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 - https://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 - 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 - Innovative decoupling system for the seismic protection of masonry infill walls in reinforced concrete frames JF - Engineering Structures Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109435 SN - 0141-0296 VL - 197 IS - Article 109435 PB - Elsevier CY - Amsterdam 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 - 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 - 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 - https://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 - 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 - Butenweg, Christoph A1 - Kubalski, Thomas A1 - El-Deib, Khaled A1 - Gellert, Christoph ED - Jesse, Dirk T1 - Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten nach DIN EN 1998-1/NA-2021 JF - Bautechnik : Zeitschrift für den gesamten Ingenieurbau N2 - Mauerwerksbauten in Deutschland sind mit Einführung des nationalen Anwendungsdokuments DIN EN 1998-1/NA auf Grundlage einer neuen probabilistischen Erdbebenkarte nachzuweisen. Für erfolgreiche Erdbebennachweise üblicher Grundrissformen von Mauerwerksbauten stehen in dem zukünftigen Anwendungsdokument neue rechnerische Nachweismöglichkeiten zur Verfügung, mit denen die Tragfähigkeitsreserven von Mauerwerksbauten in der Baupraxis mit einem überschaubaren Aufwand besser in Ansatz gebracht werden können. Das Standardrechenverfahren ist weiterhin der kraftbasierte Nachweis, der nun mit höheren Verhaltensbeiwerten im Vergleich zur DIN 4149 durchgeführt werden kann. Die höheren Verhaltensbeiwerte basieren auf der besseren Ausnutzung der gebäudespezifischen Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie der Lastumverteilung der Schubkräfte im Grundriss mit Ansatz von Rahmentragwirkung durch Wand-Deckeninteraktionen. Alternativ dazu kann ein nichtlinearer Nachweis auf Grundlage von Pushover-Analysen zur Anwendung kommen. Vervollständigt werden die Regelungen für Mauerwerksbauten durch neue Regelungen für nichttragende Innenwände und Außenmauerschalen. Der vorliegende Beitrag stellt die Grundlagen und Hintergründe der neuen rechnerischen Nachweise in DIN EN 1998-1/NA vor und demonstriert deren Anwendung an einem Beispiel aus der Praxis. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1002/bate.202100064 SN - 1437-0999 SN - 0005-6820, 0932-8351 VL - 98 IS - 11 SP - 852 EP - 863 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kubalski, Thomas A1 - Butenweg, Christoph A1 - El-Deib, Khaled ED - Jesse, Dirk T1 - Vereinfachte Berücksichtigung der Rahmentragwirkung in Mauerwerksgebäuden T1 - Simplified consideratioon of framing effects in masonry buildings JF - Bautechnik N2 - Aufgrund der gestiegenen Anforderungen durch höhere Ein-wirkungen aus Wind und Erdbeben ist eine Verbesserung und Optimierung der Berechnungs- und Bemessungsansätze für Mauerwerksbauten erforderlich. Eine bessere Ausnutzung der Tragwerksreserven ist durch die Berücksichtigung der Rah-mentragwirkung mit einer Aktivierung der Deckenscheiben in den Rechenmodellen möglich, die in der Praxis aufgrund der Komplexität der Wand-Decken-Interaktion bislang nicht aus-genutzt wird. Im vorliegenden Aufsatz wird ein vereinfachter Ansatz auf Grundlage der mitwirkenden Plattenbreite von Schubwänden aus Mauerwerk vorgestellt, der die wesentli-chen Einfl ussfaktoren in parametrisierten Tabellen erfasst. Damit steht den Tragwerksplanern ein einfach anwendbares Werkzeug zur Verfügung, um die Rahmentragwirkung in der Mauerwerksbemessung anzusetzen. N2 - Due to the increased requirements resulting from higher wind and earthquake loads, it is necessary to improve and optimise the calculation and design approaches for masonry structures. An important contribution to a better utilisation of the structural load-bearing reserves is the consideration of the framing ef-fects through the activation of the fl oor slabs in the calculation models, which has not been utilised in practice so far due to the complexity of the wall-slab interaction. The paper presents a simplifi ed approach based on the contributory slab width, which captures the essential infl uencing factors in parameter-ised tables. This provides structural engineers with a simple tool to exploit the frame load-bearing effect in masonry design. KW - Rahmentragwirkung KW - Mauerwerksgebäude KW - Wand-Decken-Interaktion KW - Momentenverteilung KW - DIN EN 1996 Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/bate.202200081 SN - 0932-8351 SN - 1437-0999 VL - 99 IS - 12 SP - 865 EP - 928 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Marinković, Marko A1 - Flores Calvinisti, Santiago A1 - Butenweg, Christoph T1 - Numerical analysis of reinforced concrete frame buildings with decoupled infill walls T1 - Numerička analiza armiranobe tonskih okvirnih zgrada sa izolovanom zidanom ispunom JF - Building Materials and Structures JF - Građevinski materijali i konstrukcije N2 - Reinforced concrete (RC) buildings with masonry infill walls are widely used in many countries all over the world. Although infills are considered as non-structural elements, they significantly change dynamic characteristics of RC frame structures during earthquake excitation. Recently, significant effort was spent on studying decoupled infills, which are isolated from the surrounding frame usually by adding a gap between frame and infill. In this case, the frame deformation does not activate infill wall, thus infills are not influencing the behaviour of the frame. This paper presents the results of the investigation of the behaviour of RC frame buildings with the INODIS system that decouples masonry infills from the surrounding frame. Effect of masonry infill decoupling was investigated first on the one-bay onestorey frame. This was used as a base for parametric study on the frames with more bays and storeys, as well as on the building level. Change of stiffness and dynamic characteristics was analysed as well as response under earthquake loading. Comparison with the bare frame and traditionally infilled frame was performed. The results show that behaviour of the decoupled infilled frames is similar to the bare frame, whereas behaviour of frames with traditional infills is significantly different and demands complex numerical models. This means that if adequate decoupling is applied, design of N2 - Armiranobetonske (AB) zgrade sa zidanom ispunom se izvode u mnogim zemljama širom sveta. Iako se zidana ispuna posmatra kao nekonstruktivni element, ona značajno utiče na promenu dinamičkih karakteristika AB ramovskih konstrukcija u toku zemljotresnog dejstva. Odskora, značajan napor je utrošen na istraživanje izolovanih ispuna, koje su odvojene od okolnog rama obično ostavljanjem prostora između rama i ispune. U ovom slučaju deformacija rama ne aktivira ispunu i na taj način ispuna ne utiče na ponašanje rama. Ovaj rad predstavlja rezultate istraživanja ponašanja AB ramovskih zgrada sa INODIS sistemom koji izoluje ispunu u odnosu na okolni ram. Uticaj izolovane ispune je prvo ispitan na jednospratnim i jednobrodnim ramovima. Ovo je iskorišćeno kao osnova za parametarsku analizu na višespratnim i višebrodnim ramovima, kao i na primeru zgrade. Promena krutosti i dinamičkih karakteristika je analizirano kao i odgovor pri zemljotresnom dejstvu. Izvršeno je poređenje sa praznom ramovskom konstrukcijom kao i ramovima ispunjenim ispunom na tradicionalni način. Rezultati pokazuju da je ponašanje ramova sa izolovanom ispunom slično ponašanju praznih ramova, dok je ponašanje ramova sa tradicionalnom ispunom daleko drugačije i zahteva kompleksne numeričke modele. Ovo znači da ukoliko se primeni adekvatna konstruktivna mera izolacije ispune, proračun ramovskim zgrada sa zidanom ispunom se može značajno pojednostaviti. KW - masonry infill KW - seismic KW - INODIS KW - in-plane behaviour KW - out-of-plane behaviour Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.5937/GRMK2004013M SN - 2217-8139 N1 - Text serbisch, ab 2011 serbisch und englisch VL - 63 IS - 4 SP - 13 EP - 48 PB - Society for Materials and Structures Testing of Serbia CY - Belgrad ER - TY - JOUR A1 - El-Deib, Khaled A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven ED - Jesse, Dirk T1 - Erdbebennachweis von Mauerwerksbauten mit realistischen Modellen und erhöhten Verhaltensbeiwerten JF - Mauerwerk 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. N2 - Seismic verification of masonry buildings based on realistic calculation models and increased behavior factorsWith the application of the traditional linear verification con­cept to masonry structures it is already no longer possible to carry out structural safety verifications even for buildings with standard ground plan configurations in areas with moderate seismicity. This problem will be exacerbated in Germany with the introduction of continuous probabilistic earthquake maps. Due to the increased seismic actions, it is necessary to make the existing load­bearing capacity reserves that have not yet been taken into account available in comprehensible verifica­tion concepts in construction practice. This article presents a concept for the building­specific determination of increased behavior factors. The behavior factors are composed of three components, which take into account the load redistribution in ground plans, the deformation capability and energy dissipation and all kinds of overstrength effects. For the calculation of these three components, a non­linear verification concept based on pushover analyses is applied, in which the interac­tions of walls and floor slabs are described by a level of re­straint. A non­linear modeling approach of the overall building is introduced for the determination of the restraint levels, with which the interaction of walls and floor slabs can be simulated. The results of the linear verifications with increased behavior factors for this building are significantly closer to the results of non­linear verifications and thus the standard ground plan con­figurations in areas with moderate seismicity can still be veri­fied with the traditional linear calculation approaches. KW - Mauerwerksbauten KW - Erdbebeneinwirkung KW - Bemessung KW - Verhaltensbeiwerte KW - Pushover­Analysen Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1002/dama.202110014 SN - 1437-1022 SN - 1432-3427 VL - 2021 IS - 3 SP - 110 EP - 119 PB - Wiley CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Göttsche, Joachim A1 - Alexopoulos, Spiros A1 - Dümmler, Andreas A1 - Maddineni, S. K. T1 - Multi-Mirror Array Calculations With Optical Error N2 - The optical performance of a 2-axis solar concentrator was simulated with the COMSOL Multiphysics® software. The concentrator consists of a mirror array, which was created using the application builder. The mirror facets are preconfigured to form a focal point. During tracking all mirrors are moved simultaneously in a coupled mode by 2 motors in two axes, in order to keep the system in focus with the moving sun. Optical errors on each reflecting surface were implemented in combination with the solar angular cone of ± 4.65 mrad. As a result, the intercept factor of solar radiation that is available to the receiver was calculated as a function of the transversal and longitudinal angles of incidence. In addition, the intensity distribution on the receiver plane was calculated as a function of the incidence angles. KW - solar process heat KW - concentrating collector KW - raytracing KW - point-focussing system Y1 - 2019 SP - 1 EP - 6 ER - TY - JOUR A1 - Šakić, Bogdan A1 - Marinković, Marko A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven ED - Yang, J. T1 - Influence of slab deflection on the out-of-plane capacity of unreinforced masonry partition walls JF - Engineering Structures N2 - Severe damage of non-structural elements is noticed in previous earthquakes, causing high economic losses and posing a life threat for the people. Masonry partition walls are one of the most commonly used non-structural elements. Therefore, their behaviour under earthquake loading in out-of-plane (OOP) direction is investigated by several researches in the past years. However, none of the existing experimental campaigns or analytical approaches consider the influence of prior slab deflection on OOP response of partition walls. Moreover, none of the existing construction techniques for the connection of partition walls with surrounding reinforced concrete (RC) is investigated for the combined slab deflection and OOP loading. However, the inevitable time-dependent behaviour of RC slabs leads to high values of final slab deflections which can further influence boundary conditions of partition walls. Therefore, a comprehensive study on the influence of slab deflection on the OOP capacity of masonry partitions is conducted. In the first step, experimental tests are carried out. Results of experimental tests are further used for the calibration of the numerical model employed for a parametric study. Based on the results, behaviour under combined loading for different construction techniques is explained. The results show that slab deflection leads either to severe damage or to a high reduction of OOP capacity. Existing practical solutions do not account for these effects. In this contribution, recommendations to overcome the problems of combined slab deflection and OOP loading on masonry partition walls are given. Possible interaction of in-plane (IP) loading, with the combined slab deflection and OOP loading on partition walls, is not investigated in this study. KW - Masonry partition walls KW - Earthquake KW - Out-of-plane capacity KW - Slab deflection Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.115342 SN - 0141-0296 VL - 276 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Frauenrath, Tobias A1 - Hezel, Fabian A1 - Heinrichs, Uwe A1 - Kozerke, Sebastian A1 - Utting, Jane A1 - Kob, Malte A1 - Butenweg, Christoph A1 - Boesiger, Peter A1 - Niendorf, Thoralf T1 - Feasibility of Cardiac Gating Free of Interference With Electro-Magnetic Fields at 1.5 Tesla, 3.0 Tesla and 7.0 Tesla Using an MR-Stethoscope JF - Investigative Radiology KW - phonocardiogram KW - electrocardiogram KW - cardiac gating KW - high field MR imaging KW - cardiovascular MR imaging Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1097/RLI.0b013e3181b4c15e SN - 1536-0210 (online) SN - 0020-9996 (gedruckt) VL - 44 IS - 9 SP - 539 EP - 547 PB - Lippincott Williams & Wilkins ; (via Ovid) CY - Philadelphia, Pa ER - TY - JOUR A1 - Butenweg, Christoph A1 - Marinković, Marko A1 - Kubalski, Thomas A1 - Fehling, Ekkehard A1 - Pfetzing, Thomas A1 - Meyer, Udo ED - Voss, Michael T1 - Auslegung von Stahlbetonrahmentragwerken mit Ausfachungen aus Ziegelmauerwerk (Teil 1) T1 - Design of reinforced concrete enclosures infilled with clay block masonry (Part 1) JF - Ziegelindustrie international : ZI = Brick and tile industry international N2 - Im Rahmen des europäischen Verbundprojekts INSYSME wurden von den deutschen Partnern die Systeme IMES und INODIS zur Verbesserung des seismischen Verhaltens von ausgefachten Stahlbetonrahmen entwickelt. Ziel beider Systeme ist es, Stahlbetonrahmen und Ausfachung zu entkoppeln, anstatt die Tragfähigkeit durch aufwendige und kostspielige zusätzliche Bewehrungseinlagen zu erhöhen. Erste Ergebnisse des Systems IMES für Belastungen in und senkrecht zu der Wandebene werden vorgestellt. N2 - Within the scope of the joint European project INSYSME, the German partners developed two systems - IMES and INODIS - for improving the seismic behaviour of masonry infilled reinforced concrete frames. The purpose of both systems is to decouple frame and infill instead of working to improve their load-bearing capacity by means of elaborate, expensive, supplementary reinforcing elements. Initial findings for the IMES system with regard to the loads acting in-plane and perpendicular to the wall plane (out-of-plane) are presented. Y1 - 2018 SN - 0341-0552 IS - 4 SP - 30 EP - 39 PB - Bauverlag BV GmbH CY - Gütersloh ER - TY - JOUR A1 - Marinković, Marko A1 - Butenweg, Christoph ED - Ford, Michael C. T1 - Experimental testing of decoupled masonry infills with steel anchors for out-of-plane support under combined in-plane and out-of-plane seismic loading JF - Construction and Building Materials N2 - Because of simple construction process, high energy efficiency, significant fire resistance and excellent sound isolation, masonry infilled reinforced concrete (RC) frame structures are very popular in most of the countries in the world, as well as in seismic active areas. However, many RC frame structures with masonry infills were seriously damaged during earthquake events, as the traditional infills are generally constructed with direct contact to the RC frame which brings undesirable infill/frame interaction. This interaction leads to the activation of the equivalent diagonal strut in the infill panel, due to the RC frame deformation, and combined with seismically induced loads perpendicular to the infill panel often causes total collapses of the masonry infills and heavy damages to the RC frames. This fact was the motivation for developing different approaches for improving the behaviour of masonry infills, where infill isolation (decoupling) from the frame has been more intensively studied in the last decade. In-plane isolation of the infill wall reduces infill activation, but causes the need for additional measures to restrain out-of-plane movements. This can be provided by installing steel anchors, as proposed by some researchers. Within the framework of European research project INSYSME (Innovative Systems for Earthquake Resistant Masonry Enclosures in Reinforced Concrete Buildings) the system based on a use of elastomers for in-plane decoupling and steel anchors for out-of-plane restrain was tested. This constructive solution was tested and deeply investigated during the experimental campaign where traditional and decoupled masonry infilled RC frames with anchors were subjected to separate and combined in-plane ‬and out-of-plane loading. Based on a detailed evaluation and comparison of the test results, the performance and effectiveness of the developed system are illustrated. KW - Masonry infill KW - Reinforced concrete frame KW - Earthquake KW - INSYSME KW - Decoupling Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.126041 SN - 1879-0526 SN - 0950-0618 VL - 318 IS - 1 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Rupp, Matthias A1 - Rieke, Christian A1 - Handschuh, Nils A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Economic and ecological optimization of electric bus charging considering variable electricity prices and CO₂eq intensities JF - Transportation Research Part D: Transport and Environment N2 - In many cities, diesel buses are being replaced by electric buses with the aim of reducing local emissions and thus improving air quality. The protection of the environment and the health of the population is the highest priority of our society. For the transport companies that operate these buses, not only ecological issues but also economic issues are of great importance. Due to the high purchase costs of electric buses compared to conventional buses, operators are forced to use electric vehicles in a targeted manner in order to ensure amortization over the service life of the vehicles. A compromise between ecology and economy must be found in order to both protect the environment and ensure economical operation of the buses. In this study, we present a new methodology for optimizing the vehicles’ charging time as a function of the parameters CO₂eq emissions and electricity costs. Based on recorded driving profiles in daily bus operation, the energy demands of conventional and electric buses are calculated for the passenger transportation in the city of Aachen in 2017. Different charging scenarios are defined to analyze the influence of the temporal variability of CO₂eq intensity and electricity price on the environmental impact and economy of the bus. For every individual day of a year, charging periods with the lowest and highest costs and emissions are identified and recommendations for daily bus operation are made. To enable both the ecological and economical operation of the bus, the parameters of electricity price and CO₂ are weighted differently, and several charging periods are proposed, taking into account the priorities previously set. A sensitivity analysis is carried out to evaluate the influence of selected parameters and to derive recommendations for improving the ecological and economic balance of the battery-powered electric vehicle. In all scenarios, the optimization of the charging period results in energy cost savings of a maximum of 13.6% compared to charging at a fixed electricity price. The savings potential of CO₂eq emissions is similar, at 14.9%. From an economic point of view, charging between 2 a.m. and 4 a.m. results in the lowest energy costs on average. The CO₂eq intensity is also low in this period, but midday charging leads to the largest savings in CO₂eq emissions. From a life cycle perspective, the electric bus is not economically competitive with the conventional bus. However, from an ecological point of view, the electric bus saves on average 37.5% CO₂eq emissions over its service life compared to the diesel bus. The reduction potential is maximized if the electric vehicle exclusively consumes electricity from solar and wind power. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.trd.2020.102293 SN - 1361-9209 VL - 81 IS - Article 102293 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Schwarzer, Klemens A1 - Göttsche, Joachim A1 - Jellinghaus, Sabine T1 - FORSCHUNG UND TECHNIK - Messtechnik - Was will der Nutzer? Eine langfristige Studie hat Nutzer zu einer Farblichtsteuerung befragt (Teil 2) JF - Licht : Planung, Design, Technik, Handel ; Organ der Deutschen Lichttechnischen Gesellschaft e.V. (LiTG) ; Organ des Normenausschusses Lichttechnik (FNL) im DIN Deutsches Institut für Normung e.V. ; Organ des Verbandes Wohnraumleuchten-, Lampenschirm und . 58 (2006), H. 9 Y1 - 2006 SN - 0024-2861 SP - 862 EP - 867 ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Exergetische und exergoökonomische Analyse thermischer Prozesse JF - Arbeitsbericht / Institut für Wirtschaftswissenschaften, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Y1 - 1996 IS - 06 ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Gürzenich, D. A1 - Roosen, P. T1 - Kostenfunktionen im WWW : Unterstützung der Auslegung energietechnischer Anlagen und deren Verschaltungen JF - Gaswärme international (GWI) Y1 - 2005 SN - 0020-9384 VL - 54 IS - 1 SP - 19 EP - 21 ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Esser, J. A1 - Meyer, Jörg A1 - Donner, O. T1 - Gestaltung und Bewertung von Energieanlagen unter ökologischen, wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten JF - Umweltwirtschaftsforum : UWF Y1 - 2000 SN - 0943-3481 VL - 8 IS - 3 SP - 53 EP - 58 ER - TY - JOUR A1 - Augenstein, Eckardt A1 - Herbergs, S. A1 - Kuperjans, Isabel T1 - TOP-Energy : ein Werkzeug zur Optimierung der Gebäudeenergieversorgung JF - KI : Kälte, Luft, Klimatechnik Y1 - 2006 SN - 1865-5432 IS - 5 SP - 198 EP - 201 ER - TY - JOUR A1 - Pauksztat, Anja A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Meyer, Jörg T1 - Formeln statt Zahlen : Referenzwerte Formeln zur energetischen Bewertung von Produktionsanlagen JF - BWK : das Energie-Fachmagazin Y1 - 2005 SN - 0006-9612 SN - 1618-193X VL - 57 IS - 12 SP - 52 EP - 55 ER - TY - JOUR A1 - Pauksztat, Anja A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Meyer, Jörg T1 - Produktbezogene Referenzwerte für Energieeffizienz und CO2-Emissionen JF - Energiewirtschaftliche Tagesfragen : et ; Zeitschrift für Energiewirtschaft, Recht, Technik und Umwelt Y1 - 2005 SN - 0013-743X SN - 0720-6240 VL - 55 IS - 6 SP - 374 EP - 376 ER - TY - JOUR A1 - Sattler, Johannes Christoph A1 - Röger, Marc A1 - Schwarzbözl, Peter A1 - Buck, Reiner A1 - Macke, Ansgar A1 - Raeder, Christian A1 - Göttsche, Joachim T1 - Review of heliostat calibration and tracking control methods JF - Solar Energy N2 - Large scale central receiver systems typically deploy between thousands to more than a hundred thousand heliostats. During solar operation, each heliostat is aligned individually in such a way that the overall surface normal bisects the angle between the sun’s position and the aim point coordinate on the receiver. Due to various tracking error sources, achieving accurate alignment ≤1 mrad for all the heliostats with respect to the aim points on the receiver without a calibration system can be regarded as unrealistic. Therefore, a calibration system is necessary not only to improve the aiming accuracy for achieving desired flux distributions but also to reduce or eliminate spillage. An overview of current larger-scale central receiver systems (CRS), tracking error sources and the basic requirements of an ideal calibration system is presented. Leading up to the main topic, a description of general and specific terms on the topics heliostat calibration and tracking control clarifies the terminology used in this work. Various figures illustrate the signal flows along various typical components as well as the corresponding monitoring or measuring devices that indicate or measure along the signal (or effect) chain. The numerous calibration systems are described in detail and classified in groups. Two tables allow the juxtaposition of the calibration methods for a better comparison. In an assessment, the advantages and disadvantages of individual calibration methods are presented. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.06.030 VL - 207 SP - 110 EP - 132 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Schwarzer, Klemens A1 - Göttsche, Joachim A1 - Jellinghaus, Sabine T1 - FORSCHUNG UND TECHNIK - Messtechnik - Was will der Nutzer? - Eine langfristige Studie hat Nutzer zu einer Farblichtsteuerung befragt. Teil 1: Untersuchungsdesign, Leuchtenentwicklung und Messwerterfassung JF - Licht : Planung, Design, Technik, Handel ; Organ der Deutschen Lichttechnischen Gesellschaft e.V. (LiTG) ; Organ des Normenausschusses Lichttechnik (FNL) im DIN Deutsches Institut für Normung e.V. ; Organ des Verbandes Wohnraumleuchten-, Lampenschirm und . 58 (2006), H. 7-8 Y1 - 2006 SN - 0024-2861 SP - 754 EP - 759 ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ulf A1 - Schwarzenbart, Marc A1 - Dittmann-Gabriel, Sören T1 - Speicher statt Kohle. Integration thermischer Stromspeicher in vorhandene Kraftwerksstandorte JF - BWK : Das Energie-Fachmagazin Y1 - 2019 SN - 1436-4883 VL - 71 IS - 4 SP - 42 EP - 45 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Geimer, Konstantin A1 - Sauerborn, Markus A1 - Hoffschmidt, Bernhard A1 - Schmitz, Mark A1 - Göttsche, Joachim T1 - Test Facility for Absorber Specimens of Solar Tower Power Plants JF - Advances in Science and Technology. 74 (2010) Y1 - 2010 N1 - 5th Forum on New Materials : CIMTEC 2010, Montecatini Terme, Italy 13-18 June 2010. Part C SP - 266 EP - 271 ER - TY - JOUR A1 - Rupp, Matthias A1 - Handschuh, Nils A1 - Rieke, Christian A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Contribution of country-specific electricity mix and charging time to environmental impact of battery electric vehicles: A case study of electric buses in Germany JF - Applied Energy Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.059 SN - 0306-2619 VL - 237 SP - 618 EP - 634 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Jellinghaus, Sabine A1 - Göttsche, Joachim A1 - Hoffschmidt, Bernhard T1 - Beleuchtung mit gesteuertem Farblicht - Bewertung eines Prototypen JF - Zwölftes Symposium Innovative Lichttechnik in Gebäuden : 26./27. Januar 2006, Kloster Banz, Bad Staffelstein / OTTI - Training, Seminare, Tagungen. [Fachliche Gesamtleitung: Claus Steffan. Veranst.: OTTI, Bereich Erneuerbare Energien. Mitveranst.: Architektenkammer Baden-Württemberg, Stuttgart ...] / . - (Wissen für Profis) Y1 - 2006 SN - 3-934681-43-3 N1 - Symposium Innovative Lichttechnik in Gebäuden <12, 2006, Kloster Banz> ; Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut / Bereich Erneuerbare Energien SP - 89 EP - 93 PB - OTTI, Bereich Erneuerbare Energien CY - Regensburg ER - TY - JOUR A1 - Reger, Vitali A1 - Kuhnhenne, Markus A1 - Hachul, Helmut A1 - Döring, Bernd A1 - Blanke, Tobias A1 - Göttsche, Joachim T1 - Plusenergiegebäude 2.0 in Stahlleichtbauweise JF - Stahlbau Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1002/stab.201900034 SN - 1437-1049 (E-journal), 0038-9145 (print) VL - 88 IS - 6 SP - 522 EP - 528 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel A1 - Starke, M. A1 - Esser, J. A1 - Meyer, J. A1 - Donner, O. T1 - Analyse und Konzeption von Energieanlagen unter ökologischen, wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten JF - WLB : Umwelttechnik für Industrie und Kommune Y1 - 2000 SN - 0341-2679 VL - 44 IS - 11/12 SP - 26 EP - 29 ER - TY - JOUR A1 - Breitbach, Gerd A1 - Altes, Jürgen A1 - Szimmat, J. T1 - Anwendung der Finite-Element-Methode bei der Berechnung des Wärmetransports durch Strahlung / J. Altes ; G. Breitbach ; J. Szimmat JF - International FEM-Congress : Baden-Baden, Federal Republic of Germany, 17./18. November 1986 Y1 - 1989 N1 - International FEM Congress <15, 1986, Baden-Baden> SP - 127 EP - 148 PB - IKO Software Service GmbH CY - Stuttgart ER - TY - JOUR A1 - Warerkar, Shashikant A1 - Schmitz, Stefan A1 - Göttsche, Joachim A1 - Hoffschmidt, Bernhard T1 - Wirtschaftlich und flexibel : Luft-Sand-Wärmeübertrager für die Energiespeicherung bei Temperaturen bis 800 °C JF - Verfahrenstechnik. 41 (2007), H. 4 Y1 - 2007 SN - 0175-5315 N1 - Comsol-Konferenz zur Multiphysik-Simulation <2006, Frankfurt> SP - 72 EP - 73 ER - TY - JOUR A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Pohen, Gino D. A1 - Dicke, Max D. A1 - Paulsen, Svea A1 - Krafft, Simone A1 - Zang, Joachim W. A1 - Fonseca-Zang, Warde A. da A1 - Leite, Athaydes A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Challenges and prospects of biogas from energy cane as supplement to bioethanol production JF - Agronomy N2 - Innovative breeds of sugar cane yield up to 2.5 times as much organic matter as conventional breeds, resulting in a great potential for biogas production. The use of biogas production as a complementary solution to conventional and second-generation ethanol production in Brazil may increase the energy produced per hectare in the sugarcane sector. Herein, it was demonstrated that through ensiling, energy cane can be conserved for six months; the stored cane can then be fed into a continuous biogas process. This approach is necessary to achieve year-round biogas production at an industrial scale. Batch tests revealed specific biogas potentials between 400 and 600 LN/kgVS for both the ensiled and non-ensiled energy cane, and the specific biogas potential of a continuous biogas process fed with ensiled energy cane was in the same range. Peak biogas losses through ensiling of up to 27% after six months were observed. Finally, compared with second-generation ethanol production using energy cane, the results indicated that biogas production from energy cane may lead to higher energy yields per hectare, with an average energy yield of up to 162 MWh/ha. Finally, the Farm²CBG concept is introduced, showing an approach for decentralized biogas production. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.3390/agronomy10060821 SN - 2073-4395 VL - 10 IS - 6 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Gute Planung ist alles : Energieeffizienz in der Pharmaproduktion JF - Pharma + Food Y1 - 2011 SN - 1434-8942 VL - 2011 IS - 2 SP - 8 EP - 10 PB - Hüthig CY - Heidelberg ER - TY - JOUR A1 - Block, Simon A1 - Viebahn, Peter A1 - Jungbluth, Christian T1 - Analysing direct air capture for enabling negative emissions in Germany: an assessment of the resource requirements and costs of a potential rollout in 2045 JF - Frontiers in Climate N2 - Direct air capture (DAC) combined with subsequent storage (DACCS) is discussed as one promising carbon dioxide removal option. The aim of this paper is to analyse and comparatively classify the resource consumption (land use, renewable energy and water) and costs of possible DAC implementation pathways for Germany. The paths are based on a selected, existing climate neutrality scenario that requires the removal of 20 Mt of carbon dioxide (CO2) per year by DACCS from 2045. The analysis focuses on the so-called “low-temperature” DAC process, which might be more advantageous for Germany than the “high-temperature” one. In four case studies, we examine potential sites in northern, central and southern Germany, thereby using the most suitable renewable energies for electricity and heat generation. We show that the deployment of DAC results in large-scale land use and high energy needs. The land use in the range of 167–353 km2 results mainly from the area required for renewable energy generation. The total electrical energy demand of 14.4 TWh per year, of which 46% is needed to operate heat pumps to supply the heat demand of the DAC process, corresponds to around 1.4% of Germany's envisaged electricity demand in 2045. 20 Mt of water are provided yearly, corresponding to 40% of the city of Cologne‘s water demand (1.1 million inhabitants). The capture of CO2 (DAC) incurs levelised costs of 125–138 EUR per tonne of CO2, whereby the provision of the required energy via photovoltaics in southern Germany represents the lowest value of the four case studies. This does not include the costs associated with balancing its volatility. Taking into account transporting the CO2 via pipeline to the port of Wilhelmshaven, followed by transporting and sequestering the CO2 in geological storage sites in the Norwegian North Sea (DACCS), the levelised costs increase to 161–176 EUR/tCO2. Due to the longer transport distances from southern and central Germany, a northern German site using wind turbines would be the most favourable. KW - rollout KW - economics KW - Germany KW - negative emissions KW - carbon dioxide removal KW - climate neutrality KW - DAC KW - direct air capture Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.3389/fclim.2024.1353939 SN - 2624-9553 VL - 6 PB - Frontiers CY - Lausanne ER - TY - JOUR A1 - Maurer, Florian A1 - Rieke, Christian A1 - Schemm, Ralf A1 - Stollenwerk, Dominik T1 - Analysis of an urban grid with high photovoltaic and e-mobility penetration JF - Energies N2 - This study analyses the expected utilization of an urban distribution grid under high penetration of photovoltaic and e-mobility with charging infrastructure on a residential level. The grid utilization and the corresponding power flow are evaluated, while varying the control strategies and photovoltaic installed capacity in different scenarios. Four scenarios are used to analyze the impact of e-mobility. The individual mobility demand is modelled based on the largest German studies on mobility “Mobilität in Deutschland”, which is carried out every 5 years. To estimate the ramp-up of photovoltaic generation, a potential analysis of the roof surfaces in the supply area is carried out via an evaluation of an open solar potential study. The photovoltaic feed-in time series is derived individually for each installed system in a resolution of 15 min. The residential consumption is estimated using historical smart meter data, which are collected in London between 2012 and 2014. For a realistic charging demand, each residential household decides daily on the state of charge if their vehicle requires to be charged. The resulting charging time series depends on the underlying behavior scenario. Market prices and mobility demand are therefore used as scenario input parameters for a utility function based on the current state of charge to model individual behavior. The aggregated electricity demand is the starting point of the power flow calculation. The evaluation is carried out for an urban region with approximately 3100 residents. The analysis shows that increased penetration of photovoltaics combined with a flexible and adaptive charging strategy can maximize PV usage and reduce the need for congestion-related intervention by the grid operator by reducing the amount of kWh charged from the grid by 30% which reduces the average price of a charged kWh by 35% to 14 ct/kWh from 21.8 ct/kWh without PV optimization. The resulting grid congestions are managed by implementing an intelligent price or control signal. The analysis took place using data from a real German grid with 10 subgrids. The entire software can be adapted for the analysis of different distribution grids and is publicly available as an open-source software library on GitHub. KW - distribution grid simulation KW - smart-charging KW - e-mobility Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/en16083380 SN - 1996-1073 N1 - This article belongs to the Special Issue "Advanced Solutions for the Efficient Integration of Electric Vehicles in Electricity Grids" N1 - Corresponding author: Florian Maurer VL - 16 IS - 8 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Kahmann, Stephanie L. A1 - Rausch, Valentin A1 - Plümer, Jonathan A1 - Müller, Lars P. A1 - Pieper, Martin A1 - Wegmann, Kilian T1 - The automized fracture edge detection and generation of three-dimensional fracture probability heat maps JF - Medical Engineering & Physics N2 - With proven impact of statistical fracture analysis on fracture classifications, it is desirable to minimize the manual work and to maximize repeatability of this approach. We address this with an algorithm that reduces the manual effort to segmentation, fragment identification and reduction. The fracture edge detection and heat map generation are performed automatically. With the same input, the algorithm always delivers the same output. The tool transforms one intact template consecutively onto each fractured specimen by linear least square optimization, detects the fragment edges in the template and then superimposes them to generate a fracture probability heat map. We hypothesized that the algorithm runs faster than the manual evaluation and with low (< 5 mm) deviation. We tested the hypothesis in 10 fractured proximal humeri and found that it performs with good accuracy (2.5 mm ± 2.4 mm averaged Euclidean distance) and speed (23 times faster). When applied to a distal humerus, a tibia plateau, and a scaphoid fracture, the run times were low (1–2 min), and the detected edges correct by visual judgement. In the geometrically complex acetabulum, at a run time of 78 min some outliers were considered acceptable. An automatically generated fracture probability heat map based on 50 proximal humerus fractures matches the areas of high risk of fracture reported in medical literature. Such automation of the fracture analysis method is advantageous and could be extended to reduce the manual effort even further. KW - Fracture classification KW - Shoulder KW - Probability distribution mapping KW - Morphing KW - Imaging Y1 - 2022 SN - 1350-4533 VL - 2022 IS - 110 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER -