TY - JOUR A1 - Rossi, Leonardo A1 - Stupazzini, Marco A1 - Parisi, Davide A1 - Holtschoppen, Britta A1 - Ruggieri, Gabriella A1 - Butenweg, Christoph T1 - Empirical fragility functions and loss curves for long-span-beam buildings based on the 2012 Emilia-Romagna earthquake official database JF - Bulletin of Earthquake Engineering N2 - The 2012 Emilia-Romagna earthquake, that mainly struck the homonymous Italian region provoking 28 casualties and damage to thousands of structures and infrastructures, is an exceptional source of information to question, investigate, and challenge the validity of seismic fragility functions and loss curves from an empirical standpoint. Among the most recent seismic events taking place in Europe, that of Emilia-Romagna is quite likely one of the best documented, not only in terms of experienced damages, but also for what concerns occurred losses and necessary reconstruction costs. In fact, in order to manage the compensations in a fair way both to citizens and business owners, soon after the seismic sequence, the regional administrative authority started (1) collecting damage and consequence-related data, (2) evaluating information sources and (3) taking care of the cross-checking of various reports. A specific database—so-called Sistema Informativo Gestione Europa (SFINGE)—was devoted to damaged business activities. As a result, 7 years after the seismic events, scientists can rely on a one-of-a-kind, vast and consistent database, containing information about (among other things): (1) buildings’ location and dimensions, (2) occurred structural damages, (3) experienced direct economic losses and (4) related reconstruction costs. The present work is focused on a specific data subset of SFINGE, whose elements are Long-Span-Beam buildings (mostly precast) deployed for business activities in industry, trade or agriculture. With the available set of data, empirical fragility functions, cost and loss ratio curves are elaborated, that may be included within existing Performance Based Earthquake Engineering assessment toolkits. KW - Empirical fragility functions KW - Empirical consequence curves KW - Precast buildings KW - Emilia-Romagna earthquake KW - PBEE Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1007/s10518-019-00759-1 SN - 1573-1456 VL - 18 SP - 1693 EP - 1721 PB - Springer Nature ER - TY - JOUR A1 - Michel, P. A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, S. T1 - Einfluss der dynamischen Steifigkeit von Flach-und Pfahlgründungen auf die Dynamik von Onshore-Windenergieanlagen JF - Bauingenieur Y1 - 2020 SN - 0005-6650 VL - 95 IS - 4 SP - 139 EP - 146 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Marinkovic, Marko A1 - Butenweg, Christoph T1 - Earthquake-proof system for masonry infills in RC frame structures JF - International Journal of Masonry Research and Innovation Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1504/IJMRI.2020.106328 SN - 2056-9467 VL - 5 IS - 2 SP - 185 EP - 208 PB - Inderscience Enterprises CY - Olney, Bucks ER - TY - JOUR A1 - Marinkovic, Marko A1 - Butenweg, Christoph T1 - Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk in Stahlbetonrahmentragwerken unter Erdbebenbeanspruchung JF - Mauerwerk N2 - Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus Mauerwerk weisen nach Erdbeben häufig schwere Schäden auf. Gründe hierfür sind die Beanspruchungen der Ausfachungswände durch die aufgezwungenen Rahmenverformungen in Wandebene und die gleichzeitig auftretenden Trägheitskräfte senkrecht zur Wandebene in Kombination mit der konstruktiven Ausführung des Ausfachungsmauerwerks. Die Ausfachung wird in der Regel knirsch gegen die Rahmenstützen gemauert, wobei der Verschluss der oberen Fuge mit Mörtel oder Montageschaum erfolgt. Dadurch kommt es im Erdbebenfall zu lokalen Interaktionen zwischen Ausfachung und Rahmen, die in der Folge zu einem Versagen einzelner Ausfachungswände oder zu einem sukzessiven Versagen des Gesamtgebäudes führen können. Die beobachteten Schäden waren die Motivation dafür, in dem europäischen Forschungsprojekt INSYSME für Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus hochwärmedämmenden Ziegelmauerwerk innovative Lösungen zur Verbesserung des seismischen Verhaltens zu entwickeln. Der vorliegende Beitrag stellt die im Rahmen des Projekts von den deutschen Projektpartnern (Universität Kassel, SDA-engineering GmbH) entwickelten Lösungen vor und vergleicht deren seismisches Verhalten mit der traditionellen Ausführung der Ausfachungswände. Grundlage für den Vergleich sind statisch-zyklische Wandversuche und Simulationen auf Wandebene. Aus den Ergebnissen werden Empfehlungen für die erdbebensichere Auslegung von Stahlbetonrahmentragwerken mit Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk abgeleitet. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/dama.202000011 SN - 1437-1022 VL - 24 IS - 4 SP - 194 EP - 205 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Rosin, Julia T1 - Seismischer Nachweis von Mauerwerksbauten in deutschen Erdbebengebieten JF - Mauerwerk N2 - Mit finanzieller Unterstützung der Deutschen Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e.V. (DGfM) und des Deutschen Instituts für Bautechnik in Berlin (DIBt) wurden zwei aufeinander aufbauende Forschungsvorhaben zur Verbesserung der seismischen Nachweise von Mauerwerksbauten in deutschen Erdbebengebieten durchgeführt. Zunächst wurde das seismische Verhalten von drei modernen unbewehrten Mauerwerksgebäuden in der Region Emilia Romagna in Italien während der Erdbebenserie im Jahr 2012 in Kooperation mit der Universität Pavia eingehend untersucht. Aufbauend auf den Erkenntnissen dieser Untersuchungen wurde ein verbessertes seismisches Bemessungskonzept für unbewehrte Mauerwerksbauten erarbeitet. Der Beitrag stellt die wesentlichen Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten und deren Eingang in die Normung vor. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/dama.202000006 SN - 1437-1022 VL - 24 IS - 2 SP - 108 EP - 113 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - El-Deib, Khaled A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven T1 - Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten mit realistischen Modellen und erhöhten Verhaltensbeiwerten JF - Bautechnik N2 - Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten führt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr geführt werden können. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einführung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter verschärfen. Aufgrund der Erhöhung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht berücksichtigten Tragfähigkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verfügbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept für die gebäudespezifische Ermittlung von erhöhten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie die Überfestigkeiten berücksichtigt werden. Für die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von Wänden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. Für die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingeführt, mit dem die Interaktion von Wänden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erhöhten gebäudespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erhöhten Verhaltensbeiwerten für dieses Gebäude liegen deutlich näher an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben übliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenansätzen nachweisbar. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/bate.202000016 VL - 97 IS - 11 SP - 756 EP - 765 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Varga, Laszlo A1 - Davinson, Thomas A1 - Glorius, Jan A1 - Jurado, Beatrix A1 - Langer, Christoph A1 - Lederer-Woods, Claudia A1 - Litvinov, Yuri A. A1 - Reifarth, Rene A1 - Slavkovska, Zuzana A1 - Stöhlker, Thomas A1 - Woods, Phil J. A1 - Xing, Yuan Ming T1 - Towards background-free studies of capture reaction in a heavy-ion storage ring JF - Journal of Physics: Conference Series N2 - Stored and cooled, highly-charged ions offer unprecedented capabilities for precision studies in the realm of atomic, nuclear structure and astrophysics[1]. After the successful investigation of the 96Ru(p,7)97Rh reaction cross section in 2009[2], the first measurement of the 124Xe(p,7)125Cs reaction cross section has been performed with decelerated, fully-ionized 124Xe ions in 2016 at the Experimental Storage Ring (ESR) of GSI[3]. Using a Double Sided Silicon Strip Detector, introduced directly into the ultra-high vacuum environment of a storage ring, the 125Cs proton-capture products have been successfully detected. The cross section has been measured at 5 different energies between 5.5AMeV and 8AMeV, on the high energy tail of the Gamow-window for hot, explosive scenarios such as supernovae and X-ray binaries. The elastic scattering on the H2 gas jet target is the major source of background to count the (p,7) events. Monte Carlo simulations show that an additional slit system in the ESR in combination with the energy information of the Si detector will enable background free measurements of the proton-capture products. The corresponding hardware is being prepared and will increase the sensitivity of the method tremendously. Y1 - 2020 VL - 1668 IS - Art 012046 PB - IOP CY - Bristol ER - TY - JOUR A1 - Henriques, A. A1 - Jurado, B. A1 - Grieser, M. A1 - Denis-Petit, D. A1 - Chiron, T. A1 - Gaudefroy, L. A1 - Glorius, J. A1 - Langer, Christoph A1 - Litvinov, Yu. A. A1 - Mathieu, L. A1 - Meot, V. A1 - Perez-Sanchez, R. A1 - Pibernat, J. A1 - Reifarth, R. A1 - Roig, O. A1 - Thomas, B. A1 - Thomas, B. A. A1 - Thomas, J. C. A1 - Tsekhanovich, I. T1 - Indirect measurements of neutron cross-secti at heavy-ion storage rings JF - Journal of Physics: Conference Series N2 - Cross sections for neutron-induced reactions of short-lived nuclei are essential for nuclear astrophysics since these reactions in the stars are responsible for the production of most heavy elements in the universe. These reactions are also key in applied domains like energy production and medicine. Nevertheless, neutron-induced cross-section measurements can be extremely challenging or even impossible to perform due to the radioactivity of the targets involved. Indirect measurements through the surrogate-reaction method can help to overcome these difficulties. The surrogate-reaction method relies on the use of an alternative reaction that will lead to the formation of the same excited nucleus as in the neutron-induced reaction of interest. The decay probabilities (for fission, neutron and gamma-ray emission) of the nucleus produced via the surrogate reaction allow one to constrain models and the prediction of the desired neutron cross sections. We propose to perform surrogate reaction measurements in inverse kinematics at heavy-ion storage rings, in particular at the CRYRING@ESR of the GSI/FAIR facility. We present the conceptual idea of the most promising setup to measure for the first time simultaneously the fission, neutron and gamma-ray emission probabilities. The results of the first simulations considering the 238U(d,d') reaction are shown, as well as new technical developments that are being carried out towards this set-up. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1088/1742-6596/1668/1/012019 VL - 1668 IS - Art. 012019 PB - IOP CY - Bristol ER - TY - JOUR A1 - Nobis, Moritz A1 - Schmitt, Carlo A1 - Schemm, Ralf A1 - Schnettler, Armin T1 - Pan-European CVAR-constrained stochastic unit commitment in day-ahead and intraday electricity markets JF - Energies N2 - The fundamental modeling of energy systems through individual unit commitment decisions is crucial for energy system planning. However, current large-scale models are not capable of including uncertainties or even risk-averse behavior arising from forecasting errors of variable renewable energies. However, risks associated with uncertain forecasting errors have become increasingly relevant within the process of decarbonization. The intraday market serves to compensate for these forecasting errors. Thus, the uncertainty of forecasting errors results in uncertain intraday prices and quantities. Therefore, this paper proposes a two-stage risk-constrained stochastic optimization approach to fundamentally model unit commitment decisions facing an uncertain intraday market. By the nesting of Lagrangian relaxation and an extended Benders decomposition, this model can be applied to large-scale, e.g., pan-European, power systems. The approach is applied to scenarios for 2023—considering a full nuclear phase-out in Germany—and 2035—considering a full coal phase-out in Germany. First, the influence of the risk factors is evaluated. Furthermore, an evaluation of the market prices shows an increase in price levels as well as an increasing day-ahead-intraday spread in 2023 and in 2035. Finally, it is shown that intraday cross-border trading has a significant influence on trading volumes and prices and ensures a more efficient allocation of resources. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3390/en13092339 SN - 1996-1073 N1 - Special Issue Uncertainties and Risk Management in Competitive Energy Markets VL - 13 IS - Art. 2339 SP - 1 EP - 35 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Keller, Johannes A1 - Rath, Volker A1 - Bruckmann, Johanna A1 - Mottaghy, Darius A1 - Clauser, Christoph A1 - Wolf, Andreas A1 - Seidler, Ralf A1 - Bücker, H. Martin A1 - Klitzsch, Norbert T1 - SHEMAT-Suite: An open-source code for simulating flow, heat and species transport in porous media JF - SoftwareX N2 - SHEMAT-Suite is a finite-difference open-source code for simulating coupled flow, heat and species transport in porous media. The code, written in Fortran-95, originates from geoscientific research in the fields of geothermics and hydrogeology. It comprises: (1) a versatile handling of input and output, (2) a modular framework for subsurface parameter modeling, (3) a multi-level OpenMP parallelization, (4) parameter estimation and data assimilation by stochastic approaches (Monte Carlo, Ensemble Kalman filter) and by deterministic Bayesian approaches based on automatic differentiation for calculating exact (truncation error-free) derivatives of the forward code. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.softx.2020.100533 SN - 2352-7110 VL - 12 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER -