TY - CHAP A1 - Vorechovský, Miroslav ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - SIMULATION OF SIMPLY CROSS CORRELATED RANDOM FIELDS BY SERIES EXPANSION METHODS N2 - A practical framework for generating cross correlated fields with a specified marginal distribution function, an autocorrelation function and cross correlation coefficients is presented in the paper. The contribution promotes a recent journal paper [1]. The approach relies on well known series expansion methods for simulation of a Gaussian random field. The proposed method requires all cross correlated fields over the domain to share an identical autocorrelation function and the cross correlation structure between each pair of simulated fields to be simply defined by a cross correlation coefficient. Such relations result in specific properties of eigenvectors of covariance matrices of discretized field over the domain. These properties are used to decompose the eigenproblem which must normally be solved in computing the series expansion into two smaller eigenproblems. Such decomposition represents a significant reduction of computational effort. Non-Gaussian components of a multivariate random field are proposed to be simulated via memoryless transformation of underlying Gaussian random fields for which the Nataf model is employed to modify the correlation structure. In this method, the autocorrelation structure of each field is fulfilled exactly while the cross correlation is only approximated. The associated errors can be computed before performing simulations and it is shown that the errors happen especially in the cross correlation between distant points and that they are negligibly small in practical situations. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28995 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Bauer, Marek A1 - Richter, Matthias A1 - Weiß, Hendrik ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - SIMULATION MODEL OF TRAM ROUTE OPERATION N2 - From passenger’s perspective, punctuality is one of the most important features of tram route operation. We present a stochastic simulation model with special focus on determining important factors of influence. The statistical analysis bases on large samples (sample size is nearly 2000) accumulated from comprehensive measurements on eight tram routes in Cracow. For the simulation, we are not only interested in average values but also in stochastic characteristics like the variance and other properties of the distribution. A realization of trams operations is assumed to be a sequence of running times between successive stops and times spent by tram at the stops divided in passengers alighting and boarding times and times waiting for possibility of departure . The running time depends on the kind of track separation including the priorities in traffic lights, the length of the section and the number of intersections. For every type of section, a linear mixed regression model describes the average running time and its variance as functions of the length of the section and the number of intersections. The regression coefficients are estimated by the iterative re-weighted least square method. Alighting and boarding time mainly depends on type of vehicle, number of passengers alighting and boarding and occupancy of vehicle. For the distribution of the time waiting for possibility of departure suitable distributions like Gamma distribution and Lognormal distribution are fitted. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28295 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Flaig, Thomas A1 - Apel, Thomas ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - SIMULATION AND MATHEMATICAL OPTIMIZATION OF THE HYDRATION OF CONCRETE FOR AVOIDING THERMAL CRACKS N2 - After mixing of concrete, the hardening starts by an exothermic chemical reaction known as hydration. As the reaction rate depends on the temperature the time in the description of the hydration is replaced by the maturity which is defined as an integral over a certain function depending on the temperature. The temperature distribution is governed by the heat equation with a right hand side depending on the maturity and the temperature itself. We compare of the performance of different time integration schemes of higher order with an automatic time step control. The simulation of the heat distribution is of importance as the development of mechanical properties is driven by the hydration. During this process it is possible that the tensile stresses exceed the tensile strength and cracks occur. The goal is to produce cheap concrete without cracks. Simple crack-criterions use only temperature differences, more involved ones are based on thermal stresses. If the criterion predicts cracks some changes in the input data are needed. This can be interpreted as optimization. The final goal will be to adopt model based optimization (in contrast to simulation based optimization) to the problem of the hydration of young concrete and the avoidance of cracks. The first step is the simulation of the hydration, which we focus in this paper. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28424 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Harbrecht, Helmut A1 - Eppler, K. ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - SHAPE OPTIMIZATION FOR FREE BOUNDARY PROBLEMS N2 - In this paper three different formulations of a Bernoulli type free boundary problem are discussed. By analyzing the shape Hessian in case of matching data it is distinguished between well-posed and ill-posed formulations. A nonlinear Ritz-Galerkin method is applied for discretizing the shape optimization problem. In case of well-posedness existence and convergence of the approximate shapes is proven. In combination with a fast boundary element method efficient first and second order shape optimization algorithms are obtained. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28508 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Nasser, Mourad ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - SEISMIC RESPONSE OF R/C FRAMES CONSIDERING DYNAMIC SOIL-STRUCTURE INTERACTION N2 - In spite of the extensive research in dynamic soil-structure interaction (SSI), there still exist miscon-ceptions concerning the role of SSI in the seismic performance of structures, especially the ones founded on soft soil. This is due to the fact that current analytical SSI models that are used to evaluate the influence of soil on the overall structural behavior are approximate models and may involve creeds and practices that are not always precise. This is especially true in the codified approaches which in-clude substantial approximations to provide simple frameworks for the design. As the direct numerical analysis requires a high computational effort, performing an analysis considering SSI is computationally uneconomical for regular design applications. This paper outlines the set up some milestones for evaluating SSI models. This will be achieved by investigating the different assumptions and involved factors, as well as varying the configurations of R/C moment-resisting frame structures supported by single footings which are subject to seismic excita-tions. It is noted that the scope of this paper is to highlight, rather than fully resolve, the above subject. A rough draft of the proposed approach is presented in this paper, whereas a thorough illustration will be carried out throughout the presentation in the course of the conference. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28759 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - JOUR A1 - Nasser, Mourad A1 - Schwedler, Michael A1 - Wuttke, Frank A1 - Könke, Carsten T1 - Seismic analysis of structural response using simplified soil-structure interaction models JF - Bauingenieur, D-A-CH-Mitteilungsblatt N2 - Seismic analysis of structural response using simplified soil-structure interaction models KW - Angewandte Mathematik KW - Strukturmechanik Y1 - 2010 ER - TY - JFULL ED - Engell, Lorenz ED - Siegert, Bernhard T1 - Schwerpunkt Mediephilosophie N2 - Die prominent und polemisch geäusserte Ansicht, bei der Medienphilosophie handele es sich um eine vorübergehende Angelegenheit, ist vermutlich sehr zutreff end. Medienphilosophie selbst hat nie etwas anderes behauptet. Und genau aus diesem Grund, also eben wegen ihrer Vorläufigkeit, ist Medienphilosophie so wichtig. Sie tritt vielleicht tatsächlich als neue, modische Unterdisziplin der Philosophie auf. Aber sie tut dies, weil sie eine sehr ernsthafte Herausforderung an die Philosophie darstellt. Wie und wann sie wieder vergeht, das hängt davon ab, was sie ausrichtet. Medienphilosophie ist nämlich in ihrem Selbstverständnis ein grundlegend operatives und operationales Unternehmen. Daher rührt ihre große Nähe zu und ihr vitales Interesse an den Kulturtechniken und ihrer Erforschung. Sie interessiert sich für Eingriff e aller Art – und ist selbst einer. Sie hat – und zwar keineswegs nur metaphorisch – Anteil am materiellen Körper der Philosophie, für den Philosophie selbst, immer hart am Begriff , sich gar nicht interessiert und dies auch nicht tun muss. Zum materiellen Körper der Philosophie zählten bereits die schreibende Hand, vielleicht das vorrangige Medium des philosophischen Eingriffs, und ihr Werkzeug, das Schreibzeug, das sie führt. Als Medienphilosophie widmet sich die Philosophie den Gesten, die sie in der Welt ausführt, und den Operationen, die sie an den Dingen und mit ihrer Hilfe vornimmt. KW - Medienwissenschaft KW - Kulturwissenschaft Y1 - 2010 U6 - http://dx.doi.org/10.28937/ZMK-1-2 SN - 2366-0767 N1 - Lizenz CC-BY-NC-SA 3.0 VL - 2010 IS - 1.2010, Heft 2 PB - Felix Meiner Verlag CY - Hamburg ER - TY - JFULL ED - Engell, Lorenz ED - Siegert, Bernhard T1 - Schwerpunkt Kulturtechnik N2 - Medientheorie und historische Medienwissenschaft sind seit geraumer Zeit dabei, einen Schritt zu tun, der sie hierzulande zumindest teilweise in historische und systematische Kulturtechnikforschung überführt. Die Möglichkeit existiert, dass die Medien als Referenz eines Wissenschaftsparadigmas, das gerade dabei ist, die Forschungs- und Lehrstrukturen dieses Landes zu erobern, sich bereits im Zustand bloßen Nachlebens befinden. Damit kommen mindestens jene Teile der Medienforschung zu sich, die seit der Institutionalisierung von Medienwissenschaft realisieren mussten, dass jene Medien, mit denen sie es seit den 1980er Jahren zu tun hatten, sich nur schwer in den Rahmen der Medien der Medienwissenschaft fügen wollen. Es scheint daher so, als ließe sich mit dem Begriff der Kulturtechniken etwas fassen, das schon seit den 80er Jahren eine Spezifik der entstehenden deutschen Medienwissenschaft gewesen ist, eine Spezifik, die sie den angloamerikanischen media studies ebenso entfremdete wie der Kommunikationswissenschaft oder gar der Soziologie, die, im Banne der Aufklärung und des Gesellschaftsbegriff s stehend, über Medien grundsätzlich nur unter dem Aspekt der Öff entlichkeit nachdenken wollte. Was sich in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts etwa unter dem Titel einer Diskurs- und Medienanalyse formierte, zielte nicht primär auf eine Medientheorie oder die Geschichte von Einzelmedien ab, die längst identitätsstiftend für je eigene Forschungsdisziplinen geworden waren (Fotografie, Film, Fernsehen, Rundfunk), sondern auf eine Geschichte der Literatur, des Geistes, der Seele und der Sinne, die man der Literaturwissenschaft, der Philosophie, der Psychologie und der Ästhetik wegzunehmen gedachte, um sie auf einem anderen Schauplatz aufzuführen: dem der Medien – und gegenwärtig der Kulturtechniken. Weil aber gar nicht die Medien im Fokus der Entdeckung standen, sondern eine Rekontextualisierung der traditionellen Gegenstände der Geisteswissenschaften, genauer eine »Austreibung des Geistes aus den Geisteswissenschaften« (Friedrich Kittler), kam von vornherein anderes in den Blick als diejenigen Medien, die die Publizistik- und Kommunikationswissenschaft, die Massenmedienforschung oder die Einzelmedienwissenschaften als ihre primären Untersuchungsfelder auswiesen. KW - Medienwissenschaft KW - Kulturwissenschaft Y1 - 2010 U6 - http://dx.doi.org/10.28937/ZMK-1-1 SN - 2366-0767 N1 - Lizenz CC-BY-NC-SA 3.0 VL - 2010 IS - 1.2010, Heft 1 PB - Felix Meiner Verlag CY - Hamburg ER - TY - CHAP A1 - Bauer, Marek A1 - Dudek, Mariusz A1 - Richter, Matthias ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - RELIABILITY OF TRAM - NETWORK SECTION N2 - We investigate aspects of tram-network section reliability, which operates as a part of the model of whole city tram-network reliability. Here, one of the main points of interest is the character of the chronological development of the disturbances (namely the differences between time of departure provided in schedule and real time of departure) on subsequent sections during tram line operation. These developments were observed in comprehensive measurements done in Krakow, during one of the main transportation nodes (Rondo Mogilskie) rebuilding. All taken building activities cause big disturbances in tram lines operation with effects extended to neighboring sections. In a second part, the stochastic character of section running time will be analyzed more detailed. There will be taken into consideration sections with only one beginning stop and also with two or three beginning stops located at different streets at an intersection. Possibility of adding results from sections with two beginning stops to one set will be checked with suitable statistical tests which are used to compare the means of the two samples. Section running time may depend on the value of gap between two following trams and from the value of deviation from schedule. This dependence will be described by a multi regression formula. The main measurements were done in the city center of Krakow in two stages: before and after big changes in tramway infrastructure. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28281 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Suzuki, Osamu ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - RECENT RESULTS ON ITERATION DYNAMICAL SYSTEMS OF DISCRETE LAPLACIANS ON THE PLANE LATTICE N2 - The recent development on the mathematical theory and the computer simulations of iteration dynamical system of discrete Laplacian on the plane lattice is reviewed and the future problem is discussed. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28954 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Smarsly, Kay A1 - Hartmann, Dietrich ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - REAL-TIME MONITORING OF WIND CONVERTERS BASED ON SOFTWARE AGENTS N2 - Due to increasing numbers of wind energy converters, the accurate assessment of the lifespan of their structural parts and the entire converter system is becoming more and more paramount. Lifespan-oriented design, inspections and remedial maintenance are challenging because of their complex dynamic behavior. Wind energy converters are subjected to stochastic turbulent wind loading causing corresponding stochastic structural response and vibrations associated with an extreme number of stress cycles (up to 109 according to the rotation of the blades). Currently, wind energy converters are constructed for a service life of about 20 years. However, this estimation is more or less made by rule of thumb and not backed by profound scientific analyses or accurate simulations. By contrast, modern structural health monitoring systems allow an improved identification of deteriorations and, thereupon, to drastically advance the lifespan assessment of wind energy converters. In particular, monitoring systems based on artificial intelligence techniques represent a promising approach towards cost-efficient and reliable real-time monitoring. Therefore, an innovative real-time structural health monitoring concept based on software agents is introduced in this contribution. For a short time, this concept is also turned into a real-world monitoring system developed in a DFG joint research project in the authors’ institute at the Ruhr-University Bochum. In this paper, primarily the agent-based development, implementation and application of the monitoring system is addressed, focusing on the real-time monitoring tasks in the deserved detail. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28916 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Schneider, David ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - QUALITY OPTIMIZATION USING LOCALLY REFINED META MODELS N2 - Quality is one of the most important properties of a product. Providing the optimal quality can reduce costs for rework, scrap, recall or even legal actions while satisfying customers demand for reliability. The aim is to achieve ``built-in'' quality within product development process (PDP). The common approach therefore is the robust design optimization (RDO). It uses stochastic values as constraint and/or objective to obtain a robust and reliable optimal design. In classical approaches the effort required for stochastic analysis multiplies with the complexity of the optimization algorithm. The suggested approach shows that it is possible to reduce this effort enormously by using previously obtained data. Therefore the support point set of an underlying metamodel is filled iteratively during ongoing optimization in regions of interest if this is necessary. In a simple example, it will be shown that this is possible without significant loss of accuracy. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28864 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - THES A1 - Daube, Dirk T1 - Public Private Partnership (PPP) für Immobilien öffentlicher Krankenhäuser - Entwicklung eines PPP-Eignungstests als Entscheidungshilfe für kommunale Krankenhäuser und Universitätsklinika T1 - Public Private Partnership (PPP) for Real Estate of public hospitals - Developement of a feasibility test as decision guidance for municipal hospitals and university hospitals N2 - Public Private Partnership (PPP) setzt sich zunehmend als alternative Beschaffungsvariante für die öffentliche Hand durch. Im Krankenhausbereich bestehen erste Erfahrungen mit PPP, allerdings kann hier im Gegensatz zu anderen öffentlichen Bereichen noch nicht von einer Etablierung gesprochen werden. In vielen Krankenhäusern besteht Unklarheit über dieses neue Organisationskonzept. Was steckt hinter diesem Begriff, der teilweise synonym zur „Privatisierung“ verwendet wird? Ausgehend von dieser Fragestellung wird in der vorliegenden Arbeit gezeigt, dass PPP bei richtiger Anwendung eine Alternative zum Verkauf eines öffentlichen Krankenhauses darstellt. PPP ist ein Instrument, mit dem privates Know-how und Kapital für den öffentlichen Krankenhausträger nutzbar gemacht wird. Die öffentliche Trägerschaft des Krankenhauses bleibt dabei, im Gegensatz zu einer materiellen Privatisierung, erhalten. Die Rahmenbedingungen des Gesundheitswesens stellen insbesondere die öffentlichen Krankenhäuser vor große Herausforderungen. Die Lage ist zunehmend geprägt von Mittelknappheit, Sanierungsstau und stetig steigendem Wettbewerbsdruck um die Patienten. Die Reformbemühungen der Bundesregierung zur Senkung der Gesundheitsausgaben haben in den letzten Jahrzehnten zu immer neuen Gesetzesregelungen in immer kürzeren Zeitabständen geführt. Den bisher letzten großen Schritt in dieser Entwicklung stellt die Umstellung der Krankenhausvergütung auf DRG-Fallpauschalen dar. Die Auswirkungen sind insbesondere in den öffentlichen Krankenhäusern zu spüren. Defizitäre Einrichtungen, die bisher durch Subventionen gestützt wurden, werden nun nicht mehr „künstlich am Leben“ erhalten. Alle Krankenhäuser erhalten eine leistungsorientierte Vergütung, weitgehend unabhängig von den krankenhausspezifisch anfallenden Kosten. Durch diese Entwicklungen wurde das Bestreben in den Krankenhäuser, die internen Leistungsprozesse zu optimieren, weiter forciert. Dabei kommt den mit der Gebäudesubstanz verbundenen Leistungen eine besondere Bedeutung zu. Aufgrund hoher Investitionskosten und bedeutender Aufwendungen in der Nutzungsphase erreichen die nicht-medizinischen Leistungen in einem Krankenhaus einen beachtlichen Anteil an den Gesamtkosten. Fast ein Drittel der Krankenhaus-Kosten steht nicht in direkter Beziehung zum Heilungsprozess. In Deutschland macht dieser Anteil der nicht-medizinischen Abläufe jährlich rd. 18 Mrd. Euro aus. Das Optimierungspotenzial des nicht-medizinischen Leistungsbereichs, der auch die bau- und immobilienwirtschaftlichen Leistungen umfasst, wird bisher oft noch unterschätzt und ist in den meisten Fällen noch nicht ausgeschöpft. Allein schon aufgrund dessen finanzieller Bedeutung bedarf es einer verstärkten wissenschaftlichen Auseinandersetzung. Dieser Notwendigkeit ist bisher noch unzureichend Rechnung getragen wurden. Die vorliegende Arbeit will mit der Erforschung der Anwendbarkeit von PPP für Krankenaus-Immobilien einen Beitrag dazu leisten, diese Lücke zu schließen. Mit dieser für den deutschen Krankenhausbereich neuartigen Beschaffungsvariante wird ein Weg aufgezeigt, wie bei den nicht-medizinischen Leistungen nachhaltig Effizienzpotenziale erschlossen werden können und auf diese Weise ein Beitrag zum wirtschaftlichen Erfolg des gesamten Krankenhauses erzielt werden kann. N2 - - T3 - Schriftenreihe der Professur Betriebswirtschaftslehre im Bauwesen - 13 KW - Public Private Partnership KW - Immobilienmanagement KW - Facility-Management KW - Krankenhausfinanzierung KW - Eignungstest KW - Lebensdauer KW - Effizienz KW - Öffentlich Private Partnerschaft (ÖPP) KW - Krankenhaus-Immobilien KW - Immobilien-Lebenszyklusansatz KW - Funktionale Privatisierung KW - Public Private Partnership (PPP) KW - puplic hospital KW - life cycle management Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20110309-15369 SN - 978-3-86068-439-9 ER - TY - CHAP A1 - Unger, Jörg F. A1 - Könke, Carsten ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - PARAMETER IDENTIFICATION OF MESOSCALE MODELS FROM MACROSCOPIC TESTS USING BAYESIAN NEURAL NETWORKS N2 - In this paper, a parameter identification procedure using Bayesian neural networks is proposed. Based on a training set of numerical simulations, where the material parameters are simulated in a predefined range using Latin Hypercube sampling, a Bayesian neural network, which has been extended to describe the noise of multiple outputs using a full covariance matrix, is trained to approximate the inverse relation from the experiment (displacements, forces etc.) to the material parameters. The method offers not only the possibility to determine the parameters itself, but also the accuracy of the estimate and the correlation between these parameters. As a result, a set of experiments can be designed to calibrate a numerical model. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28984 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - CHAP A1 - Vu, Anh Tuan A1 - Werner, Frank ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - OPTIMIZATION OF STEEL STRUCTURES BASED ON DIFFERENTIAL EVOLUTION ALGORITHM N2 - Steel structural design is an integral part of the building construction process. So far, various methods of design have been applied in practice to satisfy the design requirements. This paper attempts to acquire the Differential Evolution Algorithms in automatization of specific synthesis and rationalization of design process. The capacity of the Differential Evolution Algorithms to deal with continuous and/or discrete optimization of steel structures is also demonstrated. The goal of this study is to propose an optimal design of steel frame structures using built-up I-sections and/or a combination of standard hot-rolled profiles. All optimized steel frame structures in this paper generated optimization solutions better than the original solution designed by the manufacturer. Taking the criteria regarding the quality and efficiency of the practical design into consideration, the produced optimal design with the Differential Evolution Algorithms can completely replace conventional design because of its excellent performance. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-29007 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - JOUR A1 - Lahmer, Tom A1 - Könke, Carsten A1 - Bettzieche, Volker T1 - Optimale Positionierung von Messeinrichtungen an Staumauern zur Bauwerksüberwachung JF - WASSERWIRTSCHAFT N2 - Optimale Positionierung von Messeinrichtungen an Staumauern zur Bauwerksüberwachung KW - Angewandte Mathematik KW - Stochastik KW - Strukturmechanik Y1 - 2010 SP - 16 EP - 16 ER - TY - JOUR A1 - Lahmer, Tom A1 - Könke, Carsten A1 - Bettzieche, Volker T1 - Optimal positioning of sensors for the monitoring of water dams JF - WASSERWIRTSCHAFT N2 - Optimal positioning of sensors for the monitoring of water dams KW - Angewandte Mathematik KW - Stochastik KW - Strukturmechanik Y1 - 2010 SP - 16 EP - 19 ER - TY - CHAP A1 - Gutierrez S, Andrei A1 - Ramirez, Marco P. A1 - Rodriguez, Octavio A1 - Sanchez N., V.D. ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - ON THE SOLUTIONS OF ELECTRICAL IMPEDANCE EQUATION: A PSEUDOANALYTIC APPROACH FOR SEPARABLE-VARIABLES CONDUCTIVITY FUNCTION N2 - Using a quaternionic reformulation of the electrical impedance equation, we consider a two-dimensional separable-variables conductivity function and, posing two different techniques, we obtain a special class of Vekua equation, whose general solution can be approach by virtue of Taylor series in formal powers, for which is possible to introduce an explicit Bers generating sequence. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28478 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER - TY - THES A1 - Eberhardt, Arnd Bernd T1 - On the mechanisms of shrinkage reducing admixtures in self con-solidating mortars and concretes N2 - 'Zur Wirkungsweise schwindreduzierender Zusatzmittel in selbstverdichtenden Mörteln und Betonen' Problemstellung und Zielsetzung 1. Der Einsatz selbstverdichtender Mörtel und Betone im Bauwesen erbringt klare Vorteile. Dies sind im Wesentlichen eine erhöhte Betonierleistung, verbesserte Betonierqualität für bewehrten Beton im Allgemeinen und für filigrane, eng bewehrte Bauteile im Besonderen. Die mit den traditionellen Methoden des Betonbaus verbundenen Lärmemissionen werden erheblich reduziert. Der Wegfall der für herkömmlichen Beton notwendigen Verdichtungsarbeit reduziert den manuellen Aufwand und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Das im selbstverdichtenden Beton benötigte hohe Bindemittelleimvolumen ist der Betondauerhaftigkeit abträglich. Es bewirkt, dass selbstverdichtende Betone ein erhöhtes Schwindmaß sowie eine höhere Rissneigung aufweisen. Ersteres kann für Betonbauteile zu erheblichen Verformungen oder Zwangsspannungen führen, während Letzteres die Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton aufgrund einer Begünstigung rissinduzierter Schädigungsmechanismen stark beeinträchtigt. 2. Herkömmliche Methoden zur Schwindreduktion und Rissvermeidung verfolgen hauptsächlich das Ziel, die im Beton einzusetzenden Bindemittelmengen zu reduzieren. Für selbstverdichtende Betone ist dieses Konzept nur sehr begrenzt anwendbar, da die Selbstverdichtung dieser Betone relativ hohe Bindemittelleimvolumen erfordert. Eine Möglichkeit das Ausmaß des Schwindens und damit die Rissanfälligkeit selbstverdichtender Betone zu senken, besteht in der Anwendung schwindreduzierender Betonzusatzmittel. Eingeführt in den achtziger Jahren des 20ten Jahrhunderts in Japan, erweisen sich diese Zusatzmittel als effiziente Methode zur Verbesserung der Qualität bindemittelreicher Hochleistungsbetone im Allgemeinen und selbstverdichtender Betone im Besonderen. 3. Während 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 gründliche Erforschung des Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 4. Weiterhin besteht Unklarheit, wie diese Zusätze in den Chemismus der Zementhydratation eingreifen und ob dies der allgemeinen Dauerhaftigkeit des Baustoffes Beton abträglich ist. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeit ist deshalb die gründliche Erforschung der Zementhydratation in Gegenwart einer repräsentativen Auswahl verschiedener Typen schwindreduzierender Betonzusatzmittel. 5. Die Nachhaltigkeit der Anwendung schwindreduzierender Zusatzmittel ist bedeutend für die Betondauerhaftigkeit. Ob schwindreduzierende Zusatzmittel auslaugbar sind und ob eine Auslaugung die Schwindreduktion langfristig beeinträchtigt, sind weitere Fragen, denen im Rahmen dieser Arbeit nachgegangen wird. Stand der Wissenschaft 6. Schwinden und Quellen von zementären Baustoffen wird im Allgemeinen mittels makroskopisch-thermodynamischer Ansätze beschrieben. Der stark vereinfachte Ansatz kapillaren Unterdrucks bzw. hydrostatischen Drucks als treibende Kraft für hygrische Verformungen wird weitgehend abgelehnt. Vielmehr wird im Bereich moderater Luftfeuchten der Spaltdruck und im Bereich niedriger Luftfeuchten die Oberflächenenergie zur Beschreibung der hygrischen Volumenstabilität herangezogen. 7. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel bestehen überwiegend aus synergistischen Abmischungen nicht-ionischer Tenside mit Glykolen. Die amphiphilen Eigenschaften der nicht-ionischen Tenside führen zu einer Senkung der Oberflächenspannung des Zementporenwassers. In Abhängigkeit ihrer Konzentration in wässrigen Elektrolyten bilden nicht-ionische Tenside Mizellen und/oder Flüssigkristalle. Beobachtet wurden Mischungslücken und Aussalzungen dieser organischen, oberflächenaktiven Substanzen. Durch die Zugabe von Glykolen wird die Mischbarkeit nicht-ionischer Tenside mit wässrigen Elektrolyten stark erhöht und führt zu einer Absenkung der Bildung von Flüssigkristallen und organischen Aussalzungen sowie zu einer verminderten Adsorption des Tensides an Feststoffoberflächen. Der ausschließlich in der Patentliteratur erwähnte Synergieeffekt bei der Abmischung nicht-ionischer Tenside mit Glykolen zu Schwindreduzierern bezieht sich auf eine erhöhte Schwindreduktionskapazität des Zusatzmittels und beruht auf der Abmilderung aller Effekte, die zu einer Abscheidung des Tensides aus der wässrigen Lösung führen. 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 Oberflächenaktivität, nicht bzw. nur unzureichend in bestehende Modelle zum Trocknungsschwinden implementieren. Methodik 9. Die Oberflächenaktivität einer repräsentativen Auswahl an Schwindreduzierern wurde in makroskopischen Versuchen an synthetischen als auch an extrahierten Zementporenwässern quantifiziert. Dies umfasste auch die Quantifizierung von Mischungslücken und organischen Aussalzungen. 10. Ein in dieser Arbeit entwickelter theoretischer Ansatz zur Auswertung herkömmlicher Messungen der Oberflächenspannung erlaubt eine Abschätzung der Oberflächenspannung der Porenlösung im trocknenden, zementären Porensystem. 11. Der Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel auf den Hydratationsmechanismus, d.h. Hydratphasenbestand und Hydratationskinetik, wurde mittels Thermogravimetrie, Röntgenphasenanalyse bzw. isothermer Wärmeleitungskalorimetrie erfasst. Zusätzlich wurde Elektronenmikroskopie zur Beschreibung der Mikrostrukturen und energiedispersive Röntgenspektroskopie zur qualitativen Bestimmung von niedrig konzentrierten Hydratphasen eingesetzt. Die Veränderungen 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, während praxisnahe Konditionen mittels zyklischer Auslaugung und Trocknung in Langzeittests simuliert wurden. 13. Die Beschreibung der hygrischen Eigenschaften von Zementstein und Mörteln erfolgte anhand von Schwind- und Desorptionsisothermen. Basierend auf thermodynamischen Ansätzen wurden unter Verwendung dieser Schwind- und Desorptionsisothermen Energiebilanzen erstellt, die eine Unterscheidung zwischen Verformungsenergie und Energie zur Erzeugung von Oberfläche im Trocknungsprozess zementärer Baustoffe zulassen und somit eine Abgrenzung der Einflussnahme von Schwindreduzierern auf diese spezifische Energieverteilung ermöglichen. Im Wesentlichen erzielte Ergebnisse 14. Schwindreduzierende Betonzusatzmittel nehmen aufgrund ihrer amphiphilen Eigenschaften Einfluss auf den Hydratationsmechanismus von Portlandzementen. In Gegenwart dieser Zusatzmittel ist die Löslichkeit für anorganische Salze verringert. Die Konzentration von Calcium-, Kalium- und Sulfationen sinkt mit zunehmender Konzentration des Zusatzmittels. Während der Induktionsperiode der Portlandzementhydratation führt dies zur temporären Ausfällung von Calcium-Kalium-Sulfathydrat. Eine Veränderung des Hydratphasenbestandes in Gegenwart von schwindreduzierenden Zusatzmitteln kann nicht signifikant unterschieden werden. Somit sind nachteilige Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit derartig modifizierter Betone aufgrund eines veränderten Hydratphasenbestandes nicht zu erwarten. 15. Die stark verzögernde 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 Löslichkeit für Salze in der Porenlösung den Reaktionsumsatz absenkt und/oder eine spezifische Adsorption des nicht-ionischen Tensides an Portlanditkeimen deren Wachstum hemmt und damit die Auflösung von silikatischen Klinkerphasen. 16. Schwindreduzierende Zusatzmittel weisen eine spezifische Adsorption an Portlandit auf, einem Nebenprodukt der Hydratationsreaktionen eines Hauptbestandteils von Portlandzement. Ein verstärktes Kristallwachstum von Portlandit in lateraler Dimension führt zu einer Zunahme der spezifischen Oberfläche des hydratisierten Zementsteines. Für nass nachbehandelte Zementsteine bedeutet dies eine Zunahme der Gelporosität auf Kosten der Kapillarporosität. Eine Einflussnahme auf die Gesamtporosität lässt sich nicht feststellen. 17. Die Zunahme der spezifischen Oberfläche von Zementstein in Gegenwart von Schwindreduzierern bewirkt eine verstärkte physikalische Adsorption von Zementporenwasser am Feststoff. Für Betone mit niedrigem w/z-Wert oder unzureichender Nachbehandlung kann dieser Prozess zu einer Reduktion des für die Hydratation verfügbaren Wassers führen und in einem vermindertem Hydratationsgrad resultieren. Dies könnte eine Ursache für die in der Literatur beschriebenen Einbußen bezüglich 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 Oberflächenspannung der Grenzfläche „flüssig/gasförmig“ des trocknenden Zementsteines. Inwieweit diese Oberflächenspannung durch das nicht-ionischeTensid herabgesetzt wird, ist von der Gesamtkonzentration im Allgemeinen und im Speziellen von der Konzentration des Tensides in der Oberfläche abhängig. Da im Zuge des Trocknens diese Grenzfläche wächst, kann bei gegebener Gesamtkonzentration des Zusatzmittels im Beton dessen Konzentration in der Grenzfläche sinken, woraufhin die Oberflächenspannung ansteigt und die Schwindreduktion sinkt. 20. Im Ergebnis dieser Arbeit ist es möglich, die Entwicklung sowohl der Oberfläche als auch ihrer Oberflächenspannung im Trocknungsprozess zu quantifizieren und diese Ergebnisse in einen einfachen konzeptionellen, thermodynamischen Ansatz zur Minimierung der freien Energie des trocknenden, zementären Porensystems zu überführen. Die Verwendung dieses konzeptionellen Ansatzes erlaubt es, den Wirkmechanismus schwindreduzierender Betonzusatzmittel zu beschreiben. N2 - Self Consolidating Concrete – a dream has come true!(?) Self Consolidating Concrete (SCC) is mainly characterised by its special rheological properties. With-out any vibration this concrete can be placed and compacted under its own weight, without segrega-tion or bleeding. The use of such concrete can increase the productivity on construction sites and en-able the use of a higher degree of well distributed reinforcement for thin walled structural members. This new technology also reduces health risks since in contrast to the traditional handling of concrete, the emission of noise and vibration are substantially decreased. The specific mix design for self consolidating concretes was introduced around the 1980s in Japan. In comparison to normal vibrated concrete an increased paste volume enables a good distribution of aggregates within the paste matrix, minimising the influence of aggregates friction on the concrete flow property. The introduction of inert and/or pozzolanic additives as part of the paste provides the required excess paste volume without using disproportionally high amounts of plain cement. Due to further developments of concrete admixtures such as superplasticizers, the cement paste can gain self levelling properties without causing segregation of aggregates. Whereas SCC differs from normal vibrated concrete in its fresh attributes, it should reach similar properties in the hardened state. Due to the increased paste volume it usually shows higher shrinkage. Furthermore, owing to strength requirements, SCC is often produced at low water to cement ratios and hence may additionally suffer from autogenous shrinkage. This means that cracking caused by drying or autogenous shrinkage is a real risk for SCC and can compromise its durability as cracks may serve as ingression paths for gases and salts or might permit leaching. For the time being SCC still exhibits increased shrinkage and cracking probability and hence may be discarded in many practical applications. This can be overcome by a better understanding of those mechanisms and the ways to mitigate them. It is a target of this thesis to contribute to this. How to cope with increased shrinkage of SCC? In general, engineers are facing severe problems related to shrinkage and cracking. Even for normal and high performance concrete, containing moderate amounts of binder, a lot of effort was put on counteracting shrinkage and avoiding cracking. For the time being these efforts resulted in the knowledge of how to distribute cracks rather to avoid them. The most efficient way to decrease shrinkage turned out to be to decrease the cement content of concrete down to a minimum but still sufficient amount. For SCC this obviously seems to be contradictory with the requirement of a high paste volume. Indeed, the potential for shrinkage reduction is limited to some small range modifications in the mix design following two major concepts. The first one is the reduction of the required paste volume by optimising the aggregate grading curve. The second one involves high volume substitution of cement, preferentially using inert mineral additives. The optimization of grading curves is limited by several severe practical issues. Problems start with the availability of sufficiently fractionated aggregates. Usually attempts fail because of the enormous effort in composing application-optimized grading curves or mix designs. Due to durability reasons, the substitution rate for cement is limited depending on the application purpose and on environmental exposure of the hardened concrete. In the early 1980s Shrinkage Reducing Admixtures (SRA) were introduced to counteract drying shrinkage of concrete. The first publications explicitly dealing with SRA go back to Goto and Sato (Japan). They were published in 1983, which is also the time when the SCC concept was introduced. SRA modified concretes showed a substantial reduction of free drying shrinkage contributing to crack prevention or at least a significant decrease of crack width in situations of restrained drying shrinkage. Will shrinkage reducing admixtures contribute to a broader application of SCC? Within the last three decades performance tests on several types of concrete proved the efficiency of shrinkage reducing admixtures. So, at least in terms of shrinkage and cracking, concretes in general and SCC in particular can benefit from SRA application. But "One man's meat is another man's poison" and with respect to long term performance of SRA modified concretes there are still several issues to be clarified. One of these concerns the impact of SRAs on cement hydration. It is therefore an issue to know if changes in the hydrated phase composition, induced by SRA, result in undesired properties or decreased durability. Another issue is that the long term shrinkage reduction has to be evaluated. For example, one can wonder if SRA leaching may diminish or even eliminate long term shrinkage reduction and if the release of admixtures could be a severe environmental issue. It should also be noted that the basic mechanism or physical impact of SRA as well as its implementation in recent models for shrinkage of concrete is still being discussed. The present thesis tries to shed light on the role of SRA in self consolidating concrete focusing on the three questions outlined above: basic mechanisms of cement hydration, physical impact on shrinkage and the sustainability of SRA-application. Which contributions result from this study? Based on an extensive patent search, commercial SRAs could be identified to be synergistic mixtures of non-ionic surfactants and glycols. This turns out to be most important information for more than one reason and is the subject of chapter 4. An abundant literature focuses on properties of these non-ionic surfactants. Moreover, from this rich pool of information, the behaviour of SRAs and their interactions in cementitious systems were better understood through this thesis. For example, it could be anticipated how SRAs behave in strong electrolytes and how surface activity, i.e. surface tension, and interparticle forces might be affected. The synergy effect regarding enhanced performance induced by the presence of additional glycol in SRAs could be derived from the literature on the co-surfactant nature of glycols. Generally it now can be said that glycols ensure that the non-ionic surfactant is properly distributed onto the paste interfaces to efficiently reduce surface tension. In literature, the impact of organic matter on cement hydration was extensively studied for other admixtures like superplasticizer. From there, main impact factors related to the nature of these molecules could be identified. In addition, here again, the literature on non-ionic surfactants provides sufficient information to anticipate possible interactions of SRA with cement hydration based on the nature of non-ionic surfactants. All in all, the extensive study on the nature of non-ionic surfactants, presented in chapter 4, provides fundamental understanding of the behaviour of SRAs in cement paste. Taking a step further to relate this to the impact on drying and shrinkage required to review recent models for drying and shrinkage of cement paste as presented in chapter 3. There, it is shown that macroscopic thermodynamics of the open pore systems can be successfully applied to predict drying induced deformation, but that surface activity of SRA still has to be implemented to explain the shrinkage reduction it causes. Because of severe issues concerning the importance of capillary pressure on shrinkage, a new macroscopic thermodynamic model was derived in a way that meets requirements to properly incorporate surface activity of SRA. This is the subject of chapter 5. Based on theoretical considerations, in chapter 5 the broader impact of SRA on drying cementitious matter could be outlined. In a next step, cement paste was treated as a deformable, open drying pore system. Thereby, the drying phenomena of SRA modified mortars and concrete observed by other authors could be retrieved. This phenomenological consistency of the model constitutes an important contribution towards the understanding of SRA mechanisms. Another main contribution of this work came from introducing an artificial pore system, denominated the normcube. Using this model system, it could be shown how the evolution of interfacial area and its properties interact in presence of SRAs and how this impacts drying characteristics. In chapter 7, the surface activity of commercial SRAs in aqueous solution and synthetic pore solution was investigated. This shows how the electrolyte concentration of synthetic pore solution impacts the phase behaviour of SRA and conversely, how the presence of SRA impacts the aqueous electrolyte solution. Whilst electrolytes enhance self-aggregation of SRAs into micelles and liquid crystals, the presence of SRAs leads to precipitation of minerals as syngenite and mirabilite. Moreover, electrolyte solutions containing SRAs comprise limited miscibility or rather show miscibility gaps, where the liquid separates into isotropic micellar solutions and surfactant rich reverse micellar solutions. The investigation of surface activity and phase behaviour of SRA unravelled another important contribution. From macroscopic surface tension measurements, a relationship between excess surface concentration of SRA, bulk concentration of SRA and exposed interfacial area could be derived. Based on this, it is now possible to predict the actual surface tension of the pore fluid in the course of drying once the evolution of internal interfacial area is known. This is used later in this thesis to describe the specific drying and shrinkage behaviour of SRA modified pastes and mortars. Calorimetric studies on normal Portland cement and composite binders revealed that SRA alone show only minor impact on hydration kinetics. In presence of superplasticizer however the cement hydration can be significantly decelerated. The delaying impact of SRA could be related to a selective deceleration of silicate phase hydration. Moreover, it could be shown that portlandite precipitation in presence of SRA is changed, turning the compact habitus into more or less layered structures. Thereby, the specific surface increases, causing the amount of physically bound water to increase, which in turn reduces the maximum degree of hydration achievable for sealed systems. Extensive phase analysis shows that the hydrated phase composition of SRA modified binders re-mains almost unaffected. The appearance of a temporary mineral phase could be detected by environmental scanning electron microscopy. As could be shown for synthetic pore solutions, syngenite precipitates during early hydration stages and is later consumed in the course of aluminate hydration, i.e. when sulphates are depleted. Moreover, for some SRAs, the salting out phenomena supposed to be enhanced in strong electrolytes could also be shown to take place. The resulting organic precipitates could be identified by SEM-EDX in cement paste and by X-ray diffraction on solid residues of synthetic pore solution. The presence of SRAs could also be identified to impact microstructure of well cured cement paste. Based on nitrogen adsorption measurements and mercury intrusion porosimetry the amount of small pores is seen to increase with SRA dosage, whilst the overall porosity remains unchanged. The question regarding sustainability of SRA application is the subject of chapter 10. By means of leaching studies it could be shown that SRA can be leached significantly. The mechanism could be identified as a diffusion process and a range of effective diffusion coefficients could be estimated. Thereby, the leaching of SRA can now be estimated for real structural members. However, while the admixture can be leached to high extents in tank tests, the leaching rates in practical applications can be assumed to be low because of much reduced contact with water. This could be proven by quantifying admixture loss during long term drying and rewetting cycles. Despite a loss of admixture shrinkage reduction is hardly impacted. Moreover, the cyclic tests revealed that the total deformations in presence of SRA remain low due to a lower extent of irreversibly shrinkage deformations. Another important contribution towards the better understanding of the working mechanism of SRA for drying and shrinkage came from the same leaching tests. A significant fraction of SRA is found to be immobile and does not diffuse in leaching. This fraction of SRA is probably strongly associated to cement phases as the calcium-silicate-hydrates or portlandite. Based on these findings, it is now also possible to quantify the amount of admixture active at the interfaces. This means that, the evolution of surface tension in the course of drying can be approximated, which is a fundamental requirement for modeling shrinkage in presence of SRA. The last experimental chapter of this study focuses on the working mechanism and impact of SRA on drying and shrinkage. Based on the thermodynamics of the open deformable pore system introduced in chapter 5, energy balances are set up using desorption and shrinkage isotherms of actual samples. Information on distribution of SRA in the hydrated paste is used to estimate the actual surface tensions of the pore solution. In other words, this is the first time that the surface activity of the SRA in the course of the drying is fully accounted for. From the energy balances the evolution and properties of the internal interface are then obtained. This made it possible to explain why SRAs impact drying and shrinkage and in what specific range of relative humidity they are active. Summarising the findings of this thesis it can be said that the understanding of the impact of SRAs on hydration, drying and shrinkage was brought forward. Many of the new insights came from the careful investigation of the theory of non-ionic surfactants, something that the cement community had generally overlooked up to now. T2 - Zur Wirkungsweise schwindreduzierender Zusatzmittel in selbstverdichtenden Mörteln und Betonen KW - Schwinden KW - Bauchemie KW - Betonzusatzmittel KW - schwindreduzierendes Zusatzmittel KW - Zementhydratation KW - Schwindreduktion KW - Schwindmechanismus KW - Schwindisotherme KW - Sorptionsisotherme KW - shrinkage KW - shrinkage reduction KW - crack mitigation KW - construction chemicals KW - shrinkage reducing admixtures KW - shrinkage reducing agents Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20110620-15491 UR - http://www.shaker.eu/en/content/catalogue/index.asp?lang=de&ID=8&ISBN=978-3-8440-0027-6 SN - 978-3-8440-0027-6 ER - TY - CHAP A1 - Constales, Denis A1 - Kraußhar, Rolf Sören ED - Gürlebeck, Klaus ED - Könke, Carsten T1 - ON THE KLEIN-GORDON EQUATION ON THE 3-TORUS N2 - In this paper we consider the time independent Klein-Gordon equation on some conformally flat 3-tori with given boundary data. We set up an explicit formula for the fundamental solution. We show that we can represent any solution to the homogeneous Klein-Gordon equation on the torus as finite sum over generalized 3-fold periodic elliptic functions that are in the kernel of the Klein-Gordon operator. Furthermore we prove Cauchy and Green type integral formulas and set up a Teodorescu and Cauchy transform for the toroidal Klein-Gordon operator. These in turn are used to set up explicit formulas for the solution to the inhomogeneous version of the Klein-Gordon equation on the 3-torus. KW - Angewandte Informatik KW - Angewandte Mathematik KW - Architektur KW - Computerunterstütztes Verfahren KW - Computer Science Models in Engineering; Multiscale and Multiphysical Models; Scientific Computing Y1 - 2010 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170314-28639 UR - http://euklid.bauing.uni-weimar.de/ikm2009/paper.html SN - 1611-4086 ER -