@phdthesis{Glaser2005, author = {Glaser, Ronny}, title = {Zum Kurz- und Langzeitverhalten von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen}, issn = {1436-9532}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000699}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2005}, abstract = {Die Holz-Beton-Verbundbauweise kam bislang bei Rad- und Fußwegbr{\"u}cken kaum zum Einsatz. Eine Ursache daf{\"u}r ist die Tatsache, dass das Trag- und Verformungsverhalten der wenigen f{\"u}r die {\"U}bertragung der hohen Schubkr{\"a}fte zwischen Holz und Beton geeigneten Schubverbindungsmittel bisher nur unzureichend experimentell untersucht wurden und somit dem planenden Ingenieur keine statistisch gesicherten Bruchlasten und Verschiebungsmoduln zur Verf{\"u}gung stehen. In der vorliegenden Arbeit ist das Trag- und Verformungsverhalten von zwei neu entwickelten Schubverbindungsmitteln, der Polymerbeton- sowie der Konsol-Nocke, mit Hilfe von Bauteilversuchen umfangreich analysiert worden. Auf der Grundlage von Kurzzeit-Scherversuchen wurden f{\"u}r beide Schubverbindungsmittel Nachweisverfahren erarbeitet, die eine Bemessung im Grenzzustand der Tragf{\"a}higkeit erm{\"o}glichen. Mit Hilfe von Langzeit-Scher- und -Biegeversuchen wurde neben dem zeitabh{\"a}ngigen Verhalten der gesamten Verbundkonstruktion auch das Kriechverhalten der Schubverbindungsmittel experimentell untersucht. Das beobachtete Langzeitverhalten der experimentell untersuchten Verbundtr{\"a}ger konnte mit Hilfe eines einfachen numerischen Simulationsprogramms, das im Rahmen der Arbeit entwickelt wurde, hinreichend genau beschrieben werden. Da numerische Verfahren f{\"u}r die praktische Anwendung nur bedingt geeignet sind, wurde ein N{\"a}herungsverfahren abgeleitet, mit dem das Langzeitverhalten von Verbundkonstruktionen aus Holz und Beton vorherbestimmt werden kann. Dieses vereinfachte Nachweisverfahren ber{\"u}cksichtigt neben dem unterschiedlichen Kriechverhalten von Holz und Beton erstmalig auch das Schwinden bzw. Quellen dieser Baustoffe sowie das zeitabh{\"a}ngige Verhalten der Schubverbindungsmittel.}, subject = {Holz; Beton; Verbundtr{\"a}ger; Nocken; Tragverhalten; Langzeitverhalten; Holz-Beton-Verbund; Langzeitverhalten; Kriechen; Schwinden}, language = {de} } @phdthesis{Zhang2023, author = {Zhang, Yangwen}, title = {Self-sufficient semi-active vibration control of high-rise buildings under wind excitation by moveable double-skin facades}, issn = {2569-2798}, doi = {10.26127/BTUOpen-6381}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-63811}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {The accelerated urbanization has led to increasing tension on urban land use. In this context, more and more slender high-rise buildings are being built worldwide in pursuit of better economic benefits. However, these structures are susceptible to wind excitation due to their lower first natural frequency. Different passive, semi-active, and active damping systems have been developed to reduce wind-induced structural vibration. Among them, the tuned mass dampers are widely used and proved as a very effective method in practice. However, this system requires a large additional damping mass. This also causes additional reinforcement, which increases the cost and carbon footprint. A huge space near the top story of the building is needed for the installation. In this research, a novel system named distributed-Multiple Tuned Facade Damping (d-MTFD) system is proposed by using specially designed parallel moveable Double-Skin Facade (DSF) outer skin as damping mass. These moveable facade elements can be installed on the upper stories of the high-rise building. Smooth-running guide rail systems are used to achieve the parallel moveability. Multi-objective optimization based on the Genetic Algorithm (GA) is applied to reduce the maximum top floor acceleration (Objective I) and to reduce the maximum facade relative displacement (Objective II) simultaneously. The optimization results for the passive and semi-active systems are presented in the form of the Pareto front. The trade-off between these selected two competing optimization objectives is observed. This approach was first validated in a simulation using a 306 m tall reference building for a wind speed of 13.5 m/s at 10 m above ground level with a return period of 10 years. Acceptable peak accelerations at the top story for hotel use and a maximum facade relative displacement of less than ±0.5 m could be achieved for the benchmark building with the d-MTFD system. For semi-active control, the variable damping coefficient can be achieved by using stepper motors in generator mode. The electrical damping coefficient can be continuously adjusted by the developed power electronics. In addition, electrical energy can be generated and stored in a battery. A full-scale prototype with one parallel moveable facade element was built. Based on the prototype, the functionality of the semi-active control using a stepper motor and its energy harvesting performance was tested by applying Hardware-in-the-Loop (HiL) simulations. Greybox system identification was used to estimate some parameters (spring stiffness, friction, etc.) in the connection. The accurate system identification results ensure further validation using HiL simulations. The HiL simulations successfully demonstrated the feasibility of a self-powered semi-active d-MTFD system.}, subject = {Energy harvesting; Energiegewinnung; Distributed-Multiple Tuned Facade Damping system; d-MTFD; Hardware-in-the-Loop simulation; HiL; System identification; Systemidentifikation; Semi-active vibration control; Semi-aktive Schwingungskontrolle; Hochhaus; Schlankes Bauwerk; Doppelte Fassade; Schwingungsd{\"a}mpfung; Windlast; Mehrkriterielle Optimierung; Hardware-in-the-loop; Genetischer Algorithmus; Energieerzeugung; Prototyp}, language = {en} } @phdthesis{Wille2004, author = {Wille, Frank}, title = {Charakteristik und Modellbildung des Verbundtragverhaltens von einlagigen Rundlitzenseilen in Beton}, issn = {1436-9532}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000583}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2004}, abstract = {Die vorliegende Arbeit beschreibt das Verbundverhalten von einbetonierten einlagigen Rundlitzenseilen 6 x 19 Standard. Die Grundlage f{\"u}r die Modellbildungen stellen experimentelle Untersuchungen von einbetonierten Drahtseilen dar. Es ist unter Ber{\"u}cksichtigung der besonderen Eigenschaften der Drahtseile ein modifizierter RILEM-Pull-Out Test entwickelt worden. Die Ergebnisse einer zweiten Versuchsreihe zeigen das bisher unbekannte Verhalten des betondurchdrungenen Drahtseils. Die Erfassung des Dehnverhaltens des Seils ist somit m{\"o}glich. Die Modellbildung beschreibt das Verbundverhalten durch eine Definition der Verbundspannungs-Verschiebungs-Beziehung. Das nichtlineare Materialverhalten der einbetonierten Drahtseile wurde durch die Entwicklung einer Gleichung zur Bestimmung des Tangentenseilelastizit{\"a}tsmoduls ber{\"u}cksichtigt. Hiermit ist die M{\"o}glichkeit geschaffen, das Verbundverhalten {\"u}ber eine bestimmte Einbettungsl{\"a}nge mit Hilfe einer adaptierten Differentialgleichung des verschieblichen Verbundes und der Methode der Finiten Elemente auszuwerten.}, subject = {Stahlbeton; Bewehrung; Rundlitzenseil; Verbundverhalten; Tragverhalten; Drahtseil; Verbund; Beton; Materialgesetz}, language = {de} } @phdthesis{Allgoewer2001, author = {Allg{\"o}wer, G{\"u}nther}, title = {Bemessung von Stahlbetondruckgliedern unter zweiachsiger Biegung mit Interaktionsdiagrammen nach Theorie II. Ordnung}, issn = {1436-9532}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000160}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2001}, abstract = {Das Ergebnis der vorliegenden Arbeit sind grafische Bemessungshilfen in Form von Interaktionsdiagrammen f{\"u}r Stahlbetondruckglieder mit zweiachsiger Biegung. Bei der Anwendung der Diagramme wird die bisherige Einschr{\"a}nkung auf den ebenen Fall aufgehoben. Es stellt sich somit der ebene Fall lediglich als Sonderfall des r{\"a}umlichen Zustandes dar. Grundlage f{\"u}r das verwendete Rechenverfahren nach Theorie II. Ordnung ist eine von der Ebene auf den Raum erweiterte Modellst{\"u}tze. Diese virtuelle Kragst{\"u}tze mit gleichen oder unterschiedlichen Ersatzl{\"a}ngen in den beiden Achsrichtungen dient als statisches System, an welchem alle Berechnungen durchgef{\"u}hrt werden. Es zeigte sich, dass die Verwendung der Betonarbeitslinie die urspr{\"u}nglich nur f{\"u}r die Querschnittsbemessung vorgesehen ist, auch bei Anwendung in der Traglastberechnung zu einer guten {\"U}bereinstimmung zwischen rechnerischen und experimentellen Ergebnissen f{\"u}hrt. Die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen ("Tension-stiffening"-Effekt) sollte beim Tragf{\"a}higkeitsnachweis nicht angesetzt werden, da dadurch die Traglasten teilweise erheblich {\"u}bersch{\"a}tzt werden.}, subject = {Druckglied; Stahlbeton; Tragverhalten; Biegung; Bemessung; Stahlbeton; Druckglied; Bemessung}, language = {de} } @phdthesis{Schwuchow2010, author = {Schwuchow, Ronald}, title = {Probabilistische Zuverl{\"a}ssigkeits- und Sensitivit{\"a}tsanalysen f{\"u}r schlanke Stahlbetonst{\"u}tzen auf Basis der Quasi-Monte Carlo Methode}, issn = {1436-9532}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-17589}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2010}, abstract = {Auf Grundlage der Wahrscheinlichkeitstheorie werden in dieser Arbeit zuverl{\"a}ssigkeitstheoretische Untersuchungen von schlanken bi-axial beanspruchten Stahlbetonst{\"u}tzen durchgef{\"u}hrt. Die Wahrscheinlichkeitstheorie beschreibt und analysiert dabei Situationen, bei denen Zufall und insbesondere Unsicherheiten vorhanden sind. Die Untersuchungen des Zuverl{\"a}ssigkeitsproblems erfordern die Entwicklung und Implementierung eines komplexen probabilistischen Modells. Neben der deterministischen strukturmechanischen Grundl{\"o}sung erfolgt zur Berechnung der Versagenswahrscheinlichkeit die Erfassung von Unsicherheiten in einem stochastischen Modell. Als strukturmechanische Grundl{\"o}sung wird ein deterministisches Berechnungsmodell auf Basis der Finiten Elemente Methode entwickelt. Das daf{\"u}r genutzte Bernoulli-Navier-Balkenelement erlaubt die geometrisch und physikalisch nichtlineare Auswertung der notwendigen impliziten Grenzzustandsfunktion. Die Brauchbarkeit des numerischen Modells zur Abbildung des Tragverhaltens wird im Zuge der Validierung und der Bestimmung der Modellunsicherheiten best{\"a}tigt. Erg{\"a}nzend werden Vergleichsstudien anhand von ausgew{\"a}hlten Experimenten durchgef{\"u}hrt. Aufgrund komplexer Grenzzustandsfunktionen kommen Monte Carlo Methoden zur Anwendung. Dabei ist es wegen der geringen Zielwahrscheinlichkeit im Bauwesen von ca. 10-6 notwendig, die Varianz der Sch{\"a}tzfunktion zu vermindern, um den numerischen Aufwand auf ein effizientes Maß zu reduzieren. Im Rahmen dieser Arbeit wird dazu die Quasi-Monte Carlo Methode auf strukturmechanische Fragestellungen adaptiert. Es werden im Unterschied zur klassischen Monte Carlo Simulation quasi-Zufallszahlen aus mathematischen Folgen kleiner Diskrepanz generiert. F{\"u}r stochastische Zustandsgr{\"o}ßen und Verteilungsfunktionen werden wichtige Parameter zur Beschreibung von Material-, Geometrie- und Lastgr{\"o}ßen bereitgestellt. Auf Basis des entwickelten probabilistischen Modells werden systematische Untersuchungen von schlanken Stahlbetonst{\"u}tzen vorgestellt. Dabei werden das Sicherheitskonzept des Eurocode 2 sowie das Sicherheitsniveau des Modellst{\"u}tzenverfahrens nach Model Code 1990 genauer untersucht. Neben der Berechnung des Zuverl{\"a}ssigkeitsniveaus wird der Einfluss einzelner Parameter im Rahmen einer Sensitivit{\"a}tsanalyse bestimmt.}, subject = {St{\"u}tze; Stahlbeton; Schlankes Bauteil; Monte-Carlo-Simulation; Tragverhalten; Probabilistik; Quasi-Monte Carlo Methode; Stahlbetonst{\"u}tzen; Sensitivit{\"a}tsanalyse; Zuverl{\"a}ssigkeitsanalyse; Probability; Quasi-Monte Carlo Method; Reinforced Concrete Columns; Sensitivity Analysis; Reliability Analysis}, language = {de} } @book{OPUS4-6689, title = {Ressourcen- und energieeffiziente Konstruktionen : 28. Brandenburgischer Bauingenieurtag BBIT 2024}, editor = {Bleicher, Achim}, isbn = {978-3-940471-77-2}, issn = {2569-2798}, doi = {10.26127/BTUOpen-6689}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-66892}, publisher = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Der 28. Brandenburgische Bauingenieurtag 2024 an der BTU Cottbus-Senftenberg widmet sich den angestrebten Zielen einer Ressourcen- und Klimaneutralit{\"a}t. M{\"o}glich wird dies durch innovative Ans{\"a}tze und interdisziplin{\"a}re Planungs-, Bau- und Betriebsprozesse. Die Referenten zeigen Herausforderungen und L{\"o}sungen bei der Entwicklung klimaneutraler Baustoffe und Bauteile sowie deren Weiterverwendung und Kreislauff{\"a}higkeit. Dar{\"u}ber hinaus werden Erkenntnisse zur Ert{\"u}chtigung und Erhaltung vorhandener Bausubstanz sowie zu leichten, hybriden und adaptiven Konstruktionsans{\"a}tzen vorgestellt.}, subject = {Dekarbonisierung; Ressourceneffizienz; Kreislaufwirtschaft; Leichtbau; Holzbetonverbunddecken; Decarbonization; Resource efficiency; Circular economy; Timber-concrete composite ceilings; Lightweight design; Bauwerk; Baustoff; Kreislaufwirtschaft; Energiebewußtes Bauen; Bau{\"o}kologie; Klimaschutz; Verbundbau}, language = {de} }