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 - http://dx.doi.org/10.1002/bate.202000016 VL - 97 IS - 11 SP - 756 EP - 765 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin 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 - http://dx.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 - 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 - http://dx.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 - 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 - http://dx.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 - 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 - 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 - http://dx.doi.org/10.1007/s10518-019-00759-1 SN - 1573-1456 VL - 18 SP - 1693 EP - 1721 PB - Springer Nature ER - TY - JOUR A1 - Rossi, Leonardo A1 - Holtschoppen, Britta A1 - Butenweg, Christoph T1 - Official data on the economic consequences of the 2012 Emilia-Romagna earthquake: a first analysis of database SFINGE JF - Bulletin of Earthquake Engineering Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1007%2Fs10518-019-00655-8 VL - 17 IS - 9 SP - 4855 EP - 4884 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Schmitt, T. A1 - Rosen, B. T1 - Seismische Einwirkungen auf erdverlegte Rohrleitungen JF - Bauingenieur N2 - Die erdbebensichere Auslegung von erdverlegten Rohrleitungssystemen ist von wesentlicher Bedeutung zur Sicherstellung der Funktionalität der Versorgungsinfrastruktur nach einem Erdbebenereignis. Zur Vermeidung von Netzausfällen ist es erforderlich, die räumlich weit ausgedehnten Leitungssysteme mit geeigneten rechnerischen Modellen seismisch zu bemessen. Der vorliegende Beitrag behandelt die Beanspruchung von Rohrleitungssystemen durch seismische Welleneinwirkung und stellt geeignete Näherungsansätze und ein detailliertes Rechenmodell für seismische Leitungsanalysen vor. Mit den Ansätzen wird in Berechnungsbeispielen der Einfluss wesentlicher Parameter auf die seismisch induzierten Dehnungen in Rohrleitungssystemen untersucht. Y1 - 2014 SN - 0005-6650 N1 - gedruckt in der Bereichsbibliothek Bayernallee unter der Signatur 13 Z 049 vorhanden VL - 89 SP - 316 EP - 324 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Rosin, Julia A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven T1 - Stabilitätsnachweis für seismisch beanspruchte Tankbauwerke nach dem LBA/MNA-Konzept JF - Bauingenieur N2 - Eine seismische Anregung verursacht in einem Flüssigkeitstank einen kombinierten Spannungszustand, was zu einem Stabilitätsversagen der häufig sehr dünnwandigen Konstruktionen führen kann. Für die Durchführung von Stabilitätsnachweisen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Üblicherweise werden aus Gründen der Einfachheit spannungsbasierte Verfahren angewendet. Diese sind für Einheitslastfälle experimentell abgesichert, wobei eine Übertragung auf kombinierte Spannungszustände wie im Erdbebenfall nur begrenzt möglich ist. Alternativ kann ein globales, numerisches Konzept, das LBA/MNA-Verfahren, angewendet werden. Das Verfahren kombiniert eine materiell nichtlineare Berechnung (MNA) mit einer linearen Beulanalyse (LBA) und erfasst die Interaktion verschiedener gleichzeitig auftretender Beanspruchungen implizit im Nachweis. Dieser Beitrag demonstriert die Anwendung der Verfahren am Beispiel verschiedener Tankgeometrien mit Höhe/Radius-Verhältnissen zwischen 1 ≤ H/R ≤ 2 und Radius/Tankwand-Verhältnissen zwischen 500 ≤ R/t ≤ 1000 und diskutiert zusätzlich die Defizite der spannungsbasierten Nachweisverfahren. Y1 - 2016 U6 - http://dx.doi.org/10.37544/0005-6650-2016-12-74 SN - 0005-6650 VL - 91 IS - 12 SP - 518 EP - 526 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Marinkovic, Marko A1 - Kubalski, Thomas A1 - Klinkel, Sven T1 - Masonry infilled reinforced concrete frames under horizontal loading T1 - Stahlbetonrahmen mit Ausfachungen aus Mauerwerk unter horizontalen Belastungen JF - Mauerwerk N2 - 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. Y1 - 2016 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/dama.201600703 SN - 1437-1022 VL - 20 IS - 4 SP - 305 EP - 312 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Michel, Philipp A1 - Butenweg, Christoph A1 - Kinkel, Sven T1 - Pile-grid foundations of onshore wind turbines considering soil-structure-interaction under seismic loading JF - Soil Dynamics and Earthquake Engineering N2 - 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. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.03.009 SN - 0267-7261 VL - 109 SP - 299 EP - 311 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Marinkovic, Marko A1 - Butenweg, Christoph T1 - Innovative decoupling system for the seismic protection of masonry infill walls in reinforced concrete frames JF - Engineering Structures Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109435 SN - 0141-0296 VL - 197 IS - Article 109435 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Klein, Michel A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven T1 - The Influence of Soil-Structure-Interaction on the Fatigue Analysis in the Foundation Design of Onshore Wind Turbines JF - Procedia Engineering Y1 - 2017 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.325 SN - 1877-7058 VL - 199 SP - 3218 EP - 3223 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Marinkovic, Marko T1 - Erdbebensicherer Anschluss von Ausfachungsmauerwerk in Stahlbetonrahmentragwerken mit Entkopplungselementen JF - Bauingenieur N2 - Stahlbetonrahmentragwerke mit Mauerwerksausfachungen weisen nach Erdbebenereignissen häufig schwere Schäden auf, da die Ausfachungen ohne weitere konstruktive Maßnahmen mit vollem Kontakt zum Stahlbetonrahmen eingemauert werden. Durch die unplanmäßige Beteiligung am horizontalen Lastabtrag erfahren die Ausfachungen Belastungen in Wandebene und beeinflussen das globale Schwingungsverhalten der Rahmentragwerke. In Kombination mit den gleichzeitig auftretenden seismischen Trägheitskräften senkrecht zur Wand führt dies in vielen Fällen zu einem Versagen der mit niedrigen Festigkeiten ausgeführten Ausfachungen. Dies war der Anlass in dem europäischen Forschungsprojekt INSYSME ein Entkopplungssystem zu entwickeln, mit dem Rahmen und Ausfachung durch ein spezielles Profil aus Elastomeren entkoppelt werden. Das Profil ermöglicht Relativverschiebungen zwischen Rahmen und Ausfachung und stellt gleichzeitig die Aufnahme von Belastungen senkrecht zur Wand sicher. Der Beitrag erläutert zunächst den Aufbau des Systems und gibt einen Überblick über die in Kleinbauteilversuchen ermittelten Tragfähigkeiten. Zudem werden experimentelle Untersuchungen an mit hochwärmedämmenden Mauerziegeln ausgefachten Stahlbetonrahmen mit und ohne Entkopplungssystem für getrennte und kombinierte Belastungen in und senkrecht zur Wandebene vorgestellt. Auf Grundlage einer Versuchsauswertung und eines Ergebnisvergleichs werden Wirkungsweise und Effektivität des entwickelten Entkopplungssystems demonstriert. Y1 - 2018 SN - 0005-6650 VL - 93 IS - 9 SP - 333 EP - 341 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Rosin, Julia A1 - Butenweg, Christoph A1 - Cacciatore, Pamela A1 - Boesen, Niklas T1 - Investigation of the seismic performance of modern masonry buildings during the Emilia Romagna earthquake series T1 - Untersuchungen des seismischen Verhaltens von modernen Mauerwerksbauten während der Erdbebenserie in der Emilia Romagna JF - Mauerwerk N2 - 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. Y1 - 2018 U6 - http://dx.doi.org/10.1002/dama.201800013 SN - 1437-1022 VL - 22 IS - 4 SP - 238 EP - 250 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Marinkovic, Marko A1 - Salatic, Ratko T1 - Experimental results of reinforced concrete frames with masonry infills under combined quasi-static in-plane and out-of-plane seismic loading JF - Bulletin of Earthquake Engineering Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/s10518-019-00602-7 SN - 1573-1456 VL - 17 SP - 3397 EP - 3422 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Rossi, Leonardo A1 - Parisi, Davide A1 - Casari, Chiara A1 - Montanari, Luca A1 - Ruggieri, Gabriella A1 - Holtschoppen, Britta A1 - Butenweg, Christoph T1 - Empirical Data about Direct Economic Consequences of Emilia-Romagna 2012 Earthquake on Long-Span-Beam Buildings JF - Earthquake Spectra Y1 - 2019 U6 - http://dx.doi.org/10.1193/100118EQS224DP SN - 1944-8201 VL - 35 IS - 4 SP - 1979 EP - 2001 ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Rosin, Julia A1 - Holler, Stefan T1 - Analysis of cylindrical granular material silos under seismic excitation JF - Buildings N2 - Silos generally work as storage structures between supply and demand for various goods, and their structural safety has long been of interest to the civil engineering profession. This is especially true for dynamically loaded silos, e.g., in case of seismic excitation. Particularly thin-walled cylindrical silos are highly vulnerable to seismic induced pressures, which can cause critical buckling phenomena of the silo shell. The analysis of silos can be carried out in two different ways. In the first, the seismic loading is modeled through statically equivalent loads acting on the shell. Alternatively, a time history analysis might be carried out, in which nonlinear phenomena due to the filling as well as the interaction between the shell and the granular material are taken into account. The paper presents a comparison of these approaches. The model used for the nonlinear time history analysis considers the granular material by means of the intergranular strain approach for hypoplasticity theory. The interaction effects between the granular material and the shell is represented by contact elements. Additionally, soil–structure interaction effects are taken into account. KW - granular silo KW - earthquake engineering KW - hypoplasticity KW - nonlinear transient analyses Y1 - 2017 U6 - http://dx.doi.org/10.3390/buildings7030061 SN - 2075-5309 VL - 7 IS - 3 SP - 1 EP - 12 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Marinković, Marko A1 - Fehling, Ekkehard A1 - Pfetzing, Thomas T1 - Stahlbetonrahmentragwerke mit Ausfachungen aus Mauerwerk unter kombinierten seismischen Belastungen in und senkrecht zur Wandebene JF - Bauingenieur Y1 - 2018 SN - 0005-6650 N1 - Der Artikel befindet sich in der Beilage "D–A–CH – Mitteilungsblatt – Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik" (ISSN 1434–6591) VL - 93 SP - 2 EP - 10 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph T1 - Die neue Erdbebenfibel. Neue Hilfsmittel für die Leichtbetonindustrie JF - Tagungsband 61. Ulmer Beton Tage 2017 Y1 - 2017 ER -