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Bauen nach dem Bauhaus
(2018)
A growing share of modern trade policy instruments is shaped by non-tariff barriers (NTBs). Based on a structural gravity equation and the recently updated Global Trade Alert database, we empirically investigate the effect of NTBs on imports. Our analysis reveals that the implementation of NTBs reduces imports of affected products by up to 12%. Their trade dampening effect is thus comparable to that of trade defence instruments such as anti-dumping duties. It is smaller for exporters that have a free trade agreement with the importing country. Different types of NTBs affect trade to a different extent. Finally, we investigate the effect of behind-the-border measures, showing that they significantly lower the importer’s market access.
Due to their structure of crossed yarns embedded in coating, woven fabric membranes are characterised by a highly nonlinear stress-strain behaviour. In order to determine an accurate structural response of membrane structures, a suitable description of the material behaviour is required. Typical phenomenological material models like linear-elastic orthotropic models only allow a limited determination of the real material behaviour. A more accurate approach becomes evident by focusing on the meso-scale, which reveals an inhomogeneous however periodic structure of woven fabrics. The present work focuses on an established meso-scale model. The novelty of this work is an enhancement of this model with regard to the coating stiffness. By performing an inverse process of parameter identification using a state-of-the-art Levenberg-Marquardt algorithm, a close fit w.r.t. measured data from a common biaxial test is shown and compared to results applying established models. Subsequently, the enhanced meso-scale model is processed into a multi-scale model and is implemented as a material law into a finite element program. Within finite element analyses of an exemplary full scale membrane structure by using the implemented material model as well as by using established material models, the results are compared and discussed.
Advanced approaches for analysis and form finding of membrane structures with finite elements
(2018)
Part I deals with material modelling of woven fabric membranes. Due to their structure of crossed yarns embedded in coating, woven fabric membranes are characterised by a highly nonlinear stress-strain behaviour. In order to determine an accurate structural response of membrane structures, a suitable description of the material behaviour is required. A linear elastic orthotropic model approach, which is current practice, only allows a relative coarse approximation of the material behaviour. The present work focuses on two different material approaches: A first approach becomes evident by focusing on the meso-scale. The inhomogeneous, however periodic structure of woven fabrics motivates for microstructural modelling. An established microstructural model is considered and enhanced with regard to the coating stiffness. Secondly, an anisotropic hyperelastic material model for woven fabric membranes is considered. By performing inverse processes of parameter identification, fits of the two different material models w.r.t. measured data from a common biaxial test are shown. The results of the inversely parametrised material models are compared and discussed.
Part II presents an extended approach for a simultaneous form finding and cutting patterning computation of membrane structures. The approach is formulated as an optimisation problem in which both the geometries of the equilibrium and cutting patterning configuration are initially unknown. The design objectives are minimum deviations from prescribed stresses in warp and fill direction along with minimum shear deformation. The equilibrium equations are introduced into the optimisation problem as constraints. Additional design criteria can be formulated (for the geometry of seam lines etc.). Similar to the motivation for the Updated Reference Strategy [4] the described problem is singular in the tangent plane. In both the equilibrium and the cutting patterning configuration finite element nodes can move without changing stresses. Therefore, several approaches are presented to stabilise the algorithm. The overall result of the computation is a stressed equilibrium and an unstressed cutting patterning geometry. The interaction of both configurations is described in Total Lagrangian formulation.
The microstructural model, which is focused in Part I, is applied. Based on this approach, information about fibre orientation as well as the ending of fibres at cutting edges are available. As a result, more accurate results can be computed compared to simpler approaches commonly used in practice.
This paper describes the effectiveness and efficiency of Virtual Reality training during a commissioning process. Therefore, 500 picking orders with more than 2000 part-picking operations with 30 test persons have been conducted and analyzed in the Modellfabrik Bodensee. The study points out the advantages and disadvantages of virtual training in comparison to a real execution of a picking process with and without any training.
In tourism, energy demands are particularly high.Tourism facilities such as hotels require large amounts ofelectric and heating resp. cooling energy. Their supply howeveris usually still based on fossil energies. This research approachanalyses the potential of promoting renewable energies in BlackForest tourism. It focuses on a combined and hence highlyefficient production of both electric and thermal energy bybiogas plants on the one hand and its provision to local tourismfacilities via short distance networks on the other. Basing onsurveys and qualitative empiricism and considering regionalresource availability as well as socio-economic aspects, it thusexamines strengths, weaknesses, opportunities and threats thatcan arise from such a cooperation.
It is widely recognized that sustainability is a new challenge for many manufacturing companies. In this paper, we tackle this issue by presenting an approach that deals with material and substance compliance within Product Lifecycle Management in a complex value chain. Our analysis explains why, how and when sustainable manufacturing arises, and it identifies, quantifies and evaluates the environmental impact of a new product. We propose (I) a Life Cycle Assessment tool (LCA) and (II) a model to validate this approach and evaluate the risk of non-compliance in supply chain. Our LCA approach provides comprehensive information on environmental impacts of a product.
Product and materials cycles are parallel and intersecting, making it challenging to integrate Material Selection Process across Product Lifecycle Management, Integration of LCA with PLM. We provide only a foundation. Further research in systems engineering is necessary. LCA is sensitive to data quality. Outsourcing production and having problems in supplier cooperation can result in material mismatch (such as property, composition mismatching) in the production process due to that may cause misleading of LCA results. This paper also describes research challenges using risk-based due diligence.
Nachhaltiges Wirtschaften und insbesondere nachhaltigerer Konsum sind längst als zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts erkannt worden. Unternehmen und Verbraucher/innen sind dabei gleichermaßen gefordert, sich gegenseitig in Prozessen gemeinsamer Wertschöpfung zu befähigen. Das Potential dieser Prozesse liegt jedoch nicht alleine in einer klugen Mäßigung der Akteure, sondern in einer sichtbaren Aufwertung der vielfältigen nachhaltigen Konsumoptionen. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, liegt darin, Nachhaltigkeit als Qualität für ein breites Spektrum von Konsumgütern erkennbar und erlebbar werden zu lassen. Eine Nachhaltigkeitsdeklarierung kann dabei weit mehr leisten als nur eine weitere visuelle Auszeichnung. Unternehmen können die kulturellen Kontexte von Verbraucher/innen erkennen und zielgerichtet agieren. Dabei können die vielfältigen Möglichkeiten digitaler Medien hilfreich sein. Die vorliegende Arbeit schlägt vor, dies stets mit Blick auf die lebendige Realität auf Anbieter- und Nachfragerseite zu tun.
Überlegungen im Rahmen der Energiewende bezüglich der zukünftigen Technologieplattformen und Infrastrukturen der Energieversorgung müssen als wichtigen ökonomischen Faktor die zukünftig zu erwartenden Kosten dieser Technologien und Infrastrukturen einbeziehen. Hierbei spielen regelmäßig auch Überlegungen bzgl. der jeweils zugrunde liegenden Skaleneffekte eine große Rolle, sowohl in ihrer Variante als statische als auch dynamische Skaleneffekte. Häufig mangelt es einschlägigen Darstellungen dieser Aspekte jedoch an einer präzisen Unterscheidung der verschiedenen Ausprägungen von Skaleneffekten; dies gilt insbesondere auch für die konkrete Ausprägung als Größendegressionseffekt. Daher wird in diesem Papier eine systematische Klärung der entsprechenden Zusammenhänge speziell für Technologien des Energiesektors vorgenommen.
Mauermörtel und Putze
(2018)
Für mehr Qualität am Bau
(2018)
Die Putzstrukturen an Fassaden werden maßgeblich durch die Fachhandwerker geprägt. Deshalb wird ihre Ebenmäßigkeit auch nie mit der von industriell gefertigten Fassadenplatten und Ähnlichem vergleichbar sein – aber genau das macht einen Teil des Charmes von Putzfassaden aus. Dies ist auch bei der Bearbeitung von Schadstellen zu berücksichtigen.
Ziegelsplittbetone der Nachkriegsjahre und moderne RC-Betone - Nachhaltigkeit an Objektbeispielen
(2018)
Das Bauwesen gehört zu den größten Verbrauchern an natürlichen Ressourcen und Energie in der deutschen Wirtschaft. Das ist in vielen Fällen trotzdem ökologisch und ökonomisch vertretbar, weil die Bauteile und Bauwerke verglichen mit anderen "Produkten" eine deutlich längere technische Lebensdauer haben - im Fall des Betons zwischen ca. 25 und 100 Jahren - und wenn nach dem Rückbau hohe Recyclingquoten erzielt werden. In Bezug auf Einsparmöglichkeiten spielt der Massenbaustoff Beton eine ganz zentrale Rolle. Neben der Einsparung des sehr energieintensiven Zements und der Entwicklung von Substitutionsbindemitteln, stehen auch die Gesteinskörnungen im Fokus, die den größten Anteil am Beton ausmachen. Im Artikel werden auf der Basis eigener Ergebnisse aus einem DBU?geförderten Forschungsprojekt zu RC?Betonen die Nachhaltigkeit von Beton an Objektbeispielen vorgestellt und über den Sachstand zur aktuellen Nutzung von R-Betonen in Deutschland informiert. Der Fokus liegt dabei auf der Wertigkeit mineralischer Baustoffe aus vergleichsweise wenigen, überwiegend natürlichen Komponenten wie beim Beton, dessen Instandsetzungsmöglichkeiten und bessere Voraussetzungen für späteres Recycling gegenüber vielen modernen, kunststoffhaltigen Verbundbaustoffen.
Was in Kommunen im benachbarten Ausland, bspw. der Schweiz, Oesterreich oder den Niederlanden, offenbar seit vielen Jahren Stand der Technik ist, ist auf Deutschlands Kommunalstrassen eine 'Sonderbauweise': Verkehrsflaechen aus Beton. Die Gruende fuer die Vernachlaessigung der Betonbauweise im kommunalen Umfeld liegen offenbar in einer aufwendigeren Planung, hoeheren Ausfuehrungskosten, einem komplexeren Einbau (gerade in Zusammenhang mit Einbauten), Instandhaltungsmassnahmen und Massnahmen Dritter an den Ver- und Entsorgungseinrichtungen. Offen ist auch die Frage, inwieweit sich die hoeheren Aufwendungen bei der Betonbauweise hinsichtlich Planung und Ausfuehrung im Rahmen einer Lebenszyklusbetrachtung im Vergleich zur Asphaltbauweise durch einen geringeren Erhaltungsbedarf amortisieren oder ggf. sogar guenstiger darstellen. Infolge vermehrt auftretender typischer Schaeden wie Spurrinnen und Verdrueckungen werden hochbelastete kommunale Verkehrsflaechen wie Bushaltestellen, Busspuren und Kreisverkehre immer haeufiger anstatt in Asphalt oder Pflaster in Beton ausgefuehrt. Die Thematik 'Einsatz von Betonflaechen in Kommunen' ist sehr umfangreich und weitlaeufig. Generell wird hier auch auf die spezifischen Merkblaetter der FGSV verwiesen. Mit den Ausfuehrungen im Fachbeitrag soll demnach grundsaetzlich auf die Belange der Planung, des Baus und die Wirtschaftlichkeit kommunaler Verkehrsflaechen in Betonbauweise eingegangen werden. Es koennen leider nicht alle Besonderheiten und Einzelheiten wie bspw. Baustoffe (Glasfaser) Beruecksichtigung finden. Ziel ist, generelle Moeglichkeiten hinsichtlich des Einsatzes von Betonflaechen im kommunalen Bereich aufzuzeigen. Besonderer Dank gilt dem Strassenbauamt Boeblingen sowie Herrn Baudirektor Andreas Klein, dessen persoenliche Erfahrungen hier einfliessen durften.
Formgedächtnislegierungen
(2018)
Formgedächtnislegierungen sind »Legierungen, die nach geeigneter Behandlung aufgrund einer martensitischen Umwandlung ihre Gestalt in Abhängigkeit von der Temperatur ändern«. Derartige Materialien werden in den nächsten Jahrzehnten eine wachsende Rolle in der Technik spielen. Um die Eigenschaften dieser Werkstoffe optimal nutzen zu können, ist es wichtig, den Einfluss des Herstellungs- und Verarbeitungsprozesses auf ihre Anwendung zu kennen.
Das Buch behandelt die metallkundlichen Hintergründe und die Verwendungsmöglichkeiten der Formgedächtnislegierungen in verständlicher, auf den Anwender zugeschnittener Weise.
When designing drying processes for sensitive biological foodstuffs like fruit or vegetables, energy and time efficiency as well as product quality are gaining more and more importance. These all are greatly influenced by the different drying parameters (e.g. air temperature, air velocity and dew point temperature) in the process. In sterilization of food products the cooking value is widely used as a cross-link between these parameters. In a similar way, the so-called cumulated thermal load (CTL) was introduced for drying processes. This was possible because most quality changes mainly depend on drying air temperature and drying time. In a first approach, the CTL was therefore defined as the time integral of the surface temperature of agricultural products. When conducting experiments with mangoes and pineapples, however, it was found that the CTL as it was used had to be adjusted to a more practical form. So the definition of the CTL was improved and the behaviour of the adjusted CTL (CTLad) was investigated in the drying of pineapples and mangoes. On the basis of these experiments and the work that had been done on the cooking value, it was found, that more optimization on the CTLad had to be done to be able to compare a great variety of different products as well as different quality parameters.