Mit dem entwickelten Algorithmus wird es möglich, Widerlager in Mauerwerksbauweise zu entwerfen und zu bemessen, durch die ein axial angreifender Fluid- bzw. Quelldruck in die Gebirgskontur einer abzudichtenden Strecke eingetragen werden kann. Es werden umfangreiche Versuche zur Bestimmung der Verformungsparameter von Mauerwerksverbänden beschrieben. Es erfolgt unter anderem eine detaillierte Beschreibung des Beanspruchungs- und Verformungsverhaltens des statischen Widerlagers im in situ –Versuch EU 1 in Sondershausen bei dem unter realen Bedingungen ein Verschlusssystem getestet wurde. Festigkeitshypothesen aus dem Mauerwerksbau für zweidimensionale Beanspruchungen werden mit verschiedenen Annahmen auf die dreidimensionalen Beanspruchungszustände im Widerlager übertragen.

Schriftenreihe des Lehrstuhls Tragwerksplanung, Technische Universität Dresden Die Professur für Tragwerksplanung versteht sich als Bindeglied zwischen den mathematisch-technischen Wissenschaften der Bauingenieure und den gestalterischen Entwurfslehren der Architekten. Die Lehre an der Professur beschäftigt sich mit den Grundlagen der Tragwerksplanung und Statik, mit darauf aufbauenden Themen zu speziellen Systemen sowie mit Fragen der Sanierung und Instandhaltung. Zusätzlich existieren Kurse zum Brandschutz sowie zur Bauausführung und Bauüberwachung. / From Research to Practice in Construction Publication Series of the Chair of Structural Design, Technische Universität Dresden

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.

In order to have safe and economy construction, different sources of uncertainty should be properly characterized and considered in structural design and verification. Commonly, reliability analysis is being used to evaluate the consistency of design process, including the uncertainty. A full probabilistic approach is an appropriate tool to consider the aleatory portion of uncertainty. However, in dealing with epistemic uncertainty in reliability analysis, modern mathematical tools such as fuzzy logic is required. Unreinforced masonry (URM) is known as sustainable building material and is on the top of worldwide building materials consumed in residential buildings. In this thesis, based on the available information on material, probabilistic models including the involved uncertainty for masonry properties has been provided for reliability study. Furthermore, a new experimental procedure for initial shear and friction coefficient, which theoretically reduces epistemic uncertainty, has been introduced. The unreinforced masonry walls that are important structural members in typical masonry buildings have been chosen as the cases of reliability study. Different verification methods for combination of in-plane shear and compression according to various codes has been collected and direct deterministic equations to predict the capacity has been extracted. In order to identify uncertainty (inaccuracy in design models), the observed (experimental results) load-carrying capacity are compared with predicted values and then the relevant uncertainty in models has been derived. Several reliability analysis using only stochastic method and using fuzzy-randomness technique has been conducted. The effect of uncertainty on assessed reliability has been highlighted. Additionally, the distinction between linear and non-linear application of partial safety factors has been investigated. Finally, by means of 3D graphs the actual reliability level of various masonry walls designed according to the latest German National Annex code DIN EN 1996-1-1 /NA :2012-05 on different load situation has been illustrated. / Analyse von unbewehrten Mauerwerkskonstruktionen mit unscharfen Daten Ingenieurmethoden zur Überprüfung von unbewehrten Mauerwerkswänden unter Scheibenschub (Probabilistische und Fuzzy-Methoden) Um sichere und ökonomische Konstruktionen zu planen, sollten die Datenunschärfe mit ihren verschiedenen Quellen bzw. Ursachen richtig charakterisiert und bei der Tragwerksplanung bzw. dem Nachweis berücksichtigt werden. Üblicherweise wird eine Zuverlässigkeitsanalyse angewendet, um einen konsistenten Tragwerksentwurf einschließlich der Unschärfe zu beurteilen. Eine vollständige probabilistische Näherungslösung ist ein brauchbares Werkzeug, um aleatorische Unschärfe zu berücksichtigen. Für die Erfassung der epistemischen Unschärfe bei der Zuverlässigkeitsanalyse sind moderne mathematische Werkzeuge wie z.B. die Fuzzy-Set-Theorie erforderlich. Unbewehrtes Mauerwerk (URM) ist als nachhaltiges Baumaterial bekannt und weltweit an der Spitze der verbauten Baumaterialien in Wohngebäuden. In dieser wissenschaftlichen Arbeit, die sich auf die verfügbaren Informationen über das Material stützt, werden probabilistische Modelle, einschließlich der zugehörigen wahrscheinlichkeitsbasierten Unschärfen der Mauerwerkseigenschaften, für die Zuverlässigkeitsstudie zur Verfügung gestellt. Außerdem wurde ein neues experimentelles Verfahren für die Ermittlung der Haftscherfestigkeit und den Reibungsbeiwert eingeführt, um die (epistemische) Unschärfe zu reduzieren. Unbewehrte Mauerwerkswände, die wichtige Tragglieder in typischen Mauerwerksgebäuden sind, wurden für die Zuverlässigkeitsstudie ausgewählt. Verschiedene Nachweismethoden für die Kombination von Scheibenschub und Druckbeanspruchung wurden nach verschiedenen Normen zusammengestellt und deterministische Gleichungen, zur Ermittlung der Tragfähigkeit herausgearbeitet. Um Unschärfe zu identifizieren (Ungenauigkeit der Modelle), werden die beobachtete Tragfähigkeit (experimentelle Ergebnisse) mit rechnerischen Werten verglichen, und daraus relevante Aussagen zur Modellunschärfe abgeleitet. Verschiedene Zuverlässigkeitsanalysen wurden zunächst mit stochastischen Methoden und danach mit einem fuzzy-randomness basierten Vorgehen geführt. Die Auswirkung der Unschärfe auf die bewertete Zuverlässigkeit wird herausgestellt. Zusätzlich wurde der Unterschied zwischen der linearen und nichtlinearen Anwendung zur Bestimmung von Teilsicherheitsfaktoren untersucht. Schließlich wird mithilfe von 3D-Graphen das Zuverlässigkeitsniveau von verschiedenen bemessenen Mauerwerkswänden nach dem letzten deutschen nationalen Anhang, DIN EN 1996-1-1/NA:2012-05, für verschiedene Lastsituationen dargestellt.