@article{ButenwegMarinkovicKubalskietal.2016, author = {Butenweg, Christoph and Marinkovic, Marko and Kubalski, Thomas and Klinkel, Sven}, title = {Masonry infilled reinforced concrete frames under horizontal loading}, series = {Mauerwerk}, volume = {20}, journal = {Mauerwerk}, number = {4}, publisher = {Ernst \& Sohn}, address = {Berlin}, issn = {1437-1022}, doi = {10.1002/dama.201600703}, pages = {305 -- 312}, year = {2016}, abstract = {The behaviour of infilled reinforced concrete frames under horizontal load has been widely investigated, both experimentally and numerically. Since experimental tests represent large investments, numerical simulations offer an efficient approach for a more comprehensive analysis. When RC frames with masonry infill walls are subjected to horizontal loading, their behaviour is highly non-linear after a certain limit, which makes their analysis quite difficult. The non-linear behaviour results from the complex inelastic material properties of the concrete, infill wall and conditions at the wall-frame interface. In order to investigate this non-linear behaviour in detail, a finite element model using a micro modelling approach is developed, which is able to predict the complex non-linear behaviour resulting from the different materials and their interaction. Concrete and bricks are represented by a non-linear material model, while each reinforcement bar is represented as an individual part installed in the concrete part and behaving elasto-plastically. Each brick is modelled individually and connected taking into account the non-linearity of a brick mortar interface. The same approach is followed using two finite element software packages and the results are compared with the experimental results. The numerical models show a good agreement with the experiments in predicting the overall behaviour, but also very good matching for strength capacity and drift. The results emphasize the quality and the valuable contribution of the numerical models for use in parametric studies, which are needed for the derivation of design recommendations for infilled frame structures.}, language = {en} } @article{ButenwegMarinkovic2018, author = {Butenweg, Christoph and Marinkovic, Marko}, title = {Erdbebensicherer Anschluss von Ausfachungsmauerwerk in Stahlbetonrahmentragwerken mit Entkopplungselementen}, series = {Bauingenieur}, volume = {93}, journal = {Bauingenieur}, number = {9}, publisher = {VDI Fachmedien}, address = {D{\"u}sseldorf}, issn = {0005-6650}, pages = {333 -- 341}, year = {2018}, abstract = {Stahlbetonrahmentragwerke mit Mauerwerksausfachungen weisen nach Erdbebenereignissen h{\"a}ufig schwere Sch{\"a}den auf, da die Ausfachungen ohne weitere konstruktive Maßnahmen mit vollem Kontakt zum Stahlbetonrahmen eingemauert werden. Durch die unplanm{\"a}ßige Beteiligung am horizontalen Lastabtrag erfahren die Ausfachungen Belastungen in Wandebene und beeinflussen das globale Schwingungsverhalten der Rahmentragwerke. In Kombination mit den gleichzeitig auftretenden seismischen Tr{\"a}gheitskr{\"a}ften senkrecht zur Wand f{\"u}hrt dies in vielen F{\"a}llen zu einem Versagen der mit niedrigen Festigkeiten ausgef{\"u}hrten Ausfachungen. Dies war der Anlass in dem europ{\"a}ischen Forschungsprojekt INSYSME ein Entkopplungssystem zu entwickeln, mit dem Rahmen und Ausfachung durch ein spezielles Profil aus Elastomeren entkoppelt werden. Das Profil erm{\"o}glicht Relativverschiebungen zwischen Rahmen und Ausfachung und stellt gleichzeitig die Aufnahme von Belastungen senkrecht zur Wand sicher. Der Beitrag erl{\"a}utert zun{\"a}chst den Aufbau des Systems und gibt einen {\"U}berblick {\"u}ber die in Kleinbauteilversuchen ermittelten Tragf{\"a}higkeiten. Zudem werden experimentelle Untersuchungen an mit hochw{\"a}rmed{\"a}mmenden Mauerziegeln ausgefachten Stahlbetonrahmen mit und ohne Entkopplungssystem f{\"u}r getrennte und kombinierte Belastungen in und senkrecht zur Wandebene vorgestellt. Auf Grundlage einer Versuchsauswertung und eines Ergebnisvergleichs werden Wirkungsweise und Effektivit{\"a}t des entwickelten Entkopplungssystems demonstriert.}, language = {de} } @article{MichelButenwegKinkel2018, author = {Michel, Philipp and Butenweg, Christoph and Kinkel, Sven}, title = {Pile-grid foundations of onshore wind turbines considering soil-structure-interaction under seismic loading}, series = {Soil Dynamics and Earthquake Engineering}, volume = {109}, journal = {Soil Dynamics and Earthquake Engineering}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {0267-7261}, doi = {10.1016/j.soildyn.2018.03.009}, pages = {299 -- 311}, year = {2018}, abstract = {In recent years, many onshore wind turbines are erected in seismic active regions and on soils with poor load bearing capacity, where pile grids are inevitable to transfer the loads into the ground. In this contribution, a realistic multi pile grid is designed to analyze the dynamics of a wind turbine tower including frequency dependent soil-structure-interaction. It turns out that different foundations on varying soil configurations heavily influence the vibration response. While the vibration amplitude is mostly attenuated, certain unfavorable combinations of structure and soil parameters lead to amplification in the range of the system's natural frequencies. This testifies the need for overall dynamic analysis in the assessment of the dynamic stability and the holistic frequency tuning of the turbines.}, language = {en} } @article{RosinButenwegCacciatoreetal.2018, author = {Rosin, Julia and Butenweg, Christoph and Cacciatore, Pamela and Boesen, Niklas}, title = {Investigation of the seismic performance of modern masonry buildings during the Emilia Romagna earthquake series}, series = {Mauerwerk}, volume = {22}, journal = {Mauerwerk}, number = {4}, publisher = {Ernst \& Sohn}, address = {Berlin}, issn = {1437-1022}, doi = {10.1002/dama.201800013}, pages = {238 -- 250}, year = {2018}, abstract = {The article presents the investigation of the seismic behaviour of a modern URM building located in the municipality of Finale Emilia in province of Modena, Northern Italy. The building is situated in the centre of the series of the 2012 Northern Italy earthquakes and has not suffered any damage during the earthquake series in 2012. The observed earthquake resistance of the building is compared with predicted resistances based on linear and nonlinear design approaches according to Eurocode. Furthermore, probabilistic analyses based on nonlinear calculation models taking into account scattering of the most relevant input parameters are carried out to identify their influence to the results and to derive fragility curves.}, language = {en} } @article{ButenwegMarinkovicSalatic2019, author = {Butenweg, Christoph and Marinkovic, Marko and Salatic, Ratko}, title = {Experimental results of reinforced concrete frames with masonry infills under combined quasi-static in-plane and out-of-plane seismic loading}, series = {Bulletin of Earthquake Engineering}, volume = {17}, journal = {Bulletin of Earthquake Engineering}, publisher = {Springer}, address = {Berlin}, issn = {1573-1456}, doi = {10.1007/s10518-019-00602-7}, pages = {3397 -- 3422}, year = {2019}, language = {en} } @article{KleinButenwegKlinkel2017, author = {Klein, Michel and Butenweg, Christoph and Klinkel, Sven}, title = {The Influence of Soil-Structure-Interaction on the Fatigue Analysis in the Foundation Design of Onshore Wind Turbines}, series = {Procedia Engineering}, volume = {199}, journal = {Procedia Engineering}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {1877-7058}, doi = {10.1016/j.proeng.2017.09.325}, pages = {3218 -- 3223}, year = {2017}, language = {en} } @article{MarinkovicButenweg2020, author = {Marinkovic, Marko and Butenweg, Christoph}, title = {Earthquake-proof system for masonry infills in RC frame structures}, series = {International Journal of Masonry Research and Innovation}, volume = {5}, journal = {International Journal of Masonry Research and Innovation}, number = {2}, publisher = {Inderscience Enterprises}, address = {Olney, Bucks}, issn = {2056-9467}, doi = {10.1504/IJMRI.2020.106328}, pages = {185 -- 208}, year = {2020}, language = {de} } @article{MarinkovicButenweg2019, author = {Marinkovic, Marko and Butenweg, Christoph}, title = {Innovative decoupling system for the seismic protection of masonry infill walls in reinforced concrete frames}, series = {Engineering Structures}, volume = {197}, journal = {Engineering Structures}, number = {Article 109435}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {0141-0296}, doi = {10.1016/j.engstruct.2019.109435}, year = {2019}, language = {en} } @article{ElDeibButenwegKlinkel2020, author = {El-Deib, Khaled and Butenweg, Christoph and Klinkel, Sven}, title = {Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten mit realistischen Modellen und erh{\"o}hten Verhaltensbeiwerten}, series = {Bautechnik}, volume = {97}, journal = {Bautechnik}, number = {11}, publisher = {Ernst \& Sohn}, address = {Berlin}, doi = {10.1002/bate.202000016}, pages = {756 -- 765}, year = {2020}, abstract = {Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten f{\"u}hrt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise f{\"u}r Geb{\"a}ude mit {\"u}blichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr gef{\"u}hrt werden k{\"o}nnen. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einf{\"u}hrung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter versch{\"a}rfen. Aufgrund der Erh{\"o}hung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht ber{\"u}cksichtigten Tragf{\"a}higkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verf{\"u}gbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept f{\"u}r die geb{\"a}udespezifische Ermittlung von erh{\"o}hten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsf{\"a}higkeit und Energiedissipation sowie die {\"U}berfestigkeiten ber{\"u}cksichtigt werden. F{\"u}r die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von W{\"a}nden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. F{\"u}r die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingef{\"u}hrt, mit dem die Interaktion von W{\"a}nden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erh{\"o}hten geb{\"a}udespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erh{\"o}hten Verhaltensbeiwerten f{\"u}r dieses Geb{\"a}ude liegen deutlich n{\"a}her an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben {\"u}bliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenans{\"a}tzen nachweisbar.}, language = {de} } @article{MarinkovicButenweg2020, author = {Marinkovic, Marko and Butenweg, Christoph}, title = {Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk in Stahlbetonrahmentragwerken unter Erdbebenbeanspruchung}, series = {Mauerwerk}, volume = {24}, journal = {Mauerwerk}, number = {4}, publisher = {Wiley}, address = {Weinheim}, issn = {1437-1022}, doi = {10.1002/dama.202000011}, pages = {194 -- 205}, year = {2020}, abstract = {Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus Mauerwerk weisen nach Erdbeben h{\"a}ufig schwere Sch{\"a}den auf. Gr{\"u}nde hierf{\"u}r sind die Beanspruchungen der Ausfachungsw{\"a}nde durch die aufgezwungenen Rahmenverformungen in Wandebene und die gleichzeitig auftretenden Tr{\"a}gheitskr{\"a}fte senkrecht zur Wandebene in Kombination mit der konstruktiven Ausf{\"u}hrung des Ausfachungsmauerwerks. Die Ausfachung wird in der Regel knirsch gegen die Rahmenst{\"u}tzen gemauert, wobei der Verschluss der oberen Fuge mit M{\"o}rtel oder Montageschaum erfolgt. Dadurch kommt es im Erdbebenfall zu lokalen Interaktionen zwischen Ausfachung und Rahmen, die in der Folge zu einem Versagen einzelner Ausfachungsw{\"a}nde oder zu einem sukzessiven Versagen des Gesamtgeb{\"a}udes f{\"u}hren k{\"o}nnen. Die beobachteten Sch{\"a}den waren die Motivation daf{\"u}r, in dem europ{\"a}ischen Forschungsprojekt INSYSME f{\"u}r Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus hochw{\"a}rmed{\"a}mmenden Ziegelmauerwerk innovative L{\"o}sungen zur Verbesserung des seismischen Verhaltens zu entwickeln. Der vorliegende Beitrag stellt die im Rahmen des Projekts von den deutschen Projektpartnern (Universit{\"a}t Kassel, SDA-engineering GmbH) entwickelten L{\"o}sungen vor und vergleicht deren seismisches Verhalten mit der traditionellen Ausf{\"u}hrung der Ausfachungsw{\"a}nde. Grundlage f{\"u}r den Vergleich sind statisch-zyklische Wandversuche und Simulationen auf Wandebene. Aus den Ergebnissen werden Empfehlungen f{\"u}r die erdbebensichere Auslegung von Stahlbetonrahmentragwerken mit Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk abgeleitet.}, language = {de} }