@phdthesis{Zabel,
  author    = {Zabel, Volkmar},
  title     = {Operational modal analysis - Theory and aspects of application in civil engineering},
  editor    = {K{\"o}nke, Carsten and Lahmer, Tom and Rabczuk, Timon},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4006},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20191030-40061},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {263},
  abstract  = {In recent years the demand on dynamic analyses of existing structures in civil engineering has remarkably increased. These analyses are mainly based on numerical models. Accordingly, the generated results depend on the quality of the used models. Therefore it is very important that the models describe the considered systems such that the behaviour of the physical structure is realistically represented. As any model is based on assumptions, there is always a certain degree of uncertainty present in the results of a simulation based on the respective numerical model. To minimise these uncertainties in the prediction of the response of a structure to a certain loading, it has become common practice to update or calibrate the parameters of a numerical model based on observations of the structural behaviour of the respective existing system. The determination of the behaviour of an existing structure requires experimental investigations. If the numerical analyses concern the dynamic response of a structure it is sensible to direct the experimental investigations towards the identification of the dynamic structural behaviour which is determined by the modal parameters of the system. In consequence, several methods for the experimental identification of modal parameters have been developed since the 1980ies. Due to various technical restraints in civil engineering which limit the possibilities to excitate a structure with economically reasonable effort, several methods have been developed that allow a modal identification form tests with an ambient excitation. The approach of identifying modal parameters only from measurements of the structural response without precise knowledge of the excitation is known as output-only or operational modal analysis. Since operational modal analysis (OMA) can be considered as a link between numerical modelling and simulation on the one hand and the dynamic behaviour of an existing structure on the other hand, the respective algorithms connect both the concepts of structural dynamics and mathematical tools applied within the processing of experimental data. Accordingly, the related theoretical topics are revised after an introduction into the topic. Several OMA methods have been developed over the last decades. The most established algorithms are presented here and their application is illustrated by means of both a small numerical and an experimental example. Since experimentally obtained results always underly manifold influences, an appropriate postprocessing of the results is necessary for a respective quality assessment. This quality assessment does not only require respective indicators but should also include the quantification of uncertainties. One special feature in modal testing is that it is common to instrument the structure in different sensor setups to improve the spacial resolution of identified mode shapes. The modal information identified from tests in several setups needs to be merged a posteriori. Algorithms to cope with this problem are also presented. Due to the fact that the amount of data generated in modal tests can become very large, manual processing can become extremely expensive or even impossible, for example in the case of a long-term continuous structural monitoring. In these situations an automated analysis and postprocessing are essential. Descriptions of respective methodologies are therefore also included in this work. Every structural system in civil engineering is unique and so also every identification of modal parameters has its specific challenges. Some aspects that can be faced in practical applications of operational modal analysis are presented and discussed in a chapter that is dedicated specific problems that an analyst may have to overcome. Case studies of systems with very close modes, with limited accessibility as well as the application of different OMA methods are described and discussed. In this context the focus is put on several types of uncertainty that may occur in the multiple stages of an operational modal analysis. In literature only very specific uncertainties at certain stages of the analysis are addressed. Here, the topic of uncertainties has been considered in a broader sense and approaches for treating respective problems are suggested. Eventually, it is concluded that the methodologies of operatinal modal analysis and related technical solutions have been well-engineered already. However, as in any discipline that includes experiments, a certain degree of uncertainty always remains in the results. From these conclusions has been derived a demand for further research and development that should be directed towards the minimisation of these uncertainties and to a respective optimisation of the steps and corresponding parameters included in an operational modal analysis.},
  subject      = {Modalanalyse},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Shahraki,
  author    = {Shahraki, Mojtaba},
  title     = {Numerical Analysis of Soil Behavior and Stone Columns Effects on the Railway Track},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4015},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20191111-40159},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  abstract  = {Railway systems are highly competitive compared with other means of transportation because of their distinct advantages in speed, convenience and safety. Therefore, the demand for railway transportation is increasing around the world. Constructing railway tracks and related engineering structures in areas with loose or soft cohesive subgrade usually leads to problems, such as excessive settlement, deformation and instability. Several remedies have been proposed to avoid or reduce such problems, including the replacement of soft soil and the construction of piles or stone columns. This thesis aims to expand the geotechnical knowledge of how to improve subgrade ballasted railway tracks, using stone columns and numerical modeling for the railway infrastructure. Three aspects are considered: i) railway track dynamics modeling and validation by field measurements, ii) modeling and parametric studies on stone columns, and iii) studies on the linear and non-linear behavior of stone columns under the dynamic load of trains. The first step of this research was to develop a reliable numerical model of a railway track. The finite element method in a time domain was used for either a 2D plane strain or 3D analysis. Individual methods for modeling a train load in 2D and 3D were implemented and are discussed in this thesis. The developed loading method was validated with three different railway tracks using obtained vibration measurements. Later, these numerical models were used to analyze the influence of stone column length and train speed in the stress field. The performance of the treated ground depends on various parameters, such as the strength of stone columns, spacing, length and diameter of the columns. Therefore, the second step was devoted to a parameter study of stone columns as a unit cell with an axisymmetric condition. The results showed that even short stone columns were effective for settlement reduction, and area of replacement was the main influential parameter in their performance. The third part of this thesis focuses on a hypothetical railway-track response to the passage of various train speeds and the influence of stone-column length. The stress-strain response of subgrade is analyzed under either an elastic-perfectly plastic or advanced constitutive model. The non-linear soil response in the finite element method and the impact of train speed and stone column length on railway tracks are also evaluated. Moreover, the reductions of induced vibration - in both a horizontal and a vertical direction - after improvement are investigated.},
  subject      = {Eisenbahn},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Jahreis,
  author    = {Jahreis, Markus},
  title     = {Zur Entwicklung von Polymerverguss-Kopplungselementen f{\"u}r den Holzbau},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.3945},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20190731-39458},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {229},
  abstract  = {Den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit bilden die konstruktive Entwicklung und die wissenschaftliche Untersuchung des Tragverhaltens von Kopplungselementen f{\"u}r den Ingenieur¬holzbau. Die neu entwickelten Verbindungen bestehen bevorzugt aus Stahlteilen mit Gewindeanschluss und werden mit einem Polymerverguss im Holz verankert. Die Kopplungselemente gestatten die einfache montagegerechte Verbindung von Holzbauteilen untereinander oder zu anderen Bauweisen. Sie nehmen die Zug- oder Drucklast axial auf und gew{\"a}hrleisten eine leistungsf{\"a}hige und schlupf¬freie Verbindung zum Holz. F{\"u}r den Verguss wird ein mineralisch gef{\"u}lltes Epoxidharz mit sehr guten Klebeeigenschaften gegen{\"u}ber Holz und den meisten {\"u}blichen Baustoffen verwendet. Im Holz werden f{\"u}r die Verankerung der Kopplungselemente Bohrungen vorgesehen, die sich sowohl aus technologischen Gr{\"u}nden als auch f{\"u}r eine gleichm{\"a}ßige Spannungsverteilung vorteilhaft erweisen. Der Durchmesser der Bohrung ist gegen{\"u}ber dem Verbindungselement deutlich gr{\"o}ßer, wodurch die Verbindungsfl{\"a}che zum Holz bei konstanter L{\"a}nge ansteigt. Die Vergr{\"o}ßerung der Fugen zwischen dem Verbindungselement und der Holzwandung von 7 mm auf 17 mm f{\"u}hrt bei konstanter Einbindetiefe und gleichem Durchmesser des Verbin¬dungsmittels zu einer Laststeigerung von {\"u}ber 20 \%. Die gr{\"o}ßere Vergussfuge gew{\"a}hrleistet dar{\"u}ber hinaus eine Vergleichm{\"a}ßigung der Spannungen innerhalb der Verbindung, den Ein¬satz von frei geformten Verbindungselementen und eine Vereinfachung der Herstellung. Die Kopplungselemente sind f{\"u}r den Einsatz in Zug- oder Druckst{\"o}ßen ebenso geeignet wie f{\"u}r biegesteife Anschl{\"u}sse axial verbundener Biegetr{\"a}ger oder Rahmenecken. Sie k{\"o}nnen werkseitig im Holzbauteil vorgesehen oder als direkte Verbindung auf der Baustelle vergossen werden. F{\"u}r die Baupraxis wird durch den Einsatz des schwindarmen Verguss-materials mit hoher Klebewirkung eine Bandbreite an Anwendungen vom Toleranzausgleich {\"u}ber Schubbewehrung bis zum Druck-, Zug- oder Biegeanschluss geboten.},
  subject      = {Holzbau},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Grossmann,
  author    = {Grossmann, Albert},
  title     = {Sicherheitskonzept zur Ber{\"u}cksichtigung von Korrosion an Gashochdruckleitungen aus St{\"a}hlen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4019},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20191113-40199},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {184},
  abstract  = {Gashochdruckleitungen aus Stahl werden mit Hilfe eines deterministischen Sicherheitskonzeptes bemessen. Im unver{\"a}nderten Bemessungszustand und im bestimmungsgem{\"a}ßem Betrieb ist die statische Tragf{\"a}higkeit der Gashochdruckleitungen gegeben. Mit den Jahren unterliegen Gashochdruckleitungen aus Stahl geometrischen Ver{\"a}nderungen, die h{\"a}ufig durch Korrosion hervorgerufen werden. Die Beurteilung der statischen Tragf{\"a}higkeit erfolgt dann unter Ber{\"u}cksichtigung dieser geometrischen {\"A}nderung. Deterministische Sicherheitsbeiwerte der Bemessung neuer Gashochdruckleitungen k{\"o}nnen f{\"u}r die Bemessung bestehender korrosionsgesch{\"a}digter Gashochdruckleitungen nicht herangezogen werden, da diese einen definierten Beanspruchungs- und Geometriezustand unterstellen, welcher durch den geometrischen Einfluss der Korrosion so nicht mehr besteht. Die Arbeit befasst sich mit der Ermittlung deterministischer Sicherheitsbeiwerte f{\"u}r die Bemessung korrosionsgesch{\"a}digter Gashochdruckleitungen auf Basis von Versagenswahrscheinlichkeiten und stellt ein Anwendungskonzept zu deren Nutzung vor.},
  subject      = {Gashochdruckleitungen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Grossmann,
  author    = {Grossmann, Albert},
  title     = {Sicherheitskonzept zur Ber{\"u}cksichtigung von Korrosion an Gashochdruckleitungen aus St{\"a}hlen},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4003},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20191021-40034},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {184},
  abstract  = {Gashochdruckleitungen aus Stahl werden mit Hilfe eines deterministischen Sicherheitskonzeptes bemessen. Im unver{\"a}nderten Bemessungszustand und im bestimmungsgem{\"a}ßem Betrieb ist die statische Tragf{\"a}higkeit der Gashochdruckleitungen gegeben. Mit den Jahren unterliegen Gashochdruckleitungen aus Stahl geometrischen Ver{\"a}nderungen, die h{\"a}ufig durch Korrosion hervorgerufen werden. Die Beurteilung der statischen Tragf{\"a}higkeit erfolgt dann unter Ber{\"u}cksichtigung dieser geometrischen {\"A}nderung. Deterministische Sicherheitsbeiwerte der Bemessung neuer Gashochdruckleitungen k{\"o}nnen f{\"u}r die Bemessung bestehender korrosionsgesch{\"a}digter Gashochdruckleitungen nicht herangezogen werden, da diese einen definierten Beanspruchungs- und Geometriezustand unterstellen, welcher durch den geometrischen Einfluss der Korrosion so nicht mehr besteht. Die Arbeit befasst sich mit der Ermittlung deterministischer Sicherheitsbeiwerte f{\"u}r die Bemessung korrosionsgesch{\"a}digter Gashochdruckleitungen auf Basis von Versagenswahrscheinlichkeiten und stellt ein Anwendungskonzept zu deren Nutzung vor.},
  subject      = {Sicherheit},
  language  = {de}
}
@unpublished{BodeMarxVogeletal.,
  author    = {Bode, Matthias and Marx, Steffen and Vogel, Albert and V{\"o}lker, Conrad},
  title     = {Dissipationsenergie bei Erm{\"u}dungsversuchen an Betonprobek{\"o}rpern},
  volume    = {2019},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.4493},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20211012-44938},
  pages     = {9},
  abstract  = {Aufgrund des visko-elastoplastischen Materialverhaltens von Beton wird Probek{\"o}rpern und Bauteilen infolge zyklischer Beanspruchungen Energie zugef{\"u}hrt. Die entsprechenden Energiegr{\"o}ßen werden durch Hysteresefl{\"a}chen der Spannungs-Dehnungslinien beschrieben. In der Literatur finden sich dabei unterschiedliche Ans{\"a}tze, wof{\"u}r diese Energie verwendet wird. Erste Untersuchungen zeigen, dass zumindest ein Teil dieser dissipierten Energie in thermische Energie umgewandelt wird. Mithilfe der in diesem Beitrag beschriebenen Methodik lassen sich diese Energiegr{\"o}ßen f{\"u}r jeden Lastwechsel eines Erm{\"u}dungsversuches schnell und zuverl{\"a}ssig bestimmen. Anschließend wurden mit dem implementierten Algorithmus die dissipierten Energien von insgesamt 27 zyklischen Versuchen ausgewertet. Analog zu der Dehnungsentwicklung und der Steifigkeitsdegradation weisen auch die Verl{\"a}ufe der dissipierten Energie {\"u}ber die Lastwechselzahl einen dreiphasigen Verlauf auf. Die Auswertung zeigt außerdem eine Korrelation zwischen der Bruchlastwechselzahl und der dissipierten Energie. Auch der Zusammenhang zwischen Probek{\"o}rpererw{\"a}rmung und dissipierter Energie konnte best{\"a}tigt werden.},
  subject      = {Erm{\"u}dung},
  language  = {de}
}