Innovative Monitoringstrategien für Bestandsbauwerke

Bergmeister, Konrad; Mark, Peter; Österreicher, Michael; Sanio, David; Heek, Peter; Krawtschuk, Alexander; Strauß, Alfred; Ahrens, Alexander

doi:10.1002/9783433603406.ch7

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“…Maßgebend sind hier die Einflussgrößen der Vorspannung und der Verkehrs‐ und Temperaturlasten. Etwa im Zuge eines Monitorings können diese als wesentliche Einflussgrößen identifiziert werden .…”

Section: Schlussfolgerungenunclassified

Screening‐Verfahren zur Reduktion komplexer Modelle bei Bestandstragwerken

Obel

Sanio²,

Mark

2019

ce papers

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Kurzfassung Nachrechnung, Umnutzung oder Restnutzungsdauerabschätzung sind typische Beispiele für die Bewertung von Bestandstragwerken mit Rechenmodellen. Die Modelle müssen dabei eine Vielzahl von Parametern und deren Streubreiten enthalten, sodass aufwendige stochastische Analysen entstehen. Es bietet sich dann an, mit Screening‐Verfahren Streuungen von Parametern geringen Einflusses zu identifizieren und für die weiteren Berechnungen zu vernachlässigen. Der Beitrag zeigt dies mit der Methode der Elementaren Effekte (EE) für die Beispiele von Schädigungsanalysen an Mauerwerksfassaden und die Restnutzungsdaueranalyse einer Spannbetonbrücke. Beide Modelle lassen sich ohne wesentliche Genauigkeitsverluste in gut zwei Drittel ihrer initialen Parameter vereinfachen, was Rechenaufwände signifikant reduziert.

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Section: Schlussfolgerungenunclassified

Screening‐Verfahren zur Reduktion komplexer Modelle bei Bestandstragwerken

Obel

Sanio²,

Mark

2019

ce papers

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“…Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsvorhabens wurde an einer balkenartigen Spannbetonbrücke mit näherungsweise konstantem Hohlkastenquerschnitt in Düsseldorf ein achtwöchiges Temperaturmonitoring mit sechs Temperaturmessstellen im Betonquerschnitt durchgeführt . Die Daten dienen als Verifikation numerischer Berechnungen nach dem gezeigten Schema, dann aber über 40 Jahre rückblickend aus Klimadaten des DWD, die im Internet zur Verfügung stehen .…”

Section: Numerische Berechnung Instationärer Temperaturfelderunclassified

“…D. Sanio, P. Mark, M. A. Ahrens: Computation of temperature fields on bridges FACHTHEMA ARTICLE peraturmessstellen im Betonquerschnitt durchgeführt [16,17]. Die Daten dienen als Verifikation numerischer Berechnungen nach dem gezeigten Schema, dann aber über 40 Jahre rückblickend aus Klimadaten des DWD, die im Internet zur Verfügung stehen [3].…”

unclassified

Temperaturfeldberechnung für Brücken

Sanio¹,

Mark

Ahrens

2017

Beton und Stahlbetonbau

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In statisch unbestimmten Systemen erzeugen ungleichmäßige Erwärmungen Zwangsspannungen. Für die Berechnung und Bemessung von Brücken werden diese üblicherweise durch lineare Temperaturgradienten berücksichtigt. Neben dem ver tikalen Gradienten gilt die mittlere Querschnittstemperatur als bemessungsrelevant. Gängige Regelwerke geben für beide feste Einzelwerte bzw. vereinfachte Verteilungen für die Nachrechnung vor. Diese basieren auf Untersuchungen grundlegender Bauwerkstypen, die als repräsentativ für die Gesamtheit der Brücken angesehen werden. Die daraus abgeleiteten Kennwerte erfassen daher lokale, bauwerksspezifische – und ggf. beanspruchungsmindernde – Besonderheiten, regionale klimatische Unterschiede, Beschattungssituationen sowie die Ausrichtung des Bauwerks nicht. Werden die relevanten Temperaturanteile aus einem Zeitverlauf des Temperaturfelds ermittelt, können die allgemeinen Kennwerte der Regelwerke durch bauwerksspezifische diskrete Verteilungen der Temperaturbeanspruchungen ersetzt werden. Im Beitrag wird gezeigt, wie die instationären Temperaturfelder mittels eines Tabellenkalkulationsprogramms unter Verwendung langzeitiger, lokaler Klimadaten berechnet werden können. Dazu wird die Fourier'sche Differenzialgleichung der Wärmeübertragung mit einem Finite‐Elemente‐Ansatz gelöst und um Randbedingungen der Wärmeübertragung durch äußere Einflüsse ergänzt. Besonderheiten und Eigenschaften des Verfahrens werden diskutiert und die Berechnungsergebnisse mit Messdaten eines Temperaturmonitorings an einer Spannbetonbrücke verglichen. Es zeigen sich gute Übereinstimmungen für das Temperaturfeld sowie die daraus abgeleiteten Größen wie die rechnerischen Temperaturgradienten.

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“…To determine stress amplitudes in a tendon one can measure strains in-situ by structural monitoring or predict its size by numerical simulation [2]. Both alternatives highly depend on the quality of input data [3,4].…”

Section: The Reference Structure Available For Research a Multi-spanmentioning

confidence: 99%

“…1) were excluded and idealised by equivalent springs (cf. [2]). Hence, the span of interest and two more to each side were modelled and used for simulation.…”

Section: Approach To Fatigue Simulationmentioning

confidence: 99%

Identification of Relevant but Stochastic Input Parameters for Fatigue Assessment of Pre-Stressed Concrete Bridges by Monitoring

Sanio¹,

Ahrens²

2015

Proceedings of the 1st International Conference on Uncertainty Quantification in Computational Sciences and Engineering (UNCECO

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Abstract. Since in the middle of last century when most bridges were erected in Central Eu These joints are in danger of cracking since reinforcements provided according to former code versions at the times of erection do not meet nowadays demands. If the joints crack, concrete releases tensile forces left to be borne by the tendons only. Consequently, stress amplitudes caused by traffic rise significantly along with the fatigue damage induced per load cycle. Damage progress is usually tracked employing S-N-curves and Miner's rule. It is known that uncertainty in the stress amplitude is magnified by the S-N-curve with respect to the number of cycles to failure [1]. To determine stress amplitudes in a tendon one can measure strains in-situ by structural monitoring or predict its size by numerical simulation [2]. Both alternatives highly depend on the quality of input data [3,4]. Hence, the focus has been set to determine the most relevant contributors to precisely predict remaining structural lifetime.Among the scattering input variables assessed by sensitivity analyses are geometrical, material and load parameters, whereas the latter ones turned out to be decisive. Advice to match the findings with structural monitoring measures scheduled for existent bridges is given.

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Innovative Monitoringstrategien für Bestandsbauwerke

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Screening‐Verfahren zur Reduktion komplexer Modelle bei Bestandstragwerken

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Temperaturfeldberechnung für Brücken

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