@phdthesis{Loebjinski2021, author = {Loebjinski, Maria}, title = {Bewertung der Tragf{\"a}higkeit von Holzkonstruktionen beim Bauen im Bestand : ein Beitrag zur substanzschonenden Erhaltung von bestehenden Geb{\"a}uden}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55934}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Die geltende Normung zur Konstruktion und Bemessung baulicher Anlagen fußt auf dem Prinzip der Grenzzust{\"a}nde. Normative Vorgaben und Empfehlungen befinden sich in stetiger Weiterentwicklung zur kontinuierlichen Verbesserung des europ{\"a}ischen Normungskonzepts unter Einbeziehung aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse und Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung. W{\"a}hrend die Normung im Neubau den aktuellen Wissensstand gut widerspiegelt, bestehen f{\"u}r den Bestandsbau nur wenige Vorgaben zur Bestandsaufnahme, sowie zur Bewertung der Tragf{\"a}higkeit. In Ermangelung spezifischer normativer Regelungen finden die f{\"u}r den Neubau entwickelten Vorgaben auch im Bestandsbau Anwendung. Dies f{\"u}hrt h{\"a}ufig zu unangemessenen, wenig substanzschonenden Maßnahmen, welche zudem, nicht zuletzt aus {\"o}konomischen Gr{\"u}nden, die Attraktivit{\"a}t der Erhaltung bestehender Bausubstanz gegen{\"u}ber dem Neubau senkt. Die Notwendigkeit einer fokussierten Weiterentwicklung der Normung auf die Bed{\"u}rfnisse des Bestandsbaus wird deutlich. Aufgrund der besonderen Herausforderungen des Materials, des historischen Wertes gebauter Konstruktionen und seiner praktischen Relevanz und Aktualit{\"a}t spielt der Holzbau in diesem Zusammenhang eine besondere Rolle. In der Arbeit wird zur Konkretisierung der Forschungsl{\"u}cke zun{\"a}chst der aktuelle Stand normativer Regelungen und normungsvorbereitender Arbeiten in Deutschland und ausgew{\"a}hlten europ{\"a}ischen L{\"a}ndern dargelegt. Last- und Materialparameter werden zuverl{\"a}ssigkeitstheoretisch modelliert, wobei ein Schwerpunkt auf der Analyse der Methoden zur Verbesserung des Widerstandsmodells liegt. Folgend werden Studien zur Zuverl{\"a}ssigkeit von Holzbauteilen in ausgew{\"a}hlten, f{\"u}r historische Holzkonstruktionen typischen, Bemessungssituationen durchgef{\"u}hrt und die Ergebnisse in Bezug auf die geltenden normativen Festlegungen bewertet. Die Studien betreffen einachsige Beanspruchungen und Spannungskombinationen (Querschnittsversagen) aus st{\"a}ndigen Lasten, Nutz-, Schnee- und Windlasten. Einflussfaktoren auf die rechnerische Zuverl{\"a}ssigkeit werden mittels Sensitivit{\"a}tsstudien analysiert und bewertet. Nach einer Absch{\"a}tzung des impliziten Sicherheitsniveaus bei Anwendung normativer Regelungen im Holzbau werden Anpassungen der Zielzuverl{\"a}ssigkeit f{\"u}r Maßnahmen im Bestand diskutiert und Vorschl{\"a}ge f{\"u}r ein Instandsetzungs- und ein Reparaturlevel unterbreitet. F{\"u}r diese werden f{\"u}r relevante Bemessungssituationen des historischen Holzbaus probabilistische Kalibrierungen zur Optimierung des Teilsicherheitsbeiwertes des Materialwiderstands durchgef{\"u}hrt. Ergebnisse vereinfachter Verfahren werden vergleichend dargestellt bewertet. Abschließend wird ein Anwendungskonzept zur stufenweisen Modifizierung des Teilsicherheitsbeiwertes des Materialwiderstands f{\"u}r die praktische Anwendung entwickelt, welches Aktualisierungsm{\"o}glichkeiten der Tragf{\"a}higkeitsbewertung f{\"u}r unterschiedliche Kenntnisst{\"a}nde im individuellen Projekt erm{\"o}glicht und an praktischen Beispielen pr{\"a}sentiert.}, subject = {Holzbau; Bestandsbau; Zuverl{\"a}ssigkeit; Normungskalibrierung; Timber structures; Existing structures; Reliability; Code calibration; Holzbau; Bausubstanz; Bestandserhaltung; Modernisierung ; Normung}, language = {de} } @phdthesis{Ciupack2016, author = {Ciupack, Yvonne}, title = {Untersuchungen zur Bedeutung und Anwendung der Zuverl{\"a}ssigkeitstheorie im Bauwesen am Beispiel von Stahlklebverbindungen}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40779}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {Der nationale und internationale Wettbewerbsdruck in der Baubranche m{\"u}ndet in immer komplexeren Strukturen, ressourceneffizienten Bemessungsprinzipien sowie innovativen Produkt- und Konstruktionsideen. Die Aufgabe von Ingenieuren ist es, diese Weiterentwicklungen f{\"u}r die Gesellschaft nutzbar zu machen und dabei ein gefordertes Sicherheitsniveau zu gew{\"a}hrleisten. Um Neusch{\"o}pfungen, seien sie konstruktiver oder analytischer Art, der Gesellschaft zug{\"a}nglich zu machen, ist unter Umst{\"a}nden eine Erweiterung des Sicherheitsbegriffs notwendig. Denn {\"u}ber den Wirkungshorizont des Bauingenieurs hinaus ist das Begriffsfeld in allen Funktionszusammenh{\"a}ngen bedeutsam und nicht selten Entscheidungstr{\"a}ger f{\"u}r die Verwirklichung von Konstruktionen. An dieser Problemstellung setzt die Arbeit an. {\"U}bliche zuverl{\"a}ssigkeitstheoretische Verfahrensweisen werden f{\"u}r komplexe analytische Modelle angewandt. Untersuchungsobjekte sind dabei zwei Anwendungsbeispiele aus dem Stahlfassadenbau, bei denen erstmals geklebte L{\"o}sungen zum Einsatz kommen. In eigenen Untersuchungen wird die Tragf{\"a}higkeit der Konstruktionen unter Nutzung von experimentellen Erhebungen charakterisiert. Desweiteren werden die Anwendungsgrenzen und stochastischen Fragestellungen der typischen Methoden der Zuverl{\"a}ssigkeitstheorie im Bauwesen diskutiert.}, subject = {Stahlbau; Klebtechnologie; Zuverl{\"a}ssigkeit; Steel Construction; Bonding Technology; Reliability}, language = {de} } @phdthesis{Li2018, author = {Li, Zheng}, title = {Statistical size effect in steel structure and corresponding influence on structural reliability}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-45557}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2018}, abstract = {This thesis aims to investigate the statistical size effect in the elasto-plastic material and the corresponding reliability of steel structures. The core idea is that the stochastic material properties are directly embedded in mechanical calculations to develop a more accurate and economical design method for steel structure. Moreover, the results of the experimental investigation with different specimen sizes, whose diameter is limit up to 32 mm, show that the statistical size effect exists in steel structures. This thesis demonstrates finally that the structural reliability is affected by the statistical size effect and the structural safety can be optimized by considering this effect. Because of the uncertainty and non-uniformity of the microscopic imperfection distribution, the material strength in macroscale presents complex randomness. This study described the randomness of material properties through two different ways: developing a stochastic material model for elasto-plastic material and establishing a discrete random field with a general mathematical program. The proposed stochastic material model is extended to analyze the steel structure with multiaxial stress and is integrated into the commercial FEM software for analysis of the complex structures with stress gradient. The stochastic finite element method is implemented to analyze the response of the 3D structures by a general-purpose FEM program when the random field file is imported into the finite element model. The uniaxial tensile tests with different specimen sizes and different material are carried out to demonstrate the statistical size effect in steel structures. The results show that the variations of the yield and tensile strength increase with the decreasing specimen volume. Moreover, according to the bending tests, it is obvious that the structural component strength is not only related to the specimen volume, but also the stress distribution. These two proposed simulation methods, which are an extension and supplement to traditional simulation methods, can effectively simulate the statistical size effect for the tensile and flexural components in steel structures. Finally, it is found by studying the influence of statistical size effect on structural reliability that the strength, which is obtained by small specimens through statistical analysis in the laboratory, is no more accurately applicable to large construction. The reliability theory for the structural safety which exists over the decades can be compared and validated or improved through the embedding the stochastic material properties in the numerical simulation.}, subject = {Statistical size effect; Steel structure; Stochastic material model; Stochastic finite element method; Structural reliability; Statistischer Maßstabseffekt; Stahlbau; Stochastisches Materialmodell; Stochastische Finite-Elemente-Methode; Strukturelle Zuverl{\"a}ssigkeit; Stahlbau; Finite-Elemente-Methode; Stochastik; Stoffeigenschaft; Zuverl{\"a}ssigkeit}, language = {en} }