TY - THES A1 - Jahreis, Markus T1 - Zur Entwicklung von Polymerverguss-Kopplungselementen für den Holzbau N2 - Den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit bilden die konstruktive Entwicklung und die wissenschaftliche Untersuchung des Tragverhaltens von Kopplungselementen für 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 gewährleisten eine leistungsfähige und schlupf¬freie Verbindung zum Holz. Für den Verguss wird ein mineralisch gefülltes Epoxidharz mit sehr guten Klebeeigenschaften gegenüber Holz und den meisten üblichen Baustoffen verwendet. Im Holz werden für die Verankerung der Kopplungselemente Bohrungen vorgesehen, die sich sowohl aus technologischen Gründen als auch für eine gleichmäßige Spannungsverteilung vorteilhaft erweisen. Der Durchmesser der Bohrung ist gegenüber dem Verbindungselement deutlich größer, wodurch die Verbindungsfläche zum Holz bei konstanter Länge ansteigt. Die Vergrößerung der Fugen zwischen dem Verbindungselement und der Holzwandung von 7 mm auf 17 mm führt bei konstanter Einbindetiefe und gleichem Durchmesser des Verbin¬dungsmittels zu einer Laststeigerung von über 20 %. Die größere Vergussfuge gewährleistet darüber hinaus eine Vergleichmäßigung der Spannungen innerhalb der Verbindung, den Ein¬satz von frei geformten Verbindungselementen und eine Vereinfachung der Herstellung. Die Kopplungselemente sind für den Einsatz in Zug- oder Druckstößen ebenso geeignet wie für biegesteife Anschlüsse axial verbundener Biegeträger oder Rahmenecken. Sie können werkseitig im Holzbauteil vorgesehen oder als direkte Verbindung auf der Baustelle vergossen werden. Für die Baupraxis wird durch den Einsatz des schwindarmen Verguss-materials mit hoher Klebewirkung eine Bandbreite an Anwendungen vom Toleranzausgleich über Schubbewehrung bis zum Druck-, Zug- oder Biegeanschluss geboten. N2 - The development and scientific investigation of connecting structural elements for timber constructions is the focus of this thesis. These consist preferential of a connector with standard threading that is anchored to the timber with a polymer grout. The connector allows a simple assembly-compatible connection of the timber elements to other timber structures or different construction types. The new developed polymer-grouted connecting structural elements carry tensile or compressive axial loads and offer a slip-free connection with a high load capacity. The grout is made of an epoxy resin with mineral filling that ensures a reliable adhesive connection to timber and most common building materials. The connectors are mounted into the timber by drill holes that are advantageous for technological reasons and a consistent stress distribution. The diameter of the hole is considerably larger than the connector. Thereby, the mounting area to the timber is enlarged as well as the load capacity, even at constant length. While enlarging the gap between connector and enveloping timber from 7 mm to 17 mm the load capacity increases by more than 20 %. Within the larger gap, filled with polymer grout, the surface stress distribution is equalized. This allows the usage of free formed connectors and an easier handling. The cast-in connectors can be used for tensile or compression joints as well as for the bending connection of axial mounted beams or frame structures. It is possible to prefabricate the elements or to grout them on site as repair-joints. The stable polymer grout offers a variety of applications with its adhesive and low shrinking properties. In combination with threaded connectors it can be used to equalize tolerances or for tension, compression or shear-connectors and as reinforcement for timber structures. KW - Holzbau KW - Kleben KW - Verbund KW - Konstruktion KW - Anschluss KW - Verbindung Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20190731-39458 ER - TY - INPR A1 - Fischer, Jens A1 - Schwendner, Sascha A1 - Seim, Werner A1 - Engelmann, Iris T1 - Verbindungen mit Nägeln im Holzbau – Die Erforschung und Entwicklung von Konstruktionsregeln N2 - Der Nagel als tragendes Holzverbindungsmittel ist heute gut bekannt. Doch noch vor 100 Jahren war das anders: sein statisch konstruktiver Gebrauch war verboten. Das änderte sich mit Beginn dessen Erforschung Ende der 1920er Jahre. Seit 1933 ist der Nagel Bestandteil der deutschen Regelwerke und findet seitdem breite Verwendung. Über weite Teile des 20. Jahrhunderts diente er in Not- und Sparkonstruktionen wie Brett- und Bohlenbindern als hocheffizientes Verbindungsmittel der Wahl. Diese materialsparenden Tragwerke waren bei der periodisch im-mer wiederkehrenden Ressourcenknappheit sehr gefragt und sind ein wichtiger Bestandteil der Konstruktionsgeschichte des Holzbaus. In dem folgenden Beitrag wird die Erforschung des Na-geltragverhaltens und die einhergehende fortlaufende Normierung behandelt. Die Errungen-schaften einzelner Forschungsvorhaben werden vorgestellt. Anhand eines Zeitstrahls werden Zusammenhänge zwischen Forschung und Normung gezeigt. Tabellen und Grafiken verdeutli-chen die Änderungen innerhalb der Normen von der ersten DIN 1052 im Jahr 1933 über die erste eigenständige Holzbaunorm in der DDR, der TGL 112-0730, aus 1963 bis zur DIN 1052- 1988. Dabei wird immer Bezug zum derzeitigen Entwurf des Eurocode 5 genommen. Allgemein zeigt sich, dass ein Großteil der heutigen Kenntnisse immer noch auf die Grundlagenforschung der 1930er Jahre zurückgeht. N2 - The nail as a load-bearing timber fastener is well known today. But 100 years ago, it was different: its structural use was not allowed. This changed with the beginning of systematical research at the end of the 1920s. Since 1933, the nail has been part of the German regulations and has been widely used ever since. For much of the 20th century, it served as the highly efficient fastener of choice especially in roof structures such as board and plank trusses. These material-saving load-bearing structural elements were always in demand due to the periodically recurring scarcity of material resources and are an important part in con-struction history. The following article deals with the research of the load-bearing behaviour of nails and the standardisation that has constantly accompanied it. The achievements of individual research projects are presented. A timeline shows the connections between research and standardisation. Tables and graphics illustrate the changes within the standards from the first DIN 1052 in 1933 to the first independent timber construction standard in the DDR, TGL 112-0730, from 1963 to DIN 1052-1988. Reference is al-ways made to the Eurocode 5 valid today. In general, it can be seen that a large part of today's knowledge still goes back to the basic research of the 1930s. KW - Ingenieurholzbau KW - Holz-Holz-Verbindungen KW - Nagel KW - Experimentelle Untersuchungen KW - DIN 1052 KW - TGL Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20230112-48893 N1 - This is the pre-peer reviewed version. ER - TY - CHAP A1 - Schwendner, Sascha A1 - Völlmecke, Lars A1 - Ho, Ai Phien A1 - Fischer, Jens A1 - Seim, Werner T1 - TESTING OF CONNECTIONS TAKEN FROM OLD NAILED ROOF TRUSSES N2 - Experimental testing of nailed connections taken from old roof trusses is presented in this paper. To enable the further use and preservation of nailed roof trusses, it is important to understand how the nail corrosion and aging processes of steel and wood affect the load-bearing capacity and deformation behaviour of such structures. The hypothesis was investigated whether corroded nails allow an increase in load-bearing capacity. Several old and new joints were tested in a first test series, and the results were very promising regarding the initial assumption. However, more tests must be carried out to verify the results. KW - Holzbau KW - nailed trusses KW - nailed constructions KW - Corrosion KW - Preservation KW - Withdreawal Y1 - 2023 U6 - http://dx.doi.org/10.25643/bauhaus-universitaet.6362 ER - TY - JOUR A1 - Kraus, Matthias A1 - Crişan, Nicolae-Andrei A1 - Wittor, Björn T1 - Stability Study of Cantilever-Beams – Numerical Analysis and Analytical Calculation (LTB) JF - ce/papers N2 - According to Eurocode, the computation of bending strength for steel cantilever beams is a straightforward process. The approach is based on an Ayrton-Perry formula adaptation of buckling curves for steel members in compression, which involves the computation of an elastic critical buckling load for considering the instability. NCCI documents offer a simplified formula to determine the critical bending moment for cantilevers beams with symmetric cross-section. Besides the NCCI recommendations, other approaches, e.g. research literature or Finite-Element-Analysis, may be employed to determine critical buckling loads. However, in certain cases they render different results. Present paper summarizes and compares the abovementioned analytical and numerical approaches for determining critical loads and it exemplarily analyses corresponding cantilever beam capacities using numerical approaches based on plastic zones theory (GMNIA). KW - Träger KW - Stahl KW - Biegefestigkeit KW - Finite-Elemente-Methode KW - Stahlträger KW - Knicklast KW - Freiträgerkapazität KW - Eurocode Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220112-45637 UR - https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cepa.1539 VL - 2021 IS - Volume 4, issue 2-4 SP - 2199 EP - 2206 PB - Ernst & Sohn, a Wiley brand CY - Berlin ER - TY - THES A1 - Ansari, Meisam T1 - Simulation methods for functional and microstructured composite materials T1 - Simulationsmethoden für funktionalisierte und mikrostrukturierte Verbundwerkstoffe N2 - In this thesis, a generic model for the post-failure behavior of concrete in tension is proposed. A mesoscale model of concrete representing the heterogeneous nature of concrete is formulated. The mesoscale model is composed of three phases: aggregate, mortar matrix, and the Interfacial Transition Zone between them. Both local and non-local formulations of the damage are implemented and the results are compared. Three homogenization schemes from the literature are employed to obtain the homogenized constitutive relationship for the macroscale model. Three groups of numerical examples are provided. N2 - In dieser Arbeit wird ein generisches Modell für das nichtlineare Materialverhalten des Betons unter Spannung vorgeschlagen. Ein Mesoskalenmodell wird aufgebildet, welches die heterogene Materialstruktur des Betons darstellt. Das Mesoskalenmodell besteht aus drei Phasen: groben Zuschlägen, Mörtelmatrix und Übergangszone zwischen Zuschlag und Matrix. Es werden sowohl die lokale als auch die nichtlokale Formulierung des Schädigungsgrades implementiert und die Ergebnisse verglichen. Drei Homogenisierungsmethoden aus der Literatur werden verwendet, um die homogenisierte konstitutive Beziehung für das Makroskalenmodell zu erhalten. Drei Gruppen von numerischen Beispielen werden angeführt. KW - Simulation KW - Verbundwerkstoff KW - Beton KW - Meso-Scale KW - Composite KW - Concrete Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20201103-42783 ER - TY - THES A1 - Grossmann, Albert T1 - Sicherheitskonzept zur Berücksichtigung von Korrosion an Gashochdruckleitungen aus Stählen N2 - Gashochdruckleitungen aus Stahl werden mit Hilfe eines deterministischen Sicherheitskonzeptes bemessen. Im unveränderten Bemessungszustand und im bestimmungsgemäßem Betrieb ist die statische Tragfähigkeit der Gashochdruckleitungen gegeben. Mit den Jahren unterliegen Gashochdruckleitungen aus Stahl geometrischen Veränderungen, die häufig durch Korrosion hervorgerufen werden. Die Beurteilung der statischen Tragfähigkeit erfolgt dann unter Berücksichtigung dieser geometrischen Änderung. Deterministische Sicherheitsbeiwerte der Bemessung neuer Gashochdruckleitungen können für die Bemessung bestehender korrosionsgeschädigter 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 für die Bemessung korrosionsgeschädigter Gashochdruckleitungen auf Basis von Versagenswahrscheinlichkeiten und stellt ein Anwendungskonzept zu deren Nutzung vor. KW - Gashochdruckleitungen KW - Sicherheit KW - Korrosion KW - Gashochdruckleitungen KW - Probailistik Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20191113-40199 ER - TY - THES A1 - Grossmann, Albert T1 - Sicherheitskonzept zur Berücksichtigung von Korrosion an Gashochdruckleitungen aus Stählen N2 - Gashochdruckleitungen aus Stahl werden mit Hilfe eines deterministischen Sicherheitskonzeptes bemessen. Im unveränderten Bemessungszustand und im bestimmungsgemäßem Betrieb ist die statische Tragfähigkeit der Gashochdruckleitungen gegeben. Mit den Jahren unterliegen Gashochdruckleitungen aus Stahl geometrischen Veränderungen, die häufig durch Korrosion hervorgerufen werden. Die Beurteilung der statischen Tragfähigkeit erfolgt dann unter Berücksichtigung dieser geometrischen Änderung. Deterministische Sicherheitsbeiwerte der Bemessung neuer Gashochdruckleitungen können für die Bemessung bestehender korrosionsgeschädigter 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 für die Bemessung korrosionsgeschädigter Gashochdruckleitungen auf Basis von Versagenswahrscheinlichkeiten und stellt ein Anwendungskonzept zu deren Nutzung vor. KW - Sicherheit KW - Korrosion KW - Gashochdruckleitungen KW - Probabilistik Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20191021-40034 UR - https://e-pub.uni-weimar.de/opus4/frontdoor/index/index/docId/4019 N1 - Korrigierte Fassung - Siehe URL-Link ER - TY - THES A1 - Cicek, Burhan T1 - Revisiting vernacular technique: Engineering a low environmental impact earth stabilisation method N2 - The major drawbacks of earth as a construction material — such as its low water stability and moderate strength — have led mankind to stabilize earth. Different civilizations developed vernacular techniques mainly focussing on lime, pozzolan or gypsum stabilization. Recently, cement has become the most commonly used additive in earth stabilization as it improves the strength and durability of plain earth. Also, it is a familiar and globally available construction material. However, using cement as an additive reduces the environmental advantages of earth and run counter to global targets regarding the reduction of CO2 emissions. Alternatives to cement stabilization are currently neither efficient enough to reduce its environmental impact nor allow the possibility of obtaining better results than those of cement. As such, this thesis deals with the rediscovery of a reverse engineering approach for a low environmental impact earth stabilization technique, aiming to replace cement in earth stabilization. The first step in the method consists in a comprehensive review of earth stabilization with regards to earthen building standards and soil classification, which allows us to identify the research gap. The review showed that there is great potential in using other additives which result in similar improvements as those achieved by cement. However, the studies that have been conducted so far either use expansive soils, which are not suitable for earth constructions or artificial pozzolans that indirectly contribute to CO2 emissions. This is the main research gap. The key concept for the development in the second step of the method is to combine vernacular additives to both improve the strength and durability of plain earth and to reduce the CO2 emissions. Various earth-mixtures were prepared and both development and performance tests were done to investigate the performance of this technique. The laboratory analyses on mix-design have proven a high durability and the results show a remarkable increase in strength performance. Furthermore, a significant reduction in CO2 emissions in comparison to cement stabilization could be shown. The third step of the method discusses the results drawn from the experimental programme. In addition, the potential of the new earth mixture with regards to its usability in the field of building construction and architectural design is further elaborated on. The method used in this study is the first of its kind that allows investors to avoid the very time-consuming processes such as finding a suitable source for soil excavation and soil classification. The developed mixture has significant workability and suitability for production of stabilized earthen panels — the very first of its kind. Such a panel is practically feasible, reasonable, and could be integrated into earthen building standards in general and in particular to DIN 18948, which is related to earthen boards and published in 2018. KW - Lehm KW - Stabilisierung KW - Lehmbau KW - Kalk KW - Gips Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20220803-46989 ER - TY - BOOK T1 - Rehabilitation von Rohrleitungen : Sanierung und Erneuerung von Ver- und Entsorgungsnetzen N2 - Entwickelt im Zuge des Weiterbildenden Studiums Wasser und Umwelt der Bauhaus-Universität Weimar ; Lehrmaterial Fernstudiengang Wasser und Umwelt an der Bauhaus-Universität Weimar KW - Rohrnetz KW - Versorgungsleitung KW - Abwasserleitung KW - Instandsetzung KW - Rohrleitungsbau KW - Reparatur KW - Abwasserleitung KW - Wasserrohrnetz KW - Gasverteilungsnetz Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20160215-25311 SN - 978-3-95773-181-4 VL - 2015 PB - Bauhaus-Universitätsverlag als Imprint von VDG Weimar CY - Kromsdorf ET - 3. Auflage (erweitert) ER - TY - THES A1 - Nikulla, Susanne T1 - Quality assessment of kinematical models by means of global and goal-oriented error estimation techniques T1 - Anwendung globaler und zielorientierter Fehlerschätzer zur Beurteilung der Notwendigkeit einer geometrisch nicht-linearen Berechnung N2 - Methods for model quality assessment are aiming to find the most appropriate model with respect to accuracy and computational effort for a structural system under investigation. Model error estimation techniques can be applied for this purpose when kinematical models are investigated. They are counted among the class of white box models, which means that the model hierarchy and therewith the best model is known. This thesis gives an overview of discretisation error estimators. Deduced from these, methods for model error estimation are presented. Their general goal is to make a prediction of the inaccuracies that are introduced using the simpler model without knowing the solution of a more complex model. This information can be used to steer an adaptive process. Techniques for linear and non-linear problems as well as global and goal-oriented errors are introduced. The estimation of the error in local quantities is realised by solving a dual problem, which serves as a weight for the primal error. So far, such techniques have mainly been applied in material modelling and for dimensional adaptivity. Within the scope of this thesis, available model error estimators are adapted for an application to kinematical models. Their applicability is tested regarding the question of whether a geometrical non-linear calculation is necessary or not. The analysis is limited to non-linear estimators due to the structure of the underlying differential equations. These methods often involve simplification, e.g linearisations. It is investigated to which extent such assumptions lead to meaningful results, when applied to kinematical models. N2 - Die verschiedenen Methoden zur Bewertung der Modellqualität haben ein Ziel: Das passende Modell in Bezug auf Genauigkeit und Berechnungsaufwand für eine konkrete Struktur zu finden. Steht dabei die Untersuchung eines Kinematik-Modells im Vordergrund, können Modellfehlerschätzer zur Modellbewertung verwendet werden. Dieser Zusammenhang gilt, solange es sich um mechanisch motivierte Modelle handelt, bei denen die Modellhierarchie und damit das beste Modell bekannt sind. Die vorliegende Arbeit beschreibt den Weg von den einfachen Fehlerschätzern für Diskretisierungsfehler bis zu den daraus abgeleiteten Modellfehlerschätzern. Das Ziel der letztgenannten besteht in der Vorhersage von Ungenauigkeit, die durch die Verwendung eines vereinfachten anstatt des komplexen Modells entstehen. Aus den gewonnenen Informationen wird eine adaptive Modellanpassung entwickelt. Die Methoden lassen sich dabei nach verschiedenen Kriterien unterscheiden. Diese diffenzieren zwischen den verschiedenen Anwendungsbereichen, zwischen linearen und nicht-linearen Modellen sowie zwischen globalen und ziel-orientierten Fehlern. Die bislang in der Literatur hauptsächlich zu findenden Anwendungsgebiete sind die Materialmodellierung und die Dimensionsadaptivität. Im Rahmen dieser Arbeit werden nun die bekannten Methoden zur Abschätzung des Modellfehlers auf kinematische Modelle erweitert. Zudem wird die Frage, ob eine geometrisch nicht-lineare Berechnung notwendig ist oder nicht, untersucht. Aufgrund der Struktur der zugrunde liegenden Differentialgleichungen beschränken sich die Analysen auf nicht-lineare Fehlerschätzer. Da diese Methoden oft auf Vereinfachungen wie z.B. die Linearisierung der Grundgleichungen zurückgreifen, wird in der vorliegenden Arbeit untersucht, inwieweit diese Annahmen zu verwertbaren Ergebnissen führen. T3 - Schriftenreihe des DFG Graduiertenkollegs 1462 Modellqualitäten // Graduiertenkolleg Modellqualitäten - 4 KW - Model quality, Model error estimation, Kinematical model, Geometric non-linearity, Finite Element method KW - Modellqualität, Modellfehlerschätzer, Geometrisch nicht-lineare Berechnung, Kinematik Modell, Finite Elemente Methode Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20120419-16161 PB - Verlag der Bauhaus-Universität Weimar CY - Weimar ER -