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In this work the compression behavior of masonry was investigated. After a detailed review of code approaches and different research works, a new formula was suggested to describe the compression strength of masonry, based on the mechanical and geometrical properties of its components, when deformation properties of units are larger than the ones of mortar. Later on, a new model, Extended Drucker-Prager Cap Yielding Function, is suggested to describe the three axial compression stress state of mortar in masonry in case deformation properties of mortar are larger than the ones of mortar, and to describe the three axial compression stress state of brick in the other case. This includes defining its parameters based on test diagrams of the mortar material, implementing the model in the numerical software ANSYS, and the numerical results are evaluated for simple cube example. The controlling equations of creep based on the visco-elastic creep theory are presented in the general case of three axial creep under three axial loading conditions. The special case of three axial creep under axial loading is also presented. The “transversal creep” relevant for the compression strength of masonry was discussed and numerical examples have been added to show the effect of changed time-dependent Poisson’s ratio. In another chapter, many examples are presented showing the application of the suggested material models and discontinuous numerical method named eXtended finite element method. Conclusions and recommendations are given in the last chapter.

The paper proposes a method for characterizing the in-situ interaction between filaments in a multifilament yarn. The stress transfer between neighboring filaments causes the reactivation of a broken filament at some distance from the break. The utilized statistical bundle models predict a change in the slope of the mean size effect curve once the specimen length becomes longer than the stress transfer length. This fact can be exploited in order to determine the stress transfer length indirectly using the yarn tensile test with appropriately chosen test lengths. The identification procedure is demonstrated using two test series of tensile tests with AR-glass and carbon yarns.

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein Beitrag zur Klärung des Querkrafttragverhaltens von Wandscheiben im Mauerwerksbau geleistet. Die Untersuchungen umfassten hierbei analytische, numerische und versuchstechnische Betrachtungen. Als Grundlage für die Untersuchungen wurden FE-Elemente und FE Materialroutinen, die auf die Materialspezifik des Mauerwerks abgestimmt sind, entwickelt und in das Programmsystem ANSYS implementiert. Als wesentliche Eingangsgrößen sowohl für die analytischen als auch die numerischen Berechnungen werden diverse Materialparameter benötigt. Neben den üblichen Materialversuchen sind weiterführende Betrachtungen zu den „Kleinversuchen“ angestellt worden. Für einige Materialparameter waren numerische Rückrechnungen, wie z.B. für die Keilspaltversuche, erforderlich. Für ein breites Spektrum an Materialien, angefangen beim Ziegel über Mörtel bis zum Lehm, konnten wesentliche Werte ermittelt werden. Die vorhandenen analytischen Modelle der Schubfestigkeit wurden im Rahmen der vorgelegten Arbeit weiterentwickelt. Nach der Herleitung neuer Gleichungen galt es, diese für die Anwendung zu vereinfachen. Es sind auch numerische Modelle erläutert, die einen minimierten Wandausschnitt darstellen und mit denen eine direkte Berechnung der Schubfestigkeit möglich ist. Neben der Schubfestigkeit des Mauerwerks haben auch die Wandgeometrie und die Einbindung der Wand in das Gebäude Einfluss auf die maßgebende Querkrafttragfähigkeit. Zu deren Berücksichtigung werden wiederum Ingenieurmodelle benötigt, deren Komponenten hier eingehender betrachtet wurden. Als Grundlage dienten weitere Versuche basierend auf dem Modell der Aussteifungswand im Gebäude. Sowohl aus den analytisch gewonnenen Gleichungen als auch aus den an den Versuchen kalibrierten Gleichungen sind Lösungen für die Normung entwickelt worden. Diese beinhalten neben Gleichungen für das genaue Verfahren auch stark vereinfachte Bemessungslösungen mit tabellarisch aufbereiteten Mindestquerschnitten für die Aussteifungswände.