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000837344 245__ $$aTrag- und Verformungsverhalten von unbewehrten Mauerwerksscheiben unter Berücksichtigung der Interaktion mit der Gebäudestruktur$$cNiklas Johann Boesen$$honline, print
000837344 260__ $$aAachen$$bRheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Fakultät für Bauingenieurwesen Lehrstuhl für Baustatik und Baudynamik$$c2021
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000837344 500__ $$aDruckausgabe: 2021. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2022. - Version enhält eine falsche ISBN, korrekte Version als 2. Titelaufnahme verfügbar
000837344 5203_ $$aDie Anforderungen an modernes Ziegelmauerwerk sind in der Vergangenheit stetig gewachsen. So müssen diese, neben den architektonischen Anforderungen an Nutzerflexibilität und Ästhetik, simultan auch statisch, energetisch sowie schall- und brandschutztechnisch optimal ausgelegt sein. Das komplexe Zusammenspiel der genannten Kriterien führt häufig dazu, dass die Auslegung von Gebäuden aus Ziegelmauerwerk nur noch unter großem Aufwand bzw. mit einer Hybridbauweise möglich ist. Konservative lineare Nachweismethoden erweisen sich dabei als unfähig die vorhandenen Tragreserven auszunutzen. Als Lösung erscheint die Anwendung von modernen nichtlinearen verformungsbasierten Nachweismethoden. Diese bieten zwar eine realitätsnähere Abbildung des Tragverhaltens von Mauerwerk, stellen aber gleichzeitig erhöhte Anforderungen an das Berechnungsmodell und die mauerwerksspezifischen Bemessungsgrundlagen. In der Praxis werden die Bemessungsgrundlagen unter anderem aufgrund der stark vereinfachten Modellierungsannahmen und der damit einhergehenden unzureichenden Abbildung der Interaktionseffekte innerhalb der Gebäudestruktur bei der Schnittgrößenermittlung bemängelt. Daneben ist die Anwendung der Bemessungskonzeptes nach DIN EN 1996-1 in Verbindung mit der Gültigkeit der Schubbruchkriterien zu hinterfragen. Darüber hinaus finden wesentliche Bauwerksdetails, wie die reduzierte Deckenauflagerung am energetisch optimierten Wand-Decken-Knoten, bisher keine Berücksichtigung in der Normung. Die Erschließung der vorhandenen Tragreserven mittels der Modifikation der mauerwerksspezifischen Regeln ist von essenzieller Bedeutung für die Zukunftsfähigkeit des Baustoffs Mauerwerk. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Trag- und Verformungsverhalten von unbewehrtem Ziegelmauerwerk mit besonderem Augenmerk auf den Einfluss der Wand-Gebäude-Interaktion. Zur Untersuchung wird ein nichtlineares räumliches Mikromodell entwickelt, welches sowohl Effekte in Wandebene als auch aus der Wandebene heraus abbilden kann. Mit Hilfe des numerischen Modells erfolgt eine umfangreiche Variantenstudie unter Berücksichtigung aller wesentlichen Einflussparameter auf das Schubtragverhalten. Der Betrachtung einer variablen Momentenverteilung über die Wandhöhe sowie einer exzentrischen Vertikallasteinleitung aufgrund teilweiser Deckenauflagerung am Wandkopf kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Zur Untersuchung und Abgrenzung der maßgebenden Versagensmechanismen auf Wandebene werden die Spannungs- und Dehnungszustände in Fugen- und Einzelsteinebene analysiert und die Kapazitätskurven hinsichtlich Trag- und Verformungsfähigkeit ausgewertet. Als Nächstes werden die gewonnenen Erkenntnisse herangezogen und in einen verbesserten Bemessungsansatz umgesetzt, welcher die korrekte Abbildung der horizontalen Tragfähigkeit bei einem gleichzeitig übersichtlichen Berechnungsaufwand für die baupraktische Anwendung ermöglichen soll. Abschließend wird die Entwicklung eines Makromodells zur Simulation von Mauerwerksschubwänden mit und ohne exzentrische Vertikallasteinleitung am Wandkopf beschrieben.$$lger
000837344 520__ $$aThe requirements for modern brick masonry have grown steadily in the past. In addition to the architectural requirements for user flexibility and aesthetics, they must also be optimally designed in terms of the structure, energy, sound insulation and fire protection. The complex combination of the above-mentioned criteria often leads to the fact that the structural design of buildings made of brick masonry is only possible with great effort or with a hybrid construction method. Conservative linear design methods prove to be incapable of exploiting the available load-bearing reserves. The solution appears to be the application of modern nonlinear deformation-based verification methods. Although these methods provide a more realistic representation of the load-bearing behavior of masonry, they also impose increased requirements on the calculation model and the masonry-specific design principles. In practice, the design principles are criticized, among other things, because of the very simplified modeling assumptions and the resulting inadequate representation of the interaction effects within the building structure when determining the internal forces. Moreover, the application of the design concept according to DIN EN 1996-1 in connection with the validity of the shear failure criteria is to be questioned. Furthermore, important details of the structure, such as the reduced slab support at the energy-optimized wall-slab node, have not yet been considered in the codes. The exploitation of existing load-bearing capacities by modifying masonry-specific rules is of essential importance for the future viability of masonry as a building material. The present work investigates the load-bearing and displacement behavior of unreinforced brick masonry with special attention to the influence of wall-building interaction. For the investigation, a nonlinear three-dimensional micromodel is developed, which can represent effects in the wall plane as well as out of the wall plane. With the help of the numerical model, a comprehensive variant study is carried out, considering all the main parameters influencing the shear-bearing behavior. The consideration of a variable moment distribution over the wall height as well as an eccentric vertical load introduction due to partial slab support at the wall head is of particular importance. To investigate and differentiate the decisive failure mechanisms at wall level, the stress and strain states at both joint and individual brick level are analyzed, and the capacity curves are evaluated with respect to load-bearing and displacement capacity. Next, the obtained knowledge will be used and incorporated into an improved design approach, which should enable the correct representation of the horizontal load-bearing capacity with a simultaneously manageable computational effort for the practical application in construction. Finally, the development of a macromodel for the simulation of masonry shear walls with and without eccentric vertical load introduction at the wall head is described.$$leng
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