Die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) in Gebäuden funktioniert bisher zentral auf Basis von übergeordneten Parametern (Top-Down-Regelung) und ist oft unbefriedigend hinsichtlich Funktionalität und Interaktion mit dem Nutzer. Die Regelung erfolgt meist auch nutzerunspezifisch und basiert auf überwiegend starren Regeln. Diese sind oft kompliziert, unflexibel und nicht in der Lage, die Energieeinsparpotenziale auszuschöpfen. Das Ziel des Projektes besteht darin, auf konzeptioneller Ebene zu untersuchen, wie und inwieweit eine dezentrale Regelung technisch realisierbar ist und welches Verbesserungspotenzial sie mit sich bringen kann. Der Fokus liegt hierbei neben der Untersuchung der raumklimatischen Zusammenhänge in der Entwicklung einer prototypischen Applikation zur Steuerung ausgewählter relevanter klimatischer Einflussgrößen. Im Anschluss erfolgt die Integration der Applikation in einem vordefinierten Demonstratorraum, welcher sich auf dem Campus der Robert Bosch GmbH in Renningen befindet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In diesem Forschungsvorhaben wurden Vorschläge für Bewertungskonzepte zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit von Abdichtungs- und lnjektionsstoffen entwickelt. Grundlage der Bewertung sind zwei verschiedene Auslaugversuche: ein mehrstufiger Trogversuch für Abdichtungsstoffe und ein inverser Säulenversuch für lnjektionsstoffe. Die im Versuch ermittelten Konzentrationen stimmen jedoch nicht mit den Werten überein, die sich beim Einbau im Grundwasser einstellen. Daher ist es erforderlich, aus den Versuchsdaten Freisetzungsverläufe zu bestimmen und die Konzentration im Grundwasser, das mit dem Baustoff in Kontakt steht, numerisch zu simulieren. Abdichtungs- und lnjektionsstoffe haben in der Praxis für unterschiedliche Einsatzgebiete. Dies sollte sich in den Bewertungskonzepten widerspiegeln. Daher wurden unterschiedliche Modellszenarien für die numerischen Simulationen entwickelt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In Deutschland wurden nur wenige experimentelle und theoretische Untersuchungen über das seismische Verhalten von Eingefasstem Mauerwerk durchgeführt. Als Konsequenz daraus wird die signifikante horizontale Tragfähigkeitsverbesserung bei der Bemessung nach DIN 4149 nur mit einem Verhaltensfaktor q = 2,0 berücksichtigt. Ziel des Forschungsvorhabens war es zum einen, die konstruktionsbedingten Vorteile zu erfassen und zum anderen, die aus dem Herstellungsprozess entstehenden Besonderheiten zu untersuchen. Um eine breitere Anwendung von Eingefasstem Mauerwerk für wesentliche aussteifende Bauteile in Deutschland zu erreichen, erfolgte die Erarbeitung eines Bemessungsalgorithmus, mit dessen Hilfe der anwendende Ingenieur die Vorteile bei statischen und dynamischen Belastungen nutzen kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Ermüdung der Betontragwerke basiert auf einer linearen Schädigungshypothese. Dabei wird der tatsächliche, stark nichtlineare Ermüdungsprozess nicht ausreichend erfasst. In der vorliegenden Arbeit wird eine Vorgehensweise zur Beschreibung der Steifigkeits- und Schädigungsentwicklung unter mehrstufiger Ermüdungsbeanspruchung beschrieben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Anforderungen und Kriterien zur Beurteilung des Ersatzes oder Teilersatzes von Versuchen durch numerische Methoden im Beton- und Verbundbau. Der erste Schritt umfasst einen Sachstandsbericht, der die Eigenschaften häufig verwendeter Elementtypen und Materialgesetze zur Abbildung des Tragverhaltens der Baustoffe Beton, Baustahl, Betonstahl und des Verbundverhaltens sowie von numerischen Lösungsmethoden zusammenstellt. Im zweiten Schritt werden an Beispielen die erforderlichen Eingangsgrößen und Randbedingungen für numerische Studien erläutert. Hieraus werden typische Anforderungen an experimentelle Untersuchungen abgeleitet, die der Kalibrierung numerischer Modelle dienen. Im dritten Schritt werden an diesen ausgewählten Beispielen geeignete Finite Elemente Modellierungen diskutiert und Kriterien abgeleitet, die numerische Lösungen erfüllen müssen, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände außerhalb eines experimentell abgeprüften Anwendungsbereiches mit ausreichender Genauigkeit vorherzusagen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Formveränderliche Faltwerke gewinnen zunehmendes Interesse als filigrane, materialsparende und wandelbare Hüllelementstrukturen für Fassaden- und Dachkonstruktionen. Sie sind grundlegend aus ebenen Platten aufgebaut, die gelenkig miteinander verbunden sind. Ein neuer Ansatz für eine geeigneten Füge- und Falttechnik ist der Einsatz innovativer 3D-Drucktechnologien für die Entwicklung faserverstärkter Gelenkpunkte zur Verbindung der Plattenelemente. Es konnte eine Fügetechnologie für leichte und formveränderliche Faltwerke aus schubsteifen Plattenelementen entwickelt werden, die auf dem 3D-Druck von Verbindungselementen aus langfaserverstärkten Kunststoff (Polyamid PA 6) basiert. Die Verbindungselemente übernehmen die Funktion eines in mehrere Richtungen faltbaren Gelenkknotens, der Platten aus Glas, Holz, Kunststoff oder Aluminium zu einer tragfähigen faltbaren Struktur verbindet. Die additive Fertigung mit lokaler Faserverstärkung (Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfaser) ermöglicht es unterschiedliche Materialanforderungen an Festigkeit und Steifigkeit in einem Bauteil und einem Fertigungsschritt zu vereinen. Die experimentell ermittelten Materialkennwerte für den Verbundwerkstoff ermöglichen es, die Gelenkknoten beanspruchungsgerecht zu dimensionieren. Mit Hilfe von Demonstratoren konnte die Tragfähigkeit unter Kurzzeitbeanspruchung nachgewiesen werden. Auch als kostenfreier Download erhältlich unter: www.baufachinformation.de/forschungsberichte
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Verwendung von selbstverdichtendem Beton (SVB) für Spannbetonfertigteile stellt unter wirtschaftlichen, technischen und ästhetischen Gesichtspunkten eine Weiterentwicklung der Betonbauweise dar. Aufgrund seines höheren Mehlkorngehalts und seiner Viskosität verfügt er über eine andere Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften als herkömmlicher Beton. Darum war zu klären, ob die Bemessungsregeln für die Verbundfestigkeit und die Ansätze der Querkraftbemessung von herkömmlichem Beton direkt auf SVB-Bauteile anwendbar sind. Hierzu wurden neben theoretischen Untersuchungen 144 Ausziehversuche an Betonwürfeln, 5 Spannkrafteinleitungsversuche sowie 4 Balkenversuche zur Verbundverankerung und 4 Querkraftversuche durchgeführt. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf drei Betone (Mehlkorntyp mit Flugasche, Mehlkorntyp mit Kalksteinmehl, Kombinationstyp mit Stabilisator und Flugasche) und zwei Spannstähle (Litzen und gerippter Spanndraht).
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Auswahl geeigneter Materialien und deren Kombinationen für die Entwicklung von Glas-Kunststoff-Sandwichelementen. Ein Lösungsansatz ist das Einbringen einer transluzenten Schicht zwischen zwei Glasscheiben. Auf diese Weise lässt sich die hohe Beständigkeit von Glas mit den günstigen Eigenschaften der Kunststoffe kombinieren. Die unterschiedlichen Füll-Möglichkeiten wurden messtechnisch erfasst und die Vor- und Nachteile notiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bei einer vorgespannten Flachdecke entstehen im Allgemeinen über der Stütze vertikale, nach unten gerichtete Umlenkkräfte. Werden diese direkt in die Stütze eingeleitet, erzeugen sie keine durchstanzrelevanten Querkräfte. Die Summe der vertikalen Anteile der Umlenkkräfte über der Stütze kann daher von der einwirkenden Belastung abgezogen werden. Aus baupraktischen Gründen werden jedoch nicht alle Spannglieder direkt über der Stütze angeordnet, sondern teilweise seitlich neben der Stütze verlegt. Für die Bemessung gegen Durchstanzen nach DIN 1045-1 dürfen alle Spannglieder, die innerhalb des kritischen Rundschnitts verlaufen, in Rechnung gestellt werden. Es war bisher nicht geklärt, ob die weiter entfernt liegenden Spannglieder ihre nach unten gerichteten Umlenkkräfte direkt in die Stütze einleiten können, ohne den Durchstanzbereich zu belasten. In diesem Forschungsvorhaben wurde der Einfluss des Vertikalanteils von Spanngliedern auf den Durchstanzwiderstand durch numerische Simulationen und die Auswertung von Versuchen aus der Literatur näher untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Ermüdung der Betontragwerke basiert auf einer linearen Schädigungshypothese. Dabei wird der tatsächliche, stark nichtlineare Ermüdungsprozess nicht ausreichend erfasst. In der vorliegenden Arbeit wird eine Vorgehensweise zur Beschreibung der Steifigkeits- und Schädigungsentwicklung unter mehrstufiger Ermüdungsbeanspruchung beschrieben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Formveränderliche Faltwerke gewinnen zunehmendes Interesse als filigrane, materialsparende und wandelbare Hüllelementstrukturen für Fassaden- und Dachkonstruktionen. Sie sind grundlegend aus ebenen Platten aufgebaut, die gelenkig miteinander verbunden sind. Ein neuer Ansatz für eine geeigneten Füge- und Falttechnik ist der Einsatz innovativer 3D-Drucktechnologien für die Entwicklung faserverstärkter Gelenkpunkte zur Verbindung der Plattenelemente. Es konnte eine Fügetechnologie für leichte und formveränderliche Faltwerke aus schubsteifen Plattenelementen entwickelt werden, die auf dem 3D-Druck von Verbindungselementen aus langfaserverstärkten Kunststoff (Polyamid PA 6) basiert. Die Verbindungselemente übernehmen die Funktion eines in mehrere Richtungen faltbaren Gelenkknotens, der Platten aus Glas, Holz, Kunststoff oder Aluminium zu einer tragfähigen faltbaren Struktur verbindet. Die additive Fertigung mit lokaler Faserverstärkung (Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfaser) ermöglicht es unterschiedliche Materialanforderungen an Festigkeit und Steifigkeit in einem Bauteil und einem Fertigungsschritt zu vereinen. Die experimentell ermittelten Materialkennwerte für den Verbundwerkstoff ermöglichen es, die Gelenkknoten beanspruchungsgerecht zu dimensionieren. Mit Hilfe von Demonstratoren konnte die Tragfähigkeit unter Kurzzeitbeanspruchung nachgewiesen werden. Auch als kostenfreier Download erhältlich unter: www.baufachinformation.de/forschungsberichte
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR) in Gebäuden funktioniert bisher zentral auf Basis von übergeordneten Parametern (Top-Down-Regelung) und ist oft unbefriedigend hinsichtlich Funktionalität und Interaktion mit dem Nutzer. Die Regelung erfolgt meist auch nutzerunspezifisch und basiert auf überwiegend starren Regeln. Diese sind oft kompliziert, unflexibel und nicht in der Lage, die Energieeinsparpotenziale auszuschöpfen. Das Ziel des Projektes besteht darin, auf konzeptioneller Ebene zu untersuchen, wie und inwieweit eine dezentrale Regelung technisch realisierbar ist und welches Verbesserungspotenzial sie mit sich bringen kann. Der Fokus liegt hierbei neben der Untersuchung der raumklimatischen Zusammenhänge in der Entwicklung einer prototypischen Applikation zur Steuerung ausgewählter relevanter klimatischer Einflussgrößen. Im Anschluss erfolgt die Integration der Applikation in einem vordefinierten Demonstratorraum, welcher sich auf dem Campus der Robert Bosch GmbH in Renningen befindet.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Ermüdung der Betontragwerke basiert auf einer linearen Schädigungshypothese. Dabei wird der tatsächliche, stark nichtlineare Ermüdungsprozess nicht ausreichend erfasst. In der vorliegenden Arbeit wird eine Vorgehensweise zur Beschreibung der Steifigkeits- und Schädigungsentwicklung unter mehrstufiger Ermüdungsbeanspruchung beschrieben.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Anforderungen und Kriterien zur Beurteilung des Ersatzes oder Teilersatzes von Versuchen durch numerische Methoden im Beton- und Verbundbau. Der erste Schritt umfasst einen Sachstandsbericht, der die Eigenschaften häufig verwendeter Elementtypen und Materialgesetze zur Abbildung des Tragverhaltens der Baustoffe Beton, Baustahl, Betonstahl und des Verbundverhaltens sowie von numerischen Lösungsmethoden zusammenstellt. Im zweiten Schritt werden an Beispielen die erforderlichen Eingangsgrößen und Randbedingungen für numerische Studien erläutert. Hieraus werden typische Anforderungen an experimentelle Untersuchungen abgeleitet, die der Kalibrierung numerischer Modelle dienen. Im dritten Schritt werden an diesen ausgewählten Beispielen geeignete Finite Elemente Modellierungen diskutiert und Kriterien abgeleitet, die numerische Lösungen erfüllen müssen, um Versuche ganz oder teilweise zu ersetzen bzw. Bauteilwiderstände außerhalb eines experimentell abgeprüften Anwendungsbereiches mit ausreichender Genauigkeit vorherzusagen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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In Deutschland wurden nur wenige experimentelle und theoretische Untersuchungen über das seismische Verhalten von Eingefasstem Mauerwerk durchgeführt. Als Konsequenz daraus wird die signifikante horizontale Tragfähigkeitsverbesserung bei der Bemessung nach DIN 4149 nur mit einem Verhaltensfaktor q = 2,0 berücksichtigt. Ziel des Forschungsvorhabens war es zum einen, die konstruktionsbedingten Vorteile zu erfassen und zum anderen, die aus dem Herstellungsprozess entstehenden Besonderheiten zu untersuchen. Um eine breitere Anwendung von Eingefasstem Mauerwerk für wesentliche aussteifende Bauteile in Deutschland zu erreichen, erfolgte die Erarbeitung eines Bemessungsalgorithmus, mit dessen Hilfe der anwendende Ingenieur die Vorteile bei statischen und dynamischen Belastungen nutzen kann.
Aktualisiert: 2023-03-31
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In diesem Forschungsvorhaben wurden Vorschläge für Bewertungskonzepte zur Beurteilung der Umweltverträglichkeit von Abdichtungs- und lnjektionsstoffen entwickelt. Grundlage der Bewertung sind zwei verschiedene Auslaugversuche: ein mehrstufiger Trogversuch für Abdichtungsstoffe und ein inverser Säulenversuch für lnjektionsstoffe. Die im Versuch ermittelten Konzentrationen stimmen jedoch nicht mit den Werten überein, die sich beim Einbau im Grundwasser einstellen. Daher ist es erforderlich, aus den Versuchsdaten Freisetzungsverläufe zu bestimmen und die Konzentration im Grundwasser, das mit dem Baustoff in Kontakt steht, numerisch zu simulieren. Abdichtungs- und lnjektionsstoffe haben in der Praxis für unterschiedliche Einsatzgebiete. Dies sollte sich in den Bewertungskonzepten widerspiegeln. Daher wurden unterschiedliche Modellszenarien für die numerischen Simulationen entwickelt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Ermüdung der Betontragwerke basiert auf einer linearen Schädigungshypothese. Dabei wird der tatsächliche, stark nichtlineare Ermüdungsprozess nicht ausreichend erfasst. In der vorliegenden Arbeit wird eine Vorgehensweise zur Beschreibung der Steifigkeits- und Schädigungsentwicklung unter mehrstufiger Ermüdungsbeanspruchung beschrieben.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Kohäsivzonenmodelle stellen eine effiziente Methode dar, um das Verhalten einer Klebverbindung in einer numerischen Simulation wiederzugeben. In dieser Arbeit wird ein Kohäsivzonenmodell vorgestellt, welches in der Lage ist, das ratenabhängige, elasto-plastische Verhalten von Strukturklebstoffen, die unter anderem im Karosseriebau gängig eingesetzt werden, abzubilden.
Aktualisiert: 2020-10-29
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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Auswahl geeigneter Materialien und deren Kombinationen für die Entwicklung von Glas-Kunststoff-Sandwichelementen. Ein Lösungsansatz ist das Einbringen einer transluzenten Schicht zwischen zwei Glasscheiben. Auf diese Weise lässt sich die hohe Beständigkeit von Glas mit den günstigen Eigenschaften der Kunststoffe kombinieren. Die unterschiedlichen Füll-Möglichkeiten wurden messtechnisch erfasst und die Vor- und Nachteile notiert.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Bei einer vorgespannten Flachdecke entstehen im Allgemeinen über der Stütze vertikale, nach unten gerichtete Umlenkkräfte. Werden diese direkt in die Stütze eingeleitet, erzeugen sie keine durchstanzrelevanten Querkräfte. Die Summe der vertikalen Anteile der Umlenkkräfte über der Stütze kann daher von der einwirkenden Belastung abgezogen werden. Aus baupraktischen Gründen werden jedoch nicht alle Spannglieder direkt über der Stütze angeordnet, sondern teilweise seitlich neben der Stütze verlegt. Für die Bemessung gegen Durchstanzen nach DIN 1045-1 dürfen alle Spannglieder, die innerhalb des kritischen Rundschnitts verlaufen, in Rechnung gestellt werden. Es war bisher nicht geklärt, ob die weiter entfernt liegenden Spannglieder ihre nach unten gerichteten Umlenkkräfte direkt in die Stütze einleiten können, ohne den Durchstanzbereich zu belasten. In diesem Forschungsvorhaben wurde der Einfluss des Vertikalanteils von Spanngliedern auf den Durchstanzwiderstand durch numerische Simulationen und die Auswertung von Versuchen aus der Literatur näher untersucht.
Aktualisiert: 2023-03-31
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