehrsteilnehmer durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse der Wegekostenrechnungen der Jahre 2002 und 2007 sind die Grundlage f{\"u}r die mittlerweile f{\"u}r das deutsche Autobahnnetz eingef{\"u}hrte fahrleistungsbezogene Benutzungsgeb{\"u}hr f{\"u}r Lkw mit einem zul{\"a}ssigen Gesamtgewicht von mindestens zw{\"o}lf Tonnen. Damit wird die Forderung der EU-Richtlinie 1999/62/EG umgesetzt, nach der sich die durchschnittlichen Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren an den Kosten f{\"u}r den Bau, den Betrieb und den Ausbau des betreffenden Verkehrswegenetzes orientieren sollen. Mit der EU-Richtlinie 2006/38/EG k{\"u}ndigt sich die weitere Entwicklung bei der Berechnung von Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren an. Zuk{\"u}nftig sollen auch externe Kosten in die Berechnung einfließen. Ein erster Schritt zur Ber{\"u}cksichtigung dieser externen Kosten erfolgte mit Erstellung eines Handbuchs im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes. Das Handbuch enth{\"a}lt aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen in den Mitgliedsstaaten der EU keine exakten Berechnungsvorschriften, sondern stellt verschiedene methodische Ans{\"a}tze bisher durchgef{\"u}hrter Studien zu externen Kosten vor, gibt Empfehlungen hinsichtlich der Methodenwahl und beinhaltet Sch{\"a}tzungen {\"u}ber die H{\"o}he der externen Kosten. Die im europ{\"a}ischen Raum in den vergangenen Jahren durchgef{\"u}hrten Studien zur Ermittlung externer Kosten des Verkehrs zeichnen sich durch einander {\"a}hnelnde Vorgehensweisen aus, die aber vor allem hinsichtlich der Kostenrechnungsart und der verwendeten Kostens{\"a}tze aus Sicht des Verfassers der vorliegenden Arbeit kritische Aspekte aufweisen. In der vorliegenden Dissertationsschrift wird daher eine alternative Berechnungsmethodik zur Ermittlung abschnitts-, fahrzeugklassen- und fahrleistungsbezogener externer Kosten f{\"u}r Autobahnen entwickelt und an einem ausgew{\"a}hlten Beispielnetz zur Anwendung gebracht. Dabei wird in einigen wesentlichen Punkten von der in aktuellen Studien {\"u}berwiegend gew{\"a}hlten Vorgehensweise abgewichen, um eine andere Sichtweise darzustellen. Damit tr{\"a}gt die vorliegende Arbeit substanziell zur Erweiterung des Erkenntnisstands zu Berechnungsmethoden externer Kosten des Straßenverkehrs bei. Die hier entwickelte Berechnungsmethodik ist außerdem als Grundlage f{\"u}r ein in der Praxis anwendbares Verfahren zu verstehen und zeichnet sich auch daher durch eine einfach zu handhabende {\"U}bertragbarkeit auf das gesamte Autobahnnetz Deutschlands aus. Die Abschnitte entsprechen den Teilstrecken zwischen zwei Autobahnanschlussstellen. Es wird zwischen den beiden Fahrzeugklassen "Lkw ab 12 t zul{\"a}ssigem Gesamtgewicht" und "Sonstigen Fahrzeugen" unterschieden. Obwohl momentan nur eine Benutzungsgeb{\"u}hr f{\"u}r Lkw ab 12 t zul{\"a}ssigem Gesamtgewicht erhoben wird, ist es mit der entwickelten Methodik m{\"o}glich, fahrleistungsbezogene externe Kosten f{\"u}r alle Kfz angeben zu k{\"o}nnen. Die Einbeziehung externer Nutzen wird in diesem Zusammenhang andiskutiert; der Schwerpunkt liegt allerdings auf den externen Kosten. Im Rahmen der Arbeit werden zun{\"a}chst Definitionen wesentlicher Terminologien dargestellt, soweit diese f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der sich anschließenden Diskussion und Festlegung der Grundlagen der entwickelten Berechnungsmethodik notwendig erscheinen. Diese Diskussion und Festlegung umfasst die Bereiche Kostenrechnungsart, Bewertungsverfahren zur Ermittlung des Werteger{\"u}sts, Diskontrate, zu betrachtende Kostenbereiche, Mengenger{\"u}st und Allokationsrechnung. Darauf folgend werden die betrachteten Kostenbereiche anhand vorliegender Studien und eigener {\"U}berlegungen detailliert dargestellt und das Werteger{\"u}st bestimmt. Außerdem wird die Allokationsrechnung und das f{\"u}r die Berechnung heranzuziehende Mengenger{\"u}st f{\"u}r jeden Bereich separat vorgestellt. Anschließend wird die entwickelte Berechnungsmethodik auf ein Beispielnetz (Autobahnnetz Th{\"u}ringen) angewendet. Neben der Vorstellung des Untersuchungsgebiets, der Berechnung der externen Kosten und der disaggregierten Ergebnisdarstellung wird die Einteilung des Beispielnetzes in unterschiedliche Preiskategorien auf der Grundlage der abschnittsbezogen vorliegenden Ergebnisse diskutiert, auf deren Basis die externen Kosten {\"u}ber Straßenbenutzungsgeb{\"u}hren internalisiert werden k{\"o}nnten. Im Rahmen einer Sensitivit{\"a}tsanalyse werden einzelne Annahmen der Berechnungsmethodik bzw. Kostens{\"a}tze des Werteger{\"u}sts variiert. Die Auswirkungen dieser Variationen werden wiederum am Beispielnetz, f{\"u}r das erneute Kostenberechnungen vorgenommen werden, dargelegt. Abschließend werden offen gebliebene Fragestellungen und Empfehlungen f{\"u}r weitere Untersuchungen benannt.}, subject = {Soziale Kosten}, language = {de} } @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{Diener1998, author = {Diener, J{\"o}rg}, title = {Beitrag zur physikalisch und geometrisch nichtlinearen Berechnung langzeitbelasteter Bauteile aus Stahlbeton und Spannbeton unter besonderer Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.42}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040220-446}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {1998}, abstract = {Der Schwerpunkt der Arbeit ist die Entwicklung eines Berechnungskonzeptes, mit dem die Auswirkungen des zeitabh{\"a}ngigen Materialverhaltens des Betons und der Spannbewehrung auf das Tragverhalten von Stahlbeton und Spannbetonbauteilen wirklichkeitsnah abgesch{\"a}tzt werden k{\"o}nnen. Dabei wird auf die Ber{\"u}cksichtigung des nichtlinearen Kriechens und der Rißbildung besonderer Wert gelegt. Das Konzept basiert auf der sukzessiven Ermittlung der Schnittgr{\"o}ßenanteile und der Deformationen zu festgelegten Zeitpunkten, wobei die Ergebnisse der vorausgehenden Zeitschritte ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Ausgehend von der Formulierung des mechanischen Problems als Extremalaufgabe wird die Berechnung innerhalb eines Zeitschritts auf die L{\"o}sung einer quadratischen Optimierungsaufgabe zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, wobei die Rißbildung des Betons und geometrisch nichtlineare Einfl{\"u}sse ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Die Einbeziehung des nichtlinearen Kriechens erfolgt durch Beschleunigung der linearen Kriechgeschwindigkeit mit einem, von der aktuellen Betonspannung abh{\"a}ngigen Kriechzahlerh{\"o}hungsfaktor. Das Berechnungsmodell wird anhand von Langzeitversuchen an hochbelasteten Betonprismen und Stahlbetonst{\"u}tzen verifiziert. In umfangreichen numerischen Untersuchungen wird der Einfluß des nichtlinearen Kriechens auf das Tragverhalten von vorgespannten Querschnitten und Stahlbetonst{\"u}tzen analysiert.}, subject = {Stahlbetonbauteil}, language = {de} } @phdthesis{Dimmig2002, author = {Dimmig, Andrea}, title = {Einfl{\"u}sse von Polymeren auf die Mikrostruktur und die Dauerhaftigkeit kunststoffmodifizierter M{\"o}rtel (PCC)}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.62}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-653}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {Die Einfl{\"u}sse polymerer Zus{\"a}tze auf die Ausbildung der Mikrostruktur im fr{\"u}hen Stadium der Erh{\"a}rtung und auf die Eigenschaften, insbesondere die Dauerhaftigkeit der modifizierten M{\"o}rtel wurden erforscht. Es sollte die Frage beantwortet werden, ob durch die Modifizierung die Dauerhaftigkeit von M{\"o}rteln mehr verbessert werden kann, als dies durch {\"u}bliche betontechnologische Maßnahmen m{\"o}glich ist. Die Ausbildung der Mikrostruktur in den ersten 24 Stunden der Erh{\"a}rtung wurde mit verschiedenen Methoden, u.a. mittels ESEM, untersucht. Es wurden Modellvorstellungen zur Ausbildung der organischen Matrix und der anorganischen Matrix entwickelt: Interaktionen sind Adsorptionsreaktionen, Agglomerationen und Behinderung der Hydratation. Es wurden Frisch- und Festm{\"o}rteluntersuchungen beschrieben und interpretiert. Unterschiedliche Dauerhaftigkeitsuntersuchungen wurden durchgef{\"u}hrt und bewertet. Die Mikrostruktur der Festm{\"o}rtel wurde hinsichtlich ihres Einflusses auf die Dauerhaftigkeit betrachtet.}, subject = {Kunststoffm{\"o}rtel}, language = {de} } @phdthesis{Dombrowski2003, author = {Dombrowski, Katja}, title = {Einfluss von Gesteinsk{\"o}rnungen auf die Dauerhaftigkeit von Beton}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.18}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040205-200}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2003}, abstract = {Die Untersuchungen zu Frost-Tau-Widerstand und Alkali-Zuschlag-Reaktionen an Gesteinen, Gesteinsk{\"o}rnungen sowie daraus hergestelltem Beton erfolgen jeweils mit und ohne Taumitteleinfluss. Neben Untersuchungen nach in Deutschland gebr{\"a}uchlichen Normen und Richtlinien werden auch Pr{\"u}fverfahren nach US-Standards und -Richtlinien einbezogen und kritisch analysiert, Modifikationsvorschl{\"a}ge unterbreitet sowie Klimawechsellagerungen und Auslagerungsversuche durchgef{\"u}hrt. Ziel war u.a. festzustellen, ob anhand von Pr{\"u}fergebnissen an Gesteinsk{\"o}rnungen tats{\"a}chlich auf deren Dauerhaftigkeitsverhalten im Beton zu schließen ist. Im Ergebnis erwies sich der Washington Hydraulic Fracture Test als optimales Frostpr{\"u}fverfahren. Eine Alkali-Carbontat-Reaktion kann theoretisch und praktisch ablaufen, war aber in M{\"o}rtel und Beton nicht nachweisbar. Mittels Klimawechsellagerung konnte die Pr{\"u}fzeit f{\"u}r AKR-gef{\"a}hrdete Gesteine in Beton drastisch verk{\"u}rzt werden. Zudem f{\"o}rdern alkalihaltige Taumittel eine AKR.}, subject = {Betonzuschlag}, language = {de} } @phdthesis{Eberhardt2010, author = {Eberhardt, Arnd Bernd}, title = {On the mechanisms of shrinkage reducing admixtures in self con-solidating mortars and concretes}, isbn = {978-3-8440-0027-6}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1454}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20110620-15491}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2010}, abstract = {'Zur Wirkungsweise schwindreduzierender Zusatzmittel in selbstverdichtenden M{\"o}rteln und Betonen' Problemstellung und Zielsetzung 1. Der Einsatz selbstverdichtender M{\"o}rtel und Betone im Bauwesen erbringt klare Vorteile. Dies sind im Wesentlichen eine erh{\"o}hte Betonierleistung, verbesserte Betonierqualit{\"a}t f{\"u}r bewehrten Beton im Allgemeinen und f{\"u}r filigrane, eng bewehrte Bauteile im Besonderen. Die mit den traditionellen Methoden des Betonbaus verbundenen L{\"a}rmemissionen werden erheblich reduziert. Der Wegfall der f{\"u}r herk{\"o}mmlichen Beton notwendigen Verdichtungsarbeit reduziert den manuellen Aufwand und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Das im selbstverdichtenden Beton ben{\"o}tigte hohe Bindemittelleimvolumen ist der Betondauerhaftigkeit abtr{\"a}glich. Es bewirkt, dass selbstverdichtende Betone ein erh{\"o}htes Schwindmaß sowie eine h{\"o}here Rissneigung aufweisen. Ersteres kann f{\"u}r Betonbauteile zu erheblichen Verformungen oder Zwangsspannungen f{\"u}hren, w{\"a}hrend Letzteres die Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton aufgrund einer Beg{\"u}nstigung rissinduzierter Sch{\"a}digungsmechanismen stark beeintr{\"a}chtigt. 2. Herk{\"o}mmliche Methoden zur Schwindreduktion und Rissvermeidung verfolgen haupts{\"a}chlich das Ziel, die im Beton einzusetzenden Bindemittelmengen zu reduzieren. F{\"u}r selbstverdichtende Betone ist dieses Konzept nur sehr begrenzt anwendbar, da die Selbstverdichtung dieser Betone relativ hohe Bindemittelleimvolumen erfordert. Eine M{\"o}glichkeit das Ausmaß des Schwindens und damit die Rissanf{\"a}lligkeit selbstverdichtender Betone zu senken, besteht in der Anwendung schwindreduzierender Betonzusatzmittel. Eingef{\"u}hrt in den achtziger Jahren des 20ten Jahrhunderts in Japan, erweisen sich diese Zusatzmittel als effiziente Methode zur Verbesserung der Qualit{\"a}t bindemittelreicher Hochleistungsbetone im Allgemeinen und selbstverdichtender Betone im Besonderen. 3. W{\"a}hrend die Wirksamkeit schwindreduzierender Betonzusatzmittel in zahlreichen anwendungsorientierten Studien nachgewiesen werden konnte, ist das Wirkprinzip nur unzureichend erforscht. Eines der Hauptziele dieser Arbeit ist deshalb die gr{\"u}ndliche Erforschung des Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 4. Weiterhin besteht Unklarheit, wie diese Zus{\"a}tze in den Chemismus der Zementhydratation eingreifen und ob dies der allgemeinen Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton abtr{\"a}glich ist. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit ist deshalb die gr{\"u}ndliche Erforschung der Zementhydratation in Gegenwart einer repr{\"a}sentativen Auswahl verschiedener Typen schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 5. Die Nachhaltigkeit der Anwendung schwindreduzierender Zusatzmittel ist bedeutend f{\"u}r die Betondauerhaftigkeit. Ob schwindreduzierende Zusatzmittel auslaugbar sind und ob eine Auslaugung die Schwindreduktion langfristig beeintr{\"a}chtigt, sind weitere Fragen, denen im Rahmen dieser Arbeit nachgegangen wird. Stand der Wissenschaft 6. Schwinden und Quellen von zement{\"a}ren Baustoffen wird im Allgemeinen mittels makroskopisch-thermodynamischer Ans{\"a}tze beschrieben. Der stark vereinfachte Ansatz kapillaren Unterdrucks bzw. hydrostatischen Drucks als treibende Kraft f{\"u}r hygrische Verformungen wird weitgehend abgelehnt. Vielmehr wird im Bereich moderater Luftfeuchten der Spaltdruck und im Bereich niedriger Luftfeuchten die Oberfl{\"a}chenenergie zur Beschreibung der hygrischen Volumenstabilit{\"a}t herangezogen. 7. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel bestehen {\"u}berwiegend aus synergistischen Abmischungen nicht-ionischer Tenside mit Glykolen. Die amphiphilen Eigenschaften der nicht-ionischen Tenside f{\"u}hren zu einer Senkung der Oberfl{\"a}chenspannung des Zementporenwassers. In Abh{\"a}ngigkeit ihrer Konzentration in w{\"a}ssrigen Elektrolyten bilden nicht-ionische Tenside Mizellen und/oder Fl{\"u}ssigkristalle. Beobachtet wurden Mischungsl{\"u}cken und Aussalzungen dieser organischen, oberfl{\"a}chenaktiven Substanzen. Durch die Zugabe von Glykolen wird die Mischbarkeit nicht-ionischer Tenside mit w{\"a}ssrigen Elektrolyten stark erh{\"o}ht und f{\"u}hrt zu einer Absenkung der Bildung von Fl{\"u}ssigkristallen und organischen Aussalzungen sowie zu einer verminderten Adsorption des Tensides an Feststoffoberfl{\"a}chen. Der ausschließlich in der Patentliteratur erw{\"a}hnte Synergieeffekt bei der Abmischung nicht-ionischer Tenside mit Glykolen zu Schwindreduzierern bezieht sich auf eine erh{\"o}hte Schwindreduktionskapazit{\"a}t des Zusatzmittels und beruht auf der Abmilderung aller Effekte, die zu einer Abscheidung des Tensides aus der w{\"a}ssrigen L{\"o}sung f{\"u}hren. 8. Eine Implementierung der spezifischen chemisch-physikalischen Eigenschaften schwind-reduzierender Zusatzmittel in bestehende Modelle zur Beschreibung des Trocknungsschwindens ist der Fachliteratur nicht zu entnehmen. Mit Ausnahme des Kapillardruckmodells zur Vorhersage des Trocknungsschwindens lassen sich Charakteristika schwindreduzierender Betonzusatzmittel, im Speziellen ihrer Oberfl{\"a}chenaktivit{\"a}t, nicht bzw. nur unzureichend in bestehende Modelle zum Trocknungsschwinden implementieren. Methodik 9. Die Oberfl{\"a}chenaktivit{\"a}t einer repr{\"a}sentativen Auswahl an Schwindreduzierern wurde in makroskopischen Versuchen an synthetischen als auch an extrahierten Zementporenw{\"a}ssern quantifiziert. Dies umfasste auch die Quantifizierung von Mischungsl{\"u}cken und organischen Aussalzungen. 10. Ein in dieser Arbeit entwickelter theoretischer Ansatz zur Auswertung herk{\"o}mmlicher Messungen der Oberfl{\"a}chenspannung erlaubt eine Absch{\"a}tzung der Oberfl{\"a}chenspannung der Porenl{\"o}sung im trocknenden, zement{\"a}ren Porensystem. 11. Der Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel auf den Hydratationsmechanismus, d.h. Hydratphasenbestand und Hydratationskinetik, wurde mittels Thermogravimetrie, R{\"o}ntgenphasenanalyse bzw. isothermer W{\"a}rmeleitungskalorimetrie erfasst. Zus{\"a}tzlich wurde Elektronenmikroskopie zur Beschreibung der Mikrostrukturen und energiedispersive R{\"o}ntgenspektroskopie zur qualitativen Bestimmung von niedrig konzentrierten Hydratphasen eingesetzt. Die Ver{\"a}nderungen der Komposition des Zementporenwassers in Gegenwart schwindreduzierender Zusatzmittel wurden analysiert. Die spezifische Adsorption schwindreduzierender Zusatzmittel an Zementhydraten wurde an hydratisierendem Zement als auch an synthetischen Hydratphasen untersucht. 12. Der Mechanismus der Auslaugung schwindreduzierender Zusatzmittel wurde in Standtests untersucht, w{\"a}hrend praxisnahe Konditionen mittels zyklischer Auslaugung und Trocknung in Langzeittests simuliert wurden. 13. Die Beschreibung der hygrischen Eigenschaften von Zementstein und M{\"o}rteln erfolgte anhand von Schwind- und Desorptionsisothermen. Basierend auf thermodynamischen Ans{\"a}tzen wurden unter Verwendung dieser Schwind- und Desorptionsisothermen Energiebilanzen erstellt, die eine Unterscheidung zwischen Verformungsenergie und Energie zur Erzeugung von Oberfl{\"a}che im Trocknungsprozess zement{\"a}rer Baustoffe zulassen und somit eine Abgrenzung der Einflussnahme von Schwindreduzierern auf diese spezifische Energieverteilung erm{\"o}glichen. Im Wesentlichen erzielte Ergebnisse 14. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel nehmen aufgrund ihrer amphiphilen Eigenschaften Einfluss auf den Hydratationsmechanismus von Portlandzementen. In Gegenwart dieser Zusatzmittel ist die L{\"o}slichkeit f{\"u}r anorganische Salze verringert. Die Konzentration von Calcium-, Kalium- und Sulfationen sinkt mit zunehmender Konzentration des Zusatzmittels. W{\"a}hrend der Induktionsperiode der Portlandzementhydratation f{\"u}hrt dies zur tempor{\"a}ren Ausf{\"a}llung von Calcium-Kalium-Sulfathydrat. Eine Ver{\"a}nderung des Hydratphasenbestandes in Gegenwart von schwindreduzierenden Zusatzmitteln kann nicht signifikant unterschieden werden. Somit sind nachteilige Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit derartig modifizierter Betone aufgrund eines ver{\"a}nderten Hydratphasenbestandes nicht zu erwarten. 15. Die stark verz{\"o}gernde Wirkung von Schwindreduzierern in Kombination mit polycarboxylat-basierten Fließmitteln beruht nicht auf der Adsorption des Schwindreduzierers am hydratisierenden Klinker. Vielmehr kann davon ausgegangen werden, dass die verminderte L{\"o}slichkeit f{\"u}r Salze in der Porenl{\"o}sung den Reaktionsumsatz absenkt und/oder eine spezifische Adsorption des nicht-ionischen Tensides an Portlanditkeimen deren Wachstum hemmt und damit die Aufl{\"o}sung von silikatischen Klinkerphasen. 16. Schwindreduzierende Zusatzmittel weisen eine spezifische Adsorption an Portlandit auf, einem Nebenprodukt der Hydratationsreaktionen eines Hauptbestandteils von Portlandzement. Ein verst{\"a}rktes Kristallwachstum von Portlandit in lateraler Dimension f{\"u}hrt zu einer Zunahme der spezifischen Oberfl{\"a}che des hydratisierten Zementsteines. F{\"u}r nass nachbehandelte Zementsteine bedeutet dies eine Zunahme der Gelporosit{\"a}t auf Kosten der Kapillarporosit{\"a}t. Eine Einflussnahme auf die Gesamtporosit{\"a}t l{\"a}sst sich nicht feststellen. 17. Die Zunahme der spezifischen Oberfl{\"a}che von Zementstein in Gegenwart von Schwindreduzierern bewirkt eine verst{\"a}rkte physikalische Adsorption von Zementporenwasser am Feststoff. F{\"u}r Betone mit niedrigem w/z-Wert oder unzureichender Nachbehandlung kann dieser Prozess zu einer Reduktion des f{\"u}r die Hydratation verf{\"u}gbaren Wassers f{\"u}hren und in einem vermindertem Hydratationsgrad resultieren. Dies k{\"o}nnte eine Ursache f{\"u}r die in der Literatur beschriebenen Einbußen bez{\"u}glich mechanischer Eigenschaften beim Einsatz von Schwindreduzieren sein. 18. Schwindreduzierer sind im hohen Maße auslaugbar. Jedoch zeigen zyklische Langzeittests, dass ein signifikanter Austrag des Zusatzmittels in vorwiegend trockener Exposition nicht zu erwarten ist. Die Nachhaltigkeit des Einsatzes dieser Zusatzmittel ist gegeben, wenn die Anwendung im Beton das Ziel der Reduktion des Trocknungsschwindens verfolgt. 19. Die schwindreduzierende Wirkung der nicht-ionischen Tenside beruht vorwiegend auf der Reduktion der Oberfl{\"a}chenspannung der Grenzfl{\"a}che „fl{\"u}ssig/gasf{\"o}rmig" des trocknenden Zementsteines. Inwieweit diese Oberfl{\"a}chenspannung durch das nicht-ionischeTensid herabgesetzt wird, ist von der Gesamtkonzentration im Allgemeinen und im Speziellen von der Konzentration des Tensides in der Oberfl{\"a}che abh{\"a}ngig. Da im Zuge des Trocknens diese Grenzfl{\"a}che w{\"a}chst, kann bei gegebener Gesamtkonzentration des Zusatzmittels im Beton dessen Konzentration in der Grenzfl{\"a}che sinken, woraufhin die Oberfl{\"a}chenspannung ansteigt und die Schwindreduktion sinkt. 20. Im Ergebnis dieser Arbeit ist es m{\"o}glich, die Entwicklung sowohl der Oberfl{\"a}che als auch ihrer Oberfl{\"a}chenspannung im Trocknungsprozess zu quantifizieren und diese Ergebnisse in einen einfachen konzeptionellen, thermodynamischen Ansatz zur Minimierung der freien Energie des trocknenden, zement{\"a}ren Porensystems zu {\"u}berf{\"u}hren. Die Verwendung dieses konzeptionellen Ansatzes erlaubt es, den Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel zu beschreiben.}, subject = {Schwinden}, language = {en} } @phdthesis{Ebert2002, author = {Ebert, Matthias}, title = {Experimentelle und numerische Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Stahlbetontragwerken unter Ber{\"u}cksichtigung stochastischer Eigenschaften}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.51}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040302-531}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2002}, abstract = {Der Zusammenhang zwischen Sch{\"a}digung und der Ver{\"a}nderung dynamischer und statischer Eigenschaften von Stahlbetonstrukturen wird untersucht. Auf der einen Seite stehen die statischen Lastversuche in Verbindung mit dynamischen Experimenten an Stahlbetonstrukturen (Platten und Balken). Auf der anderen Seite wird f{\"u}r die Balkenstrukturen ein nichtlineares Stochastisches Finite Elemente Modell entwickelt. Dies ber{\"u}cksichtigt zuf{\"a}llige Material- und Festigkeitseigenschaften durch r{\"a}umlich korrelierte Zufallsfelder. So werden stochastische Rissentwicklungen f{\"u}r den Stahlbeton simuliert. F{\"u}r die Berechnungen vieler Realisationen und damit verschiedenartige "Lebensgeschichten" einer Struktur wird als Monte Carlo Methode Latin Hypercube Sampling verwendet. Die Auswertung der Strukturantworten f{\"u}r die Lastgeschichte zeigt den Einfluss der zuf{\"a}lligen Eigenschaften auf die Sch{\"a}digungsentwicklung. Die Arbeit leistet einen Beitrag zur Bewertung und zum zuk{\"u}nftigen Einsatz dynamischer Untersuchungsmethoden im Bauwesen.}, subject = {Stahlbetonkonstruktion}, language = {de} } @phdthesis{Eckardt2009, author = {Eckardt, Stefan}, title = {Adaptive heterogeneous multiscale models for the nonlinear simulation of concrete}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1416}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20100317-15023}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2009}, abstract = {The nonlinear behavior of concrete can be attributed to the propagation of microcracks within the heterogeneous internal material structure. In this thesis, a mesoscale model is developed which allows for the explicit simulation of these microcracks. Consequently, the actual physical phenomena causing the complex nonlinear macroscopic behavior of concrete can be represented using rather simple material formulations. On the mesoscale, the numerical model explicitly resolves the components of the internal material structure. For concrete, a three-phase model consisting of aggregates, mortar matrix and interfacial transition zone is proposed. Based on prescribed grading curves, an efficient algorithm for the generation of three-dimensional aggregate distributions using ellipsoids is presented. In the numerical model, tensile failure of the mortar matrix is described using a continuum damage approach. In order to reduce spurious mesh sensitivities, introduced by the softening behavior of the matrix material, nonlocal integral-type material formulations are applied. The propagation of cracks at the interface between aggregates and mortar matrix is represented in a discrete way using a cohesive crack approach. The iterative solution procedure is stabilized using a new path following constraint within the framework of load-displacement-constraint methods which allows for an efficient representation of snap-back phenomena. In several examples, the influence of the randomly generated heterogeneous material structure on the stochastic scatter of the results is analyzed. Furthermore, the ability of mesoscale models to represent size effects is investigated. Mesoscale simulations require the discretization of the internal material structure. Compared to simulations on the macroscale, the numerical effort and the memory demand increases dramatically. Due to the complexity of the numerical model, mesoscale simulations are, in general, limited to small specimens. In this thesis, an adaptive heterogeneous multiscale approach is presented which allows for the incorporation of mesoscale models within nonlinear simulations of concrete structures. In heterogeneous multiscale models, only critical regions, i.e. regions in which damage develops, are resolved on the mesoscale, whereas undamaged or sparsely damage regions are modeled on the macroscale. A crucial point in simulations with heterogeneous multiscale models is the coupling of sub-domains discretized on different length scales. The sub-domains differ not only in the size of the finite elements but also in the constitutive description. In this thesis, different methods for the coupling of non-matching discretizations - constraint equations, the mortar method and the arlequin method - are investigated and the application to heterogeneous multiscale models is presented. Another important point is the detection of critical regions. An adaptive solution procedure allowing the transfer of macroscale sub-domains to the mesoscale is proposed. In this context, several indicators which trigger the model adaptation are introduced. Finally, the application of the proposed adaptive heterogeneous multiscale approach in nonlinear simulations of concrete structures is presented.}, subject = {Beton}, language = {en} } @phdthesis{Erfurt2000, author = {Erfurt, Wolfgang}, title = {Erfassung von Gef{\"u}gever{\"a}nderungen in Beton durch Anwendung zerst{\"o}rungsfreier Pr{\"u}fverfahren zur Einsch{\"a}tzung der Dauerhaftigkeit}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.63}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-664}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2000}, abstract = {Die Arbeit gliedert sich in drei Komplexe. Der erste Komplex umfaßt Voruntersuchungen zum Ultraschallmeßsystem hinsichtlich Sendefrequenzen, Ankoppeldruck und ger{\"a}tespezifischen Verz{\"o}gerungszeiten. Zur schrittweisen Entwicklung eines ber{\"u}hrungslos arbeitenden Ultraschallverfahrens werden Grundlagenuntersuchungen zur laserinduzierten Anregung von Ultraschallwellen und zur ber{\"u}hrungslosen Signalerfassung mittels Laservibrometer durchgef{\"u}hrt. Der zweite Komplex beinhaltet die Untersuchung von Gef{\"u}gesch{\"a}digungen durch Frostangriff. Als Kennwert der inneren Sch{\"a}digung wird die {\"A}nderung des dynamischen E-Moduls durch Anwendung von akustischen Meßverfahren (z.B. Dehnwellenresonanzverfahren) bestimmt. Der Erfassung und Visualisierung des Sch{\"a}digungsgradienten wird besondere Bedeutung beigemessen. Der dritte Komplex umfaßt die Untersuchung der Gef{\"u}geentwicklung w{\"a}hrend der Hydratation von Normalbetonen zur Bestimmung der Erh{\"a}rtungsdruckfestigkeit mit dem Ultraschallmeßsystem CONSONIC 60. Ausgewertet werden kontinuierliche und diskontinuierliche Impulslaufzeitmessungen unter Einbeziehung der Betonrezeptur.}, subject = {Langzeitverhalten}, 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{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{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{Gehrmann2006, author = {Gehrmann, Hans-Joachim}, title = {Mathematische Modellierung und experimentelle Untersuchungen zur Pyrolyse von Abf{\"a}llen in Drehrohrsystemen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.772}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20060806-8119}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2006}, abstract = {F{\"u}r die Optimierung eines bereits bestehenden Prozesses, z.B. im Hinblick auf den maximal m{\"o}glichen Durchsatz bei gleich bleibender Qualit{\"a}t der Pyrolyseprodukte oder f{\"u}r die Einstellung der Betriebsparameter bei einem unbekannten Einsatzstoff, kann ein mathematisches Modell eine erste Absch{\"a}tzung f{\"u}r die Einstellung betrieblicher Parameter, wie z.B. Temperaturprofile im Gas und Feststoff, geben. Dar{\"u}ber hinaus kann man mit einem Modell f{\"u}r neu zu konzipierende Anlagen konstruktive Parameter ermitteln oder {\"u}berpr{\"u}fen. In dem hier dargestellten vereinfachten Modellansatz werden u. a. die Umsatzvorg{\"a}nge f{\"u}r ein Partikelkollektiv mit Hilfe von Summenparametern aus Untersuchungen an einer Thermowaage und erg{\"a}nzend im Drehrohr ermittelt. Das Prozessmodell basiert auf einem Reaktormodell, das das Verweilzeitverhalten des Einsatzstoffes im Reaktor beschreibt und einem Basismodell, bestehend aus Massen- und Energiebilanzen f{\"u}r Solid und Gas sowie Ans{\"a}tzen zur Trocknung und zum Umsatz. Im Hinblick auf die Verf{\"u}gbarkeit von stoffspezifischen Daten von Abf{\"a}llen sind insbesondere zur Berechnung des Verweilzeitverhaltens und des Umsatzes im Heißbetrieb vereinfachende Ans{\"a}tze durch die Bildung von Summenparametern hilfreich. Das Prozessmodell wurde schrittweise validiert: Zun{\"a}chst wurde in Kaltversuchen ein Summenparameter, der u.a. die unbekannten Reibungsverh{\"a}ltnisse im Drehrohr ber{\"u}cksichtigt, durch Vergleich von Experiment und Rechnung f{\"u}r Sand ermittelt. F{\"u}r heterogene Abfallgemische kann dieser Materialfaktor zwar f{\"u}r Kaltversuche bestimmt werden (soweit dies f{\"u}r Abf{\"a}lle m{\"o}glich ist), im Heißbetrieb {\"a}ndern sich jedoch alle wesentlichen Stoffparameter wie Partikeldurchmesser, Sch{\"u}ttdichte und Sch{\"u}ttwinkel sowie die Reibungsverh{\"a}ltnisse. F{\"u}r diesen Fall wird der Materialfaktor zu Eins gesetzt und die wesentlichen Stoffgr{\"o}ßen umsatzabh{\"a}ngig modelliert. Dazu ist die Kenntnis der Sch{\"u}ttdichten, statischen Sch{\"u}ttwinkel und mittleren Partikeldurchmesser vom Abfall und Koks aus dem Abfall notwendig. Die mit diesen Stoffdaten berechnete Verweilzeit wurde in einem Heißversuch bei der Pyrolyse von Brennstoff aus M{\"u}ll- (BRAM) Pellets mit einem Fehler von ca. 20 \% erreicht. Das Basismodell wurde zun{\"a}chst ohne Umsatz an Messergebnisse mit Sand im Drehrohr unter Variation von Temperaturen und Massenstrom angepasst bevor mit diesem Modell die Pyrolyse von einem homogenen Einsatzstoff (Polyethylen mit Sand) im Drehrohr berechnet wurde. Hier konnte bereits gezeigt werden, dass mit diesem vereinfachten Modellansatz gute Ergebnisse beim Vergleich von Modell und Experiment erzielt werden k{\"o}nnen. Im n{\"a}chsten Schritt wurde der Sand angefeuchtet, um die Teilmodelle der Trocknung unterhalb und bei Siedetemperatur zu validieren. Die Mess- und Modellierungsergebnisse stimmen gut miteinander {\"u}berein. F{\"u}r ein Abfallgemisch aus BRAM-Pellets konnte der Verlauf der Solidtemperaturen unter der Ber{\"u}cksichtigung variabler Stoffwerte des Solids und eines Verschmutzungsfaktors, der den Belag des Drehrohres mit anklebendem Pellets bis zur Verkokung ber{\"u}cksichtigt, gut wiedergegeben werden. Die Gastemperaturen k{\"o}nnen in erster N{\"a}herung ausreichend genau durch das mathematische Modell beschrieben werden. Mit diesem vereinfachten mathematischen Modellansatz steht nun ein Hilfsmittel zur Auslegung und Optimierung von indirekt beheizten Drehrohren zur Verf{\"u}gung, um bei einem neuen Einsatzstoff mit Daten aus experimentellen Basisuntersuchungen, die Temperaturverl{\"a}ufe im Feststoff und Gas sowie die Gaszusammensetzung in Abh{\"a}ngigkeit der wesentlichen Einflussgr{\"o}ßen abzusch{\"a}tzen.}, subject = {Pyrolyse}, 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{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{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{Goebel, author = {G{\"o}bel, Luise}, title = {Experimental and semi-analytical multiscale approaches for the characterization of the elastic and viscoelastic behavior of polymer-modified cement-based materials}, publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}tsverlag}, address = {Weimar}, isbn = {978-3-95773-269-9}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3827}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20181211-38279}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {259}, abstract = {Polymer-modified cement concrete (PCC) is a heterogeneous building material with a hierarchically organized microstructure. Therefore, continuum micromechanics-based multiscale models represent a promising method to estimate the mechanical properties. By means of a bottom-up approach, homogenized properties at the macroscopic scale are derived considering microstructural characteristics. The extension of existing multiscale models for the application to PCC is the main objective of this work. For that, cross-scale experimental studies are required. Both macroscopic and microscopic mechanical tests are performed to characterize the elastic and viscoelastic properties of different PCC. The comparison between experiment and model prediction illustrates the success of the modeling approach.}, subject = {Elastizit{\"a}tsmodul}, language = {en} } @phdthesis{Habenberger2001, author = {Habenberger, J{\"o}rg}, title = {Beitrag zur Berechnung von nachgiebig gelagerten Beh{\"a}ltertragwerken unter seismischen Einwirkungen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.44}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040225-466}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2001}, abstract = {In der Baupraxis werden zur Erfassung der bei seismischen Einwirkungen auftretenden Interaktionseffekte zwischen Beh{\"a}ltertragwerk, Fl{\"u}ssigkeit und Untergrund oftmals sogenannte Ingenieurverfahren eingesetzt. Diese sind durch die ihnen zugrundeliegenden einfachen mechanischen Modelle und die Anwendung der Strukturmethode zur Ber{\"u}cksichtigung der Beh{\"a}lter-Boden-Interaktion gekennzeichnet. Die modale Analyse der Interaktionsschwingung von Fl{\"u}ssigkeit und Beh{\"a}lterschale wird in der Arbeit durch die Integralgleichungsmethode behandelt. Diese wird sowohl auf die ideale Fl{\"u}ssigkeit als auch zur Untersuchung des Einflusses der Fl{\"u}ssigkeitskompressibilit{\"a}t angewendet. Es wird ein Modell zur Ber{\"u}cksichtigung der Fl{\"u}ssigkeitsviskosit{\"a}t entwickelt und daraus D{\"a}mpfungsfaktoren f{\"u}r die Schwingung der Fl{\"u}ssigkeitsoberfl{\"a}che abgeleitet. F{\"u}r die Beh{\"a}ltergr{\"u}ndung werden in Abh{\"a}ngigkeit von der Gr{\"u}ndungsflexibilit{\"a}t Impedanzfunktionen bestimmt. Aus dem Gesamtsystem von Beh{\"a}lter, Fl{\"u}ssigkeit und Untergrund werden D{\"a}mpfungsmaße und Frequenz{\"a}nderungen ermittelt, die f{\"u}r die Anwendung in einem normentauglichen Berechnungskonzept bestimmt sind.}, subject = {Beh{\"a}lter}, language = {de} } @phdthesis{Hanko2007, author = {Hanko, Johanne}, title = {A decision-making tool for the selection of an appropriate integrated MSW management system for tropical Asian cities; the case of Bangkok}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.635}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20071213-10034}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {Einf{\"u}hrung Tropische asiatische Entwicklungs- und Schwellenl{\"a}nder zeigten rasches st{\"a}dtisches Wachstum dadurch, dass Bauern einwanderten, um ein besseres Leben in der Stadt zu suchen. Dadurch ergab sich in vielen St{\"a}dten ein Mangel an geeigneter Infrastruktur und an sozialen Diensten. Die st{\"a}dtische M{\"u}llversorgung bildet keine Ausnahme; sie wird sogar oft an das Ende der Prio-rit{\"a}tenliste f{\"u}r st{\"a}dtische Aufgabenpl{\"a}ne gestellt, da dabei zuerst die Gesetze und Verordnun-gen formuliert und umgesetzt werden m{\"u}ssen. Das Problem des nicht entsorgten st{\"a}dtischen M{\"u}lls f{\"u}hrt (mit Sicherheit) zu Luftverschmutzung, Krankheit und zur Verseuchung des Bo-dens und des Wassers. Diese Probleme stehen in tropischen Klimaten im Zusammenhang mit hoher Temperatur und Feuchtigkeit, mit heftigem Regen und mit h{\"a}ufigen {\"U}berschwemmun-gen. Stehendes Wasser und Ausschwemmung aus dem Abfall werden sehr schnell zu Brutst{\"a}t-ten von Insekten, Nagern und Bakterien, und damit zu einer Gesundheitsgefahr f{\"u}r Arbeiter und die allgemeine Bev{\"o}lkerung. Dar{\"u}ber hinaus kann Wasser- und Grundwasserverschmut-zung/Kontamination zu einer ernsten Umweltzerst{\"o}rung f{\"u}hren, mit direkten Auswirkungen auf die Wasserressourcen, und auf raschen Qualit{\"a}tsverlust der pflanzlichen Erzeugnisse, des R{\"u}ckgrates der meisten tropischen asiatischen L{\"a}nder. M{\"u}llentsorgung und die Verantwortlichkeiten Lokale Regierungen m{\"u}ssen die {\"o}ffentliche Gesundheit ihrer lokalen Bev{\"o}lkerung sicherstellen und sind deshalb f{\"u}r die M{\"u}llentsorgung verantwortlich. Asiatische tropische Klimate sich rasch {\"a}ndernde M{\"u}llzusammensetzung machen die M{\"u}llbehandlung und -entsorgung zu einer dauernden Herausforderung der Entscheidungstr{\"a}ger. Vor einer Entscheidung {\"u}ber das ver-wendete Entsorgungssystem muss eine geeignete Abfall-Charakterisierung treten. Diese Cha-rakterisierung liefert Kenntnisse {\"u}ber die Abfallmenge, die Feuchte, den Heizwert und die Menge der verschiedenen Komponenten im Abfallstrom, wie z. B.: organisches Material, Plas-tik, Papier, Karton, Holz, Textilien, Gummi, Leder, Glas, Metalle, Nichtmetalle, Steine und Keramiken. Dar{\"u}ber hinaus ist die Herausforderung, der sich asiatische L{\"a}nder gegen{\"u}ber se-hen, ein Mangel an Raum und damit wird die Platzierung eine Deponie zunehmend schwierig. Die Abfallwirtschaft ist eine kostenintensive, aber trotzdem notwendige Maßnahme, um das Wohlergehen sowohl der Bev{\"o}lkerung als auch f{\"u}r die Umwelt sicher zu stellen. Es wird ge-sch{\"a}tzt, dass Asien im Jahr 2025 etwa 47 Milliarden US\$ aufwenden muss, um 0,5 bis 1 Kg st{\"a}dtischen M{\"u}ll je Person und Tag abzufahren und zu behandeln, oder 5 US\$ je Kopf und Jahr. In Entwicklungsl{\"a}ndern sind unz{\"a}hlige Leute nicht in der Lage, diese hohen Preise f{\"u}r die Ab-fallentsorgung zu zahlen. Deshalb liegt es in der Verantwortung der Regierung, die Abfallent-sorgung zu betreiben und zu finanzieren, um die Bev{\"o}lkerung, die Gemeinde und die Umwelt zu sch{\"u}tzen. Tropische asiatische St{\"a}dte m{\"u}ssen jetzt bezahlbare und nachhaltige Verfahren f{\"u}r die Entsorgung ihrer zunehmenden Menge t{\"a}glichen Abfalls benennen, wobei gleichzeitig auf minimale Umweltbelastung, auf soziale Akzeptanz und auf minimale Landverbrauch zu achten ist. Eine leicht anwendbare Entscheidungshilfe zur Wahl des geeignetesten Abfallbehandlungs-system der Gemeinde w{\"a}re deshalb sehr n{\"u}tzlich. Proposition Der Zweck dieser Dissertation war die Entwicklung eines nutzerfreundlichen Instrumentariums f{\"u}r das Verwaltungs- und Regierungspersonal in tropischen Entwicklungs- und Schwellenl{\"a}n-der. 1. Diese Vorgehensweise basiert auf einem Netzwerk, das eine Liste ausgew{\"a}hlter entschei-dungsrelevanter Tatsachen in Betracht zieht, die n{\"o}tig sind, um eine informierte Entschei-dung machen zu k{\"o}nnen. Das entscheidungshelfende Verfahren muss von Entscheidungs-tr{\"a}gern bei einer vorl{\"a}ufigen Feststellung des Abfallentsorgungs- und -behandlungssystems f{\"u}r ihre Gemeinde benutzt werden. 2. Tropische asiatische St{\"a}dte m{\"u}ssen eine Reihe von Faktoren ber{\"u}cksichtigen, wenn sie {\"u}ber ihren Abfallwirtschaftsplan entscheiden. Dazu geh{\"o}ren die immerwechselnde Menge und Zusammensetzung des Abfalls infolge der zunehmenden Bev{\"o}lkerungszahl und des Ein-kommens je Kopf, der hohe Feuchtigkeitsgrad, Verbrennungsw{\"a}rme-Werte und die oft be-grenzten finanziellen M{\"o}glichkeiten. 3. Ferner sind gesetzliche, politische, verwaltungstechnische, soziale, finanzielle, {\"o}konomi-sche und technische Faktoren bestimmend. 4. Die Verwaltung muss dabei die Wichtigkeit jedes Teilschrittes der Abfallwirtschaft im Au-ge behalten, also Abfallerzeugung, Sammlung, Transport, Abfallcharakterisierung, Entsor-gung und Behandlung. 5. Die Rolle der lokalen Gemeinden in der Entscheidungsfindung ist nicht hoch genug einzu-sch{\"a}tzen; deshalb m{\"u}ssen Mitglieder der Gemeinde aktiv am Schutz der Umwelt und an der Verhinderung ihrer Zerst{\"o}rung mitwirken. Mehrere Entscheidungshilfsverfahren f{\"u}r ver-schiedene Anwendungen wurden entwickelt. Jedoch zieht die Mehrzahl von ihnen nicht notwendigerweise eine {\"o}ffentliche Teilnahme in Betracht, und sie sind auch nicht benutzer-freundlich. 6. Um die Komplexit{\"a}t der Probleme besser zu verstehen, die bei tropischen asiatischen St{\"a}d-ten auftreten, wurde die Innenstadt von Bangkok, Thailands gr{\"o}ßte Stadt und Hauptstadt, als repr{\"a}sentativer Fall ausgew{\"a}hlt, f{\"u}r die Entsorgung der 9000 t M{\"u}ll der t{\"a}glich produ-ziert wird. Thailands Klima ist, besonders w{\"a}hrend der j{\"a}hrlichen Monsunzeit, heiß und feucht mit einer mittleren Temperatur von 28,4°C und einer Feuchtigkeit zwischen 70 und 100\%. Die Gesetze und Verordnungen zeigen sehr deutlich an, wie wichtig die Behandlung des st{\"a}dtischen Abfalls genommen wird. Zahlreiche Interviews, verbunden mit der Durch-sicht von Dokumenten, Berichten und Ortsbesichtigungen ergaben Kenntnisse der zahlrei-chen Entscheidungsmaßnahmen, denen sich die st{\"a}dtischen Entscheidungstr{\"a}ger einer tro-pischen Stadt gegen{\"u}ber sehen. Die Durchsicht und die Analyse der Entscheidungsmaß-nahmen in Bangkoks Abfallentsorgungsstrategien zeigten, wie das Entscheiden als Werk-zeug in verschiedenen asiatischen tropischen St{\"a}dten benutzt werden kann. 7. Ein Entscheidungsrahmen wurde erstellt auf der Grundlage von Literatur-Recherchen und pers{\"o}nliche Erfahrungen, und anhand der in der Stadt Bangkok gesammelte Daten {\"u}ber-pr{\"u}ft. Die Entscheidungspunkte im Netzwerk umfassen eine allgemeine Beschreibung der Stadt, ihre klimatischen und hydrogeologischen Bedingungen, die Menge und Art des er-zeugten M{\"u}lls, einen {\"U}berblick {\"u}ber die bestehenden Anlagen und die existierenden Pro-gramme, {\"o}ffentliche Aufmerksamkeit zu gewinnen, den sozio{\"o}konomischen Aspekt eines Abfallbehandlungssystems und die {\"o}ffentliche Teilnahme. Es ber{\"u}cksichtigt ferner Ge-sundheits- und Sicherheits{\"u}berlegungen im Zusammenhang mit Abfallentsorgungsm{\"o}g-lichkeiten und ihrer Kosten. 8. Das Entscheidungsinstrumentarium hat als Ziel, ein geeignetes Abfallbehandlungssystem zu erm{\"o}glichen, das als Grundlage soziale, klimatische und technische Informationen be-nutzt. Ihre Einfachheit erlaubt einem Verwaltungspersonal, das wenig Erfahrung mit Ab-fallwirtschaft und Computerwissen besitzt, verschiedene Optionen zu analysieren und Sze-narien auszutesten. Des weiteren werden verschiedene M{\"o}glichkeiten {\"u}berpr{\"u}ft, und es wird versucht, die Optionen in die Abfallwirtschaft zu integrieren. 9. Das Instrumentarium beinhaltet {\"u}ber ein Hundert geschlossene Fragen, die auf das Analy-sieren der Bed{\"u}rfnisse und der gegenw{\"a}rtigen Situation der Abfallwirtschaft einer be-stimmten Gesellschaft ausgerichtet sind und die es erm{\"o}glichen, ein geeignetes Abfallwirt-schaftssystem f{\"u}r die entsprechende Gesellschaft zu w{\"a}hlen. Diese Fragen hatten als Grundlage die Rahmen und Eckpunkte des Entscheidungsinstrumentariums. Dieses Instru-mentarium ist selbsterkl{\"a}rend, und gleichzeitig bietet es Flexibilit{\"a}t bei der Entscheidung, um wie viel Prozent des Abfalls wieder verwertet wird, kompostiert oder behandelt durch irgend eine von den sechs Behandlungsoptionen; Kompostierung, Verg{\"a}rung, nicht-Verbrennungssysteme, Verbrennung, Deponierung und Energiegewinnung. 10. Die Ziele eines integrierten Abfallwirtschaftssystems k{\"o}nnen vom Benutzer ge{\"a}ndert und modifiziert werden. Dies erm{\"o}glicht die {\"U}berpr{\"u}fung verschiedener Szenarien und die Auswahl des geeignetesten Abfallbehandlungssystems. Das System kann sehr einfach sein und nur ein Behandlungssystem beinhalten oder mit einer Auswahl mehrere Behandlungs-systeme sehr kompliziert sein. In einigen L{\"a}ndern ist es Vorschrift mehrere Systeme anzu-wenden. Integrierte Abfallwirtschaftssysteme, die mindestens zwei oder drei Abfallbe-handlungssysteme beinhalten, sind deshalb gefragt. 11. Die Ziele der Gesellschaft sind ausschlaggebend und sind die Schl{\"u}sselfaktoren f{\"u}r den Entscheidungsprozess. Die Menge der wiederverwertbaren Materialien, die Brauchbarkeit des Komposts, die Interesse an Verg{\"a}rung, die M{\"o}glichkeit einer Verbrennungsanlage, das Verstehen eines nicht-Verbrennungssystems und die Verf{\"u}gbarkeit von Land f{\"u}r Deponien, die Notwendigkeit f{\"u}r Elektrizit{\"a}t sind einige Schl{\"u}sselfaktoren die {\"u}berlegt werden m{\"u}s-sen. Integrierte Abfallwirtschaft ist wahrscheinlich die vern{\"u}nftigste Vorgehensweise. Dies erm{\"o}glicht Flexibilit{\"a}t bei Abfallwirtschaftstechniken und erg{\"a}nzt sie gegenseitig. 12. {\"O}ffentliche Verwaltungen k{\"o}nnen DMT als eine erste Bewertung der geeignetesten Tech-nologie benutzen. Des weiteren gibt DMT dem Verwaltungspersonal Flexibilit{\"a}t in ihrer Wahl bez{\"u}glich der Menge an wiederverwertbarem Abfall unter der Anwendung verschie-denen Technologien, welches eine gut konstruiertes und gut integriertes Abfallbehand-lungssystem f{\"u}r die Gesellschaft darstellt. Fazit Das Fazit ist: die Abfallwirtschaft in einem tropischen Schwellenland ist mit bestimmten Her-ausforderungen verbunden, die behandelt werden m{\"u}ssen. {\"O}konomische, technische und sozi-ale Kriterien m{\"u}ssen in Betracht gezogen werden bei der Wahl geeigneter st{\"a}dtischer Abfall-wirtschaftsysteme. Begrenzte finanzielle M{\"o}glichkeiten, Mangel an {\"o}ffentlichem Bewusstsein und ein schwaches Wirtschaftssystem sind manchmal verantwortlich f{\"u}r die Wahl eines schlechtes Abfallbehandlungssystems, mit kurzsichtigen und {\"u}ber die Jahren teuren Entschei-dungen statt langfristigen und vern{\"u}nftigeren Entscheidungen. Wetterbedingungen und die Knappheit an Land in Stadtn{\"a}he sind besondere Herausforderungen. Das Entscheidungsinstru-mentarium DMT macht die Identifizierung von Schl{\"u}sselfragen n{\"o}tig f{\"u}r die Formulierung eines nachhaltigen Abfallwirtschaftskonzepts und f{\"u}r die Wahl eines technisch-, {\"o}konomisch- und sozial-akzeptierbaren Abfallwirtschaftssystems, das besonders geeignet ist f{\"u}r tropische Klimate. Die Ergebnisse der DMT-Daten-Analyse bietet eine faire Auswertung f{\"u}r ein ad{\"a}quates integ-riertes Abfallbehandlungssystems. Wenn einmal ein System identifiziert wurde, werden weitere Studien bez{\"u}glich Umsetzbarkeit und Anwendbarkeit n{\"o}tig sein. Jedoch wird die Notwendig-keit, ausf{\"u}hrliche Studien am multiplen Szenarien durchzuf{\"u}hren, minimiert, was erhebliche Ersparnisse f{\"u}r die Stadtverwaltung bedeutet. Eine Feasibility-Study und ein Masterplan haben zu folgen, um die standortspezifischen und Finanzierungsfragen zu kl{\"a}ren sowie die Auswahl der spezifischen Anlagentechnik zu definieren.}, subject = {Abfall}, language = {en} } @phdthesis{Hartnack2004, author = {Hartnack, Ralf}, title = {Langzeittragverhalten von druckbeanspruchten Bauteilen aus Holz}, series = {Langzeittragverhalten von druckbeanspruchten Bauteilen aus Holz}, journal = {Langzeittragverhalten von druckbeanspruchten Bauteilen aus Holz}, isbn = {978-3860682548}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.643}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20050527-6732}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2004}, abstract = {Das Langzeittragverhalten von St{\"u}tzen aus Holz wird entscheidend von der Gr{\"o}ße der Dauerlast und dem umgebenden Klima beeinflusst. Im Gegensatz zu Biegetr{\"a}gern haben diese Effekte auch Einfluss auf den Grenzzustand der Tragf{\"a}higkeit und sind unmittelbar Gegenstand von Sicherheitsaspekten. Der Eurocode 5 beachtet dies {\"u}berhaupt nicht, w{\"a}hrend in DIN 1052 (2004:08) Hinweise zur Bemessung gegeben sind. Da der Baustoff Holz infolge seines Wuchscharakters stark streuende Materialparameter aufweist, ist es kaum m{\"o}glich, Experimente in ausreichendem Umfang durchzuf{\"u}hren. Gegen eine solche experimentelle Untersuchung sprechen auch die zu erwartenden hohen Kosten sowie die langandauernden Versuche unter Klimabeanspruchung. Aus diesem Grund wird auf virtuelle Versuche mit Hilfe des Computerprogramms ISOBEAM zur{\"u}ckgegriffen. Dazu sind allerdings abgesicherte Materialmodelle wichtig, die hier an Experimenten mit Klein- und Kleinstproben sowie mit Versuchk{\"o}rpern baupraktisch relevanter Abmessungen angepasst wurden. Mit diesem verifizierten Modell war es m{\"o}glich, gezielt Parameterstudien durchzuf{\"u}hren. Der Einfluss der Einbauholzfeuchte auf das hygrothermische Langzeittragverhalten wurde genauso untersucht wie der der Nutzungsklasse und der Querschnittsabmessungen. Die Ergebnisse der virtuellen Versuche dienten zum einen der {\"U}berpr{\"u}fung der Vorgehensweise nach DIN 1052 (2004:08) und zum anderen zur Anpassung neuer Vorschl{\"a}ge zur Bemessung. Es wurde Wert darauf gelegt, dass sich die Vorschl{\"a}ge neuer Bemessungskonzepte an die bestehenden normativen Bemessungsregeln anlehnen. Zum einen wurde das Bemessungsverfahren nach Theorie II. Ordnung um eine weitere Ausmitte zur Ber{\"u}cksichtigung des Kriechens erg{\"a}nzt, zum anderen wurde beim Ersatzstabverfahren der Beiwert entsprechend modifiziert. Alternativ ist es m{\"o}glich, den Modifikationsbeiwert neu an die virtuellen Versuchsergebnisse anzupassen. Die Einbauholzfeuchte wurde ebenfalls {\"u}ber einen zus{\"a}tzlichen Modifikationsfaktor ber{\"u}cksichtigt.}, subject = {Kriechen}, language = {de} } @phdthesis{Hauptmann2007, author = {Hauptmann, J{\"o}rg}, title = {Konzept f{\"u}r ein nachgeordnetes Straßennetz außerhalb geschlossener Ortschaften - Ansatz einer verkehrswirtschaftlichen Bewertung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.932}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20071106-9969}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {Augrund des demographischen Wandels und der damit einhergehenden Abnahme der Bev{\"o}lkerungszahlen in den l{\"a}ndlichen/peripheren Regionen der Bundesrepublik Deutschland sieht sich die {\"o}ffentliche Hand mit r{\"u}ckl{\"a}ufigen Haushalten konfrontiert. Unterauslastungen von Einrichtungen der {\"o}ffentlichen Daseinsvorsorge werden zuk{\"u}nftig nicht mehr finanzierbar sein. Raumordnungspolitisch postulierte Handlungsans{\"a}tze einer notwendigen Anpassung der Infrastruktur an diese neue Situation liegen in der Neuordnung der Zentrale-Orte-Konzeption. In Folge daraus wird es zu einer Revision des Systems der Zentralen Orte kommen [BMVBW BBR 2005]. In Ableitung daraus m{\"u}ssen die vorhandenen Erreichbarkeitskriterien innerhalb der betroffenen (nachgeordneten) Straßennetzteile {\"u}berpr{\"u}ft werden. Dem schließt sich die Frage nach differenzierten Ausbauqualit{\"a}ten von Straßen an. Dieser Fragestellung widmet sich, unter Zuhilfenahme der wirtschaftlichen Bewertungsmethodik der Empfehlungen f{\"u}r Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen an Straßen, die vorliegende Arbeit. Im Gegensatz zu vorhandenen verkehrswirtschaftlichen Untersuchungen unterscheidet sich die vorliegende Arbeit durch die Implementierung zusammenh{\"a}ngender Netzstrukturen in gekannte Modellans{\"a}tze. {\"U}ber die ermittelten Bewertungsparameter konnten somit großr{\"a}umige Effekte einer kleinr{\"a}umig angelegten Reduzierung der Ausbauqualit{\"a}t von Straßen Ber{\"u}cksichtigung finden. Exemplarisch wurden anhand eines strukturdatenbasierten Nachfrage- und Umlenkungsmodells f{\"u}r ein nach speziellen Kriterien ausgesuchtes Untersuchungsgebiet die Eingangsgr{\"o}ßen f{\"u}r das angewendete wirtschaftliche Bewertungsverfahren bestimmt. Das Ausmaß der Empfindlichkeit gegen{\"u}ber den monet{\"a}ren und teilweise inhaltichen Ans{\"a}tzen wurde durch eine Sensitivit{\"a}tsanalyse belegt. Im Ergebnis der vorliegenden Arbeit konnte f{\"u}r die nachgeordneten Straßennetze des Untersuchungsgebietes der Nachweis einer kostenoptimalen Ausbaugeschwindigkeit erbracht werden, d.h. in Bezug auf eine verkehrswirtschaftliche Betrachtung ist dort die Reduzierung der vorhandenen Ausbauqualit{\"a}t sinnvoll.}, subject = {Straßennetz}, language = {de} } @phdthesis{Hauschild2003, author = {Hauschild, Thomas}, title = {Computer Supported Cooperative Work-Applikationen in der Bauwerksplanung auf Basis einer integrierten Bauwerksmodellverwaltung}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.64}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20040311-672}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2003}, abstract = {Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung von Techniken des Computer Supported Cooperative Work (CSCW) im Rahmen einer integrierten objektorientierten und dynamischen Bauwerksmodellverwaltung zur Unterst{\"u}tzung der Bauwerksplanung. Die Planung von Bauwerken ist durch einen hohen Grad an Arbeitsteiligkeit, aber auch durch eine schwache Strukturierung der ablaufenden Prozesse gekennzeichnet. Besonders durch den Unikatcharakter des Planungsgegenstands \'Bauwerk\' ergeben sich signifikante Unterschiede zum Entwurf anderer, durch Serienfertigung produzierter Industrieg{\"u}ter. Zunehmend wird die Planung von Bauwerken in Virtual Enterprises ausgef{\"u}hrt, die sich durch eine dynamische Organisationsstruktur, geographische Verteilung der Partner, schwer normierbare Informationsfl{\"u}sse und eine h{\"a}ufig stark heterogene informationstechnische Infrastruktur auszeichnen. Zur rechnerinternen Repr{\"a}sent! ation des Planungsgegenstands haben sich objektorientierte Bauwerksmodelle bew{\"a}hrt. Aufgrund der Ver{\"a}nderlichkeit der Bauwerke und deren rechnerinterner Repr{\"a}sentation im Laufe des Bauwerkslebenszyklus ist eine dynamische Anpassung der Modelle unumg{\"a}nglich. Derartige in Form von Taxonomien dargestellte dynamische Bauwerksmodellstrukturen k{\"o}nnen gemeinsam mit den in Instanzform vorliegenden konkreten Projektinformationen in entsprechenden Modellverwaltungssystemen (MVS) gehandhabt werden. Dabei wird aufgrund der Spezialisierung und Arbeitsteilung im Planungsprozess von einer inhaltlich verkn{\"u}pften Partialmodellstruktur, die r{\"a}umlich verteilt sein kann, ausgegangen. Die vorgeschlagenen Methoden zur Koordinierung der Teamarbeit in der Bauwerksplanung beruhen auf der Nutzung von CSCW-Techniken f{\"u}r \'Gemeinsame Informationsr{\"a}ume\' und \'Workgroup Computing\', die im Kontext der als Integrationsbasis fungierenden Modellverwaltungssysteme umgesetzt werden. Dazu werden die zur d! ynamischen Bauwerksmodellierung erforderlichen Metaebenenfunk! tionalit{\"a}ten sowie Ans{\"a}tze zur Implementierung von Modellverwaltungskernen systematisiert. Ebenso werden notwendige Basistechniken f{\"u}r die Realisierung von MVS untersucht und eine Architektur zur rollenspezifischen Pr{\"a}sentation dynamischer Modellinhalte vorgestellt. Da klassische Schichtenmodelle nicht auf die Verh{\"a}ltnisse in Virtual Enterprises angewendet werden k{\"o}nnen, wird eine physische Systemarchitektur mit einem zentralen Projektserver, Dom{\"a}nenservern und Dom{\"a}nenclients vorgestellt. Ebenso werden Techniken zur Sicherung des autorisierten Zugriffs sowie des Dokumentencharakters beschrieben. Zur Unterst{\"u}tzung der asynchronen Phasen der Kooperation wird der gemeinsame Informationsraum durch Mappingtechniken zur Propagation und Notifikation von {\"A}nderungsdaten bez{\"u}glich relevanter Modellinformationen erg{\"a}nzt. Zur Unterst{\"u}tzung synchroner Phasen werden Techniken zur Schaffung eines gemeinsamen Kontexts durch relaxierte WYSIWIS-Pr{\"a}sentationen auf Basis der Modellinformationen! verbunden mit Telepresence-Techniken vorgestellt. Weiterhin werden Methoden zur Sicherung der Group-Awareness f{\"u}r alle Kooperationsphasen betrachtet.}, subject = {Computer Supported Cooperative Work}, 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{Heidenreich, author = {Heidenreich, Christian}, title = {Adaptivit{\"a}t von freigeformten Fl{\"a}chentragwerken - M{\"o}glichkeiten zur Steigerung der Effizienz von Faserverbundstrukturen im Bauwesen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.2551}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20160314-25512}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {180}, abstract = {Die vorliegende Arbeit fokussiert die Optimierung freigeformter adaptiver Faserverbundfl{\"a}chentragwerke auf Basis einer entwickelten und auf einem parametrischen Gesamtmodell basierenden Entwurfsmethode. Die {\"U}bertragung adaptiver, nat{\"u}rlich inspirierter Vorg{\"a}nge stellt eine weitreichende Inspirationsquelle dar. Adaptive Tragwerke k{\"o}nnen unter Anwendung von Smart Materials als materialsparende, filigrane Tragwerke ausgef{\"u}hrt werden. Die Erf{\"u}llung der Grenzzust{\"a}nde der Tragf{\"a}higkeit und der Gebrauchstauglichkeit wird nicht allein {\"u}ber die Querschnittsabmessungen sichergestellt. Die notwendige Bauteilsteifigkeit kann vielmehr durch Eintragung von Aktivierungsenergie (Operational Energy) realisiert werden. Auf diese Weise kann die aufgrund der Bauteilabmessungen gebundene Energie (Embodied Energy) minimiert werden. Die entwickelte Entwurfsmethode erm{\"o}glicht die Auslegung und Optimierung materialminimierter Schalentragwerke in einem mehrstufigen Prozess. Hierbei wird aus tragwerksplanerischer Sicht die numerische Formfindung, die statische Berechnung und die Aktor- und Sensorpositionierung berechnet. Zudem werden Analysen hinsichtlich der Nachhaltigkeit auf Basis einer Lebenszyklusanalyse durchgef{\"u}hrt. Aufgrund der unterschiedlichen, sich aber gegenseitig beeinflussenden Kriterien, ist eine Optimierung durchzuf{\"u}hren. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Definition zul{\"a}ssiger {\"O}kobilanzkennwerte von Smart Materials auf Basis der Energiedifferenz zwischen einer passiven und einer adaptiven Struktur vorgestellt. Anhand dieser Kennwerte kann die Entwicklung zuk{\"u}nftiger Smart Materials unter dem Aspekt der ganzheitlichen Nachhaltigkeit erfolgen. Die Allgemeing{\"u}ltigkeit und {\"U}bertragbarkeit der Entwurfsmethode auf weitere Tragsysteme im Bauwesen und speziell anderer Materialkonstellationen wird anhand verschiedener Beispiele aufgezeigt.}, subject = {Entwurf}, language = {de} } @phdthesis{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{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{Higuchi2007, author = {Higuchi, Shoko}, title = {Cost-Benefit Based Maintenance Optimization for Deteriorating Structures}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1288}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080513-13616}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, year = {2007}, abstract = {In recent years increasingly consideration has been given to the lifetime extension of existing structures. This is based on the fact that a growing percentage of civil infrastructure as well as buildings is threatened by obsolescence and that due to simple monetary reasons this can no longer be countered by simply re-building everything anew. Hence maintenance interventions are required which allow partial or complete structural rehabilitation. However, maintenance interventions have to be economically reasonable, that is, maintenance expenditures have to be outweighed by expected future benefits. Is this not the case, then indeed the structure is obsolete - at least in its current functional, economic, technical, or social configuration - and innovative alternatives have to be evaluated. An optimization formulation for planning maintenance interventions based on cost-benefit criteria is proposed herein. The underlying formulation is as follows: (a) between maintenance interventions structural deterioration is described as a random process; (b) maintenance interventions can take place anytime throughout lifetime and comprise the rehabilitation of all deterioration states above a certain minimum level; and (c) maintenance interventions are optimized by taking into account all expected life-cycle costs (construction, failure, inspection and state-dependent repair costs) as well as state- or time-dependent benefit rates. The optimization is performed by an evolutionary algorithm. The proposed approach also allows to determine optimal lifetimes and acceptable failure rates. Numerical examples demonstrate the importance of defining benefit rates explicitly. It is shown, that the optimal solution to maintenance interventions requires to take action before reaching the acceptable failure rate or the zero expected net benefit rate level. Deferring decisions with respect to maintenance not only results, in general, in higher losses, but also results in overly hazardous structures.}, subject = {Kosten-Nutzen-Analyse}, language = {en} } @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{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} }