Dokument-ID Dokumenttyp Autoren/innen Persönliche Herausgeber/innen Haupttitel Abstract Auflage Verlagsort Verlag Herausgeber (Institution) Erscheinungsjahr Titel des übergeordneten Werkes Jahrgang/Band ISBN Veranstaltung Veranstaltungsort Beginndatum der Veranstaltung Enddatum der Veranstaltung Ausgabe/Heft Erste Seite Letzte Seite URN DOI Lizenz Datum der Freischaltung OPUS4-52769 Beitrag zu einem Tagungsband Schneider, Ronald; Straub, D. Matos, J.C.; Lourenço, P.B.; Oliveira, D.V.; Branco, J.; Proske, D.; Silva, R.A.; Sousa, H.S. Cumulative Failure Probability of Deteriorating Structures: Can It Drop? The reliability of deteriorating structures at time t is quantified by the probability that failure occurs within the period leading up to time t. This probability is often referred to as cumulative failure probability and is equal to the cumulative distribution function of the time to failure. In structural reliability, an estimate of the cumulative failure probability is obtained based on probabilistic Engineering models of the deterioration processes and structural performance. Information on the condition and the loading contained in inspection and monitoring data can be included in the probability estimate through Bayesian updating. Conditioning the probability of failure on the inspection or monitoring outcomes available at time t (e.g. detections or no detection of damages) can lead to a reduction in that probability. Such a drop in the cumulative failure probability might seem counterintuitive since the cumulative failure probability is a non-decreasing function of time. In this paper, we illustrate—with the help of a numerical example—that such a drop is possible because the cumulative probability before and after the updating is not based on the same information, hence not on the same probabilistic model. Cham, Switzerland Springer 2021 18th International Probabilistic Workshop. IPW 2020. Lecture Notes in Civil Engineering 153 18th International Probabilistic Workshop (IPW 2020) Online meeting 12.05.2021 14.05.2021 253 264 10.1007/978-3-030-73616-3_18 2021-06-09 OPUS4-52770 Vortrag Schneider, Ronald Cumulative failure probability of deteriorating structures: Can it drop? The reliability of deteriorating structures at time t is quantified by the probability that failure occurs within the period leading up to time t. This probability is often referred to as cumulative failure probability and is equal to the cumulative distribution function of the time to failure. In structural reliability, an estimate of the cumulative failure probability is obtained based on probabilistic engineering models of the deterioration processes and structural performance. Information on the condition and the loading contained in inspection and monitoring data can be included in the probability estimate through Bayesian updating. Conditioning the probability of failure on the inspection or monitoring outcomes available at time t (e.g. detections or no detection of damages) can lead to a reduction in that probability. Such a drop in the cumulative failure probability might seem counterintuitive since the cumulative failure probability is a non-decreasing function of time. In this paper, we illustrate—with the help of a numerical example—that such a drop is possible because the cumulative probability before and after the updating is not based on the same information, hence not on the same probabilistic model. 2021 18th Internatinoal Probabilistic Workshop (IPW 2020) Online Meeting 12.05.2021 14.05.2021 2021-06-09 OPUS4-52869 Vortrag Simon, Patrick Experimente in der Klimakammer Im Rahmen des Verbundtreffens des Vorhabens AISTEC werden akutelle Versuche aus der Großklimakammer des FB 7.2 präsentiert. 2021 5. Verbundtreffen AISTEC Online meeting 24.06.2021 2021-06-28 OPUS4-52611 Beitrag zu einem Sammelband Auersch, Lutz Degrande, G.; al., et Predicted and measured amplitude-speed relations of railway ground vibrations at four German sites with different test trains The present contribution evaluates four measuring series made by the Federal Institute of Material Research and Testing for the relations between train speed and ground vibration amplitudes. This experimental evaluation is supported by the simulation of the train passages at the different sites by using appropriate excitation mechanisms and forces as well as layered soil models which have been derived from impact measurements at each site. Cham Springer Nature Switzerland AG 2021 Noise and Vibration Mitigation for Rail Transportation Systems, Proceedings of the 13th International Workshop on Railway Noise, Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design 150 150 978-3-030-70288-5 411 419 10.1007/978-3-030-70289-2_43 2021-05-10 OPUS4-52612 Beitrag zu einem Sammelband Müller, R.; Brechbühl, Y.; Lutzenberger, S.; Said, Samir; Auersch, Lutz; Guigou-Carter, C.; Villot, M.; Müller, R. Degrande, G.; al., et Vibration Excitation at Turnouts, Mechanism, Measurements and Mitigation Measures There is a strong need for cost-effective mitigation measures for turnouts. SBB has initiated a series of examinations using different methodologies to gain a deeper understanding of the excitation mechanisms at low frequencies, in addition to that obtained in the RIVAS project. To date it is not yet clear what constitutes a complete measurement data set that would enable understanding most of the vibration excitation mechanisms in turnouts. Increasing vibration at turnouts in comparison to normal track is observed for all measured frequencies. The different methodologies are presented in the paper. Under-sleeper pads (USP) are a cost-effective method to reduce vibration at frequencies above 63 Hz (1/3 octave), but there is probably no improvement for frequencies below 63 Hz. A first test of new frog geometry did not show relevant improvements in Vibration emission in comparison to a reference frog geometry. Axle box acceleration measurements are an interesting method to identify defects in a turnout. A specialized measurement system of rail roughness could identify certain geometry Problem areas for some frogs. Noise increases also are observed at turnouts for frequencies ranging between 80 to 1000 Hz. The use of railway source models to calculate contact forces for ballasted track and turnouts seems promising, in particular for understanding the influence of ground. Cham Springer Nature Switzerland AG 2021 Noise and Vibration Mitigation for Rail Transportation Systems, Proceedings of the 13th International Workshop on Railway Noise, Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design 150 150 978-3-030-70288-5 403 410 10.1007/978-3-030-70289-2_42 2021-05-10 OPUS4-53254 Vortrag Auersch, Lutz Zur Prognose von Erschütterungen aus Bahntunneln Zur Erschütterungsausbreitung an oberirdischen Bahnlinien gibt es gute Übereinstimmungen zwischen Messungen und der Theorie geschichteter Böden. Bei der Interpretation der Ergebnisse spielt die Rayleigh-Welle eine große Rolle. Je nach Frequenz und Wellenlänge hat die Rayleigh-Welle eine bestimmte Eindringtiefe und erreicht damit mehr oder weniger steife Bodenschichten. Damit bekommt man eine frequenzabhängige Bodensteifigkeit für die Erschütterungsprognose. Für die Wellenausbreitung in der Tiefe statt an der Bodenoberfläche müssen eigene Gesetzmäßigkeiten gefunden werden. Es werden die Punktlastlösungen im Frequenz-Wellenzahlbereich und durch Integration über die Wellenzahlen berechnet. Man erhält die Wellenfelder, die Terzspektren für verschiedene Entfernungen und Frequenzen. Es wird die Tiefenlage und das Bodenmodell (homogen, geschichtet und kontinuierlich zunehmende Steifigkeit) variiert. Die Rayleigh-Welle verliert ihre Bedeutung und stattdessen kann die Vollraumlösung zur Interpretation und Prognose verwendet werden. Es werden die Halbraumlösung mit und ohne Rayleigh-Welle und die Vollraumlösung in der Tiefe diskutiert und verglichen. Neben der Wellenausbreitung (der Transmission) werden auch Effekte der Erschütterungsanregung (der Emission) und der Übertragung in Gebäude (der Immission) mit Hilfe der Finite-Element-Randelement-Methode berechnet. Die Verteilung der dynamischen Achslast durch die Tunnelsohle ergibt eine Minderung gegenüber der Punktlastanregung. Bei der Immission hat man keine Freifeldanregung wie an der Bodenoberfläche. Man muss entweder neben der Wellenamplitude (Verschiebung oder Schwinggeschwindigkeit) in der Tiefe auch die Spannung der ankommenden Welle berücksichtigen, oder man muss die Freifeldamplituden nach Bodenaushub berechnen. Die Rechenergebnisse deuten darauf hin, dass man als Freifeldanregung die zweifache Vollraumlösung ansetzen kann. 2021 Wiener Dynamik Tage 2021 Vienna, Austria 22.07.2021 23.07.2021 2021-09-14 OPUS4-53255 Beitrag zu einem Tagungsband Auersch, Lutz Carletti, E.; Crocker, M.; Pawelczyk, M.; Tuma, J. Dynamic measurements during drop tests on stiff foundations Measurements at the foundation, the surrounding soil and nearby buildings have been done during several drop tests of different containers on different foundations. The first measurements have been done on a big foundation where it should be guaranteed that the foundation is rigid and the container is tested properly. It was controlled that the foundation does not absorb more than 2 percent of the energy of the container. Most of the drop energy is lost in shock absorbers. Later on, a smaller drop test facility has been built on the ground but inside an existing building. It had to be controlled by prediction and measurements that the drop test will not damage the building. Tests from different heights on soft, medium, and stiff targets have been done to find out rules which allow to identify acceptable and unacceptable drop tests. Later on, the biggest drop test facility has been built for masses up to 200 t. It was necessary for the design of the foundation to estimate the forces which occur during the drop tests. On the other hand, the acceptable tests should be selected and controlled by measurements where the impact duration is important. Different sensors, accelerometers, accelerometers with mechanical filters, geophones (velocity transducers), strain gauges, and pressure cells have been applied for these tasks. The signals have been transformed to displacements which proved to be best suited for the interpretation of the impact mechanism. Modell calculations have been used to check and understand the dynamic measurements. The simplest law is the conservation of the momentum which is a good approximation if the impact is short. If the soil under the foundation has an influence on the deceleration of the container, the maximum foundation velocity is lower than the simple estimation. The amplitudes of the foundation could also be estimated from the ground vibrations and their amplitude-distance law. Gliwice, Poland Silesian University Press International Institute of Acoustics and Vibration (IIAV) 2021 Advances in Acoustics, Noise and Vibration - Proceedings of the 27th International Congress on Sound and Vibration 978-83-7880-799-5 27th International Congress on Sound and Vibration (ICSV27) Online meeting 11.07.2021 16.07.2021 1 8 2021-09-17 OPUS4-53256 Vortrag Auersch, Lutz Dynamic measurements during drop tests on stiff foundations Measurements at the foundation, the surrounding soil and nearby buildings have been done during several drop tests of different containers on different foundations. The first measurements have been done on a big foundation where it should be guaranteed that the foundation is rigid and the container is tested properly. It was controlled that the foundation does not absorb more than 2 percent of the energy of the container. Most of the drop energy is lost in shock absorbers. Later on, a smaller drop test facility has been built on the ground but inside an existing building. It had to be controlled by prediction and measurements that the drop test will not damage the building. Tests from different heights on soft, medium, and stiff targets have been done to find out rules which allow to identify acceptable and unacceptable drop tests. Later on, the biggest drop test facility has been built for masses up to 200 t. It was necessary for the design of the foundation to estimate the forces which occur during the drop tests. On the other hand, the acceptable tests should be selected and controlled by measurements where the impact duration is important. Different sensors, accelerometers, accelerometers with mechanical filters, geophones (velocity transducers), strain gauges, and pressure cells have been applied for these tasks. The signals have been transformed to displacements which proved to be best suited for the interpretation of the impact mechanism. Modell calculations have been used to check and understand the dynamic measurements. The simplest law is the conservation of the momentum which is a good approximation if the impact is short. If the soil under the foundation has an influence on the deceleration of the container, the maximum foundation velocity is lower than the simple estimation. The amplitudes of the foundation could also be estimated from the ground vibrations and their amplitude-distance law. 2021 27th international Congress on Sound and Vibration (ICSV27) Online meeting 11.07.2021 16.07.2021 2021-09-14 OPUS4-53313 Beitrag zu einem Tagungsband Auersch, Lutz Aspekte der Erschütterungsprognose bei Bahnlinien: Quasi-Statik und Achsfolge, unregelmäßiger Schotter und Boden, Wellenausbreitung bei Tunneln und Besonderheiten bei Bürogebäuden Erschütterungen, die durch Eisenbahnverkehr erzeugt werden, breiten sich durch den Erdboden aus und regen benachbarte Gebäude zu Schwingungen an. Es wurde ein Prognoseverfahren für Bahnerschütterungen ent-wickelt, das mit einfachen Modellen schnell Ergebnisse liefert. Dies sind physikalische Modelle, zum Beispiel 1-dimensionale Modelle mit Übertragungsmatrizen für die Fahrzeug-Fahrweg-Boden-Wechselwirkung und für die Gebäude-Boden Wechselwirkung. Damit werden die komplexen Verhältnisse bei der Emission (dem Zusammen¬wirken von Fahrzeug und Fahrweg), bei der Transmission durch den homogenen oder geschichteten Boden und bei der Immission in Gebäuden näherungsweise erfasst. In (Auersch, 2020) wird gezeigt, dass diese einfachen Prognosemodelle die Ergebnisse von detaillierten Modellen wie der Finite-Element-Randelement-Methode für das Gleis, die Wellenzahlintegrale für den Boden und 3-dimensionale Finite-Element-Modelle für das Gebäude gut wiedergeben können. Dies entspricht auch der Absicht, die Prognosemodelle aus den Ergebnissen der Detailmodelle abzuleiten. Die drei Prognoseteile werden getrennt berechnet, aber es werden physikalisch sinn¬volle Schnittstellen verwendet. Für die Emission und Transmission sind es die auf den Untergrund wirkenden Erregerkräfte von Fahrzeug und Fahrweg, für die Transmission und Immission sind es die Freifeldamplituden des Bodens. Zürich ETH Zürich SGEB 2021 Tagungsband zur 17. D-A-CH Tagung Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik 17. D-A-CH Tagung Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik Online meeting 16.09.2021 17.09.2021 17 18 2021-09-22 OPUS4-53314 Vortrag Auersch, Lutz Aspekte der Erschütterungsprognose bei Bahnlinien: Quasi-Statik und Achsfolge, unregelmäßiger Schotter und Boden, Wellenausbreitung bei Tunneln und Besonderheiten bei Bürogebäuden Erschütterungen, die durch Eisenbahnverkehr erzeugt werden, breiten sich durch den Erdboden aus und regen benachbarte Gebäude zu Schwingungen an. Es wurde ein Prognoseverfahren für Bahnerschütterungen ent-wickelt, das mit einfachen Modellen schnell Ergebnisse liefert. Dies sind physikalische Modelle, zum Beispiel 1-dimensionale Modelle mit Übertragungsmatrizen für die Fahrzeug-Fahrweg-Boden-Wechselwirkung und für die Gebäude-Boden Wechselwirkung. Damit werden die komplexen Verhältnisse bei der Emission (dem Zusammen¬wirken von Fahrzeug und Fahrweg), bei der Transmission durch den homogenen oder geschichteten Boden und bei der Immission in Gebäuden näherungsweise erfasst. In (Auersch, 2020) wird gezeigt, dass diese einfachen Prognosemodelle die Ergebnisse von detaillierten Modellen wie der Finite-Element-Randelement-Methode für das Gleis, die Wellenzahlintegrale für den Boden und 3-dimensionale Finite-Element-Modelle für das Gebäude gut wiedergeben können. Dies entspricht auch der Absicht, die Prognosemodelle aus den Ergebnissen der Detailmodelle abzuleiten. Die drei Prognoseteile werden getrennt berechnet, aber es werden physikalisch sinn¬volle Schnittstellen verwendet. Für die Emission und Transmission sind es die auf den Untergrund wirkenden Erregerkräfte von Fahrzeug und Fahrweg, für die Transmission und Immission sind es die Freifeldamplituden des Bodens. 2021 17. D-A-CH-Tagung Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik Online meeting 16.09.2021 17.09.2021 2021-09-20 OPUS4-54557 Zeitschriftenartikel Herrmann, Ralf Digitalisierung sichert die Bauwerke von gestern und das Wissen von morgen Die moderne Gesellschaft in Deutschland und Europa profitiert von der hervorragenden baulichen Infrastruktur, die für uns viele Aspekte aus den Bereichen Mobilität, Energieversorgung, Transport, Umweltschutz, (Nah-)Erholung und Gefahrenabwehr zur Alltäglichkeit werden lassen und uns ein hohes Gefühl der technischen Sicherheit vermitteln. Viele der Annehmlichkeiten, wie beispielweise ein Hochgeschwindigkeitseisenbahnverkehrsnetz, zuverlässige Stromversorgung im europäischen Verbundsystem und ein immenser Personen-, Güter- und Warenverkehr auf der Straße, zu Wasser und in der Luft ist ohne eine leistungsfähige, resiliente und zuverlässige bauliche Infrastruktur undenkbar. Berlin Ernst & Sohn GmbH 2022 Bautechnik 99 3 161 162 10.1002/bate.202270303 2022-03-30 OPUS4-55458 Vortrag Balscheit, Hagen Buckling Behavior of embedded Shells Presentation on ongoing test campaign on buckling of embedded piles, which is part of the VERBATIM-Project. 2022 Phd Seminar LFU-Innsbruck Innsbruck, Austria 24.06.2022 24.06.2022 2022-08-10 OPUS4-55492 Zeitschriftenartikel Simon, Patrick; Helmrich, M.; Herrmann, Ralf; Schneider, Ronald; Baeßler, Matthias; Lorelli, S.; Morgenthal, G. Maintalbrücke Gemünden: Bauwerksmonitoring und -identifikation aus einem Guss Die Infrastruktursysteme der Industriestaaten erfordern heute und in Zukunft ein effizientes Management bei alternder Bausubstanz, steigenden Lasten und gleichbleibend hohem Sicherheitsniveau. Digitale Technologien bieten ein großes Potenzial zur Bewältigung der aktuellen und künftigen Herausforderungen im Infrastrukturmanagement. Im BMBF-geförderten Projekt Bewertung alternder Infrastrukturbauwerke mit digitalen Technologien (AISTEC) wird untersucht, wie unterschiedliche Technologien und deren Verknüpfung gewinnbringend eingesetzt werden können. Am Beispiel der Maintalbrücke Gemünden werden ein sensorbasiertes Bauwerksmonitoring, bildbasierte Inspektion mit durch Kameras ausgestatteten Drohnen (UAS) und die Verknüpfung digitaler Bauwerksmodelle umgesetzt. Die aufgenommenen Bilder dienen u. a. als Grundlage für spätere visuelle Anomaliedetektionen und eine 3D-Rekonstruktion, welche wiederum für die Kalibrierung und Aktualisierung digitaler Tragwerksmodelle genutzt werden. Kontinuierlich erfasste Sensordaten werden ebenfalls zur Kalibrierung und Aktualisierung der Tragwerksmodelle herangezogen. Diese Modelle werden als Grundlage für Anomaliedetektionen und perspektivisch zur Umsetzung von Konzepten der prädiktiven Instandhaltung verwendet. Belastungsfahrten und historische Daten dienen in diesem Beitrag der Validierung von kalibrierten Tragwerksmodellen. Berlin Ernst & Sohn 2022 Bautechnik 99 3 163 172 urn:nbn:de:kobv:b43-554924 10.1002/bate.202100102 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de 2022-08-16 OPUS4-55493 Beitrag zu einem Tagungsband Simon, Patrick; Herrmann, Ralf; Schneider, Ronald; Hille, Falk; Baeßler, Matthias; El-Athman, Rukeia Research Data Management of Structural Health Monitoring Projects and Subsequent Applications of Artificial Intelligence Methods Structural health monitoring (SHM) intends to improve the management of engineering structures. The number of successful SHM projects - especially SHM research projects - is ever growing, yielding added value and more scientific insight into the management of infrastructure asset. With the advent of the data age, the value of accessible data becomes increasingly evident. In SHM, many new data-centric methods are currently being developed at a high pace. A consequent application of research data management (RDM) concepts in SHM projects enables a systematic management of raw and processed data, and thus facilitates the development and application of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) methods to the SHM data. In this contribution, a case study based on an institutional RDM framework is presented. Data and metadata from monitoring the structural health of the Maintalbrücke Gemünden for a period of 16 months are managed with the RDM system BAM Data Store, which makes use of the openBIS data management software. An ML procedure is used to classify the data. Feature engineering, feature training and resulting data are performed and modelled in the RDM system. Boca Raton CRC Press 2022 Bridge safety, maintenance, management, life-cycle, resilience and sustainability - Proceedings of the eleventh International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS 2022), Barcelona, Spain, July 11-15, 2022 978-1-032-35623-5 11th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS2022) Barcelona, Spain 11.07.2022 15.07.2022 1061 1068 10.1201/9781003322641-127 2022-08-16 OPUS4-55494 Vortrag Simon, Patrick Research Data Management of Structural Health Monitoring Projects and Subsequent Applications of Artificial Intelligence Methods Structural health monitoring (SHM) intends to improve the management of engineering structures. The number of successful SHM projects - especially SHM research projects - is ever growing, yielding added value and more scientific insight into the management of infrastructure asset. With the advent of the data age, the value of accessible data becomes increasingly evident. In SHM, many new data-centric methods are currently being developed at a high pace. A consequent application of research data management (RDM) concepts in SHM projects enables a systematic management of raw and processed data, and thus facilitates the development and application of artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) methods to the SHM data. In this contribution, a case study based on an institutional RDM framework is presented. Data and metadata from monitoring the structural health of the Maintalbrücke Gemünden for a period of 16 months are managed with the RDM system BAM Data Store, which makes use of the openBIS data management software. An ML procedure is used to classify the data. Feature engineering, feature training and resulting data are performed and modelled in the RDM system. 2022 11th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS2022) Barcelona, Spain 11.07.2022 15.07.2022 2022-08-16 OPUS4-55495 Vortrag Simon, Patrick Sensorbasierte Systemidentifikation Die aktuelle Instandhaltungsstrategien von Ingenieurbauwerken arbeiten zustandsbasiert und stützen sich auf visuelle Inspektionen in kurzen, starren Intervallen. Beim Übergang zu Predicitive-Maintenance-Strategien können Sensordaten eigesetzt werden um Prognosemodelle der Bauwerke zu aktualisieren. Ein erster Schritt hierzu ist die sensorbasierte Systemidentifikation. 2022 Abschlussveranstaltung AISTEC Berlin, Germany 02.05.2022 2022-08-16 OPUS4-55496 Vortrag Schneider, Ronald Belastungsversuch und Methodenvalidierung an der Maintalbrücke Gemünden Im Projekt AISTEC wurden Methoden entwickelt, die der prädiktiven Instandhaltung von Ingenieurbauwerken dienen. Zur Validierung dieser Methoden wurden an einem Referenzbauwerk - der Maintalbrücke Gemünden - Belastungstests durchgeführt. 2022 Abschlussveranstaltung AISTEC Berlin, Germany 02.05.2022 2022-08-16 OPUS4-55651 Vortrag Eichner, Lukas A framework for data and structural integrity management for support structures in offshore wind farms based on building information modelling Support structures of wind turbines in German offshore wind farms are regularly inspected. Currently, inspection outcomes are generally not systematically recorded. This prevents their consistent handling and processing, which is a key requirement to enable an efficient structural integrity management. As part of the DiMoWind-Inspect project, a data model and reference designation system for such inspection results is developed to facilitate their identification, localization, quantification, tracing and linking throughout the lifetime of a wind farm and beyond. The inspection results together with structural health monitoring results and information on repairs form the basis for assessing and predicting the structural condition, estimating the remaining lifetime, and planning of future inspections, structural health monitoring, and repairs. As a basis for developing a digital structural integrity management, a generic framework is proposed in this paper, which describes the stakeholders, data, models, processes and workflows of the integrity management of support structures in offshore wind farms and their interrelations. The framework adopts a building information modelling approach to describe the information relevant to the structural integrity management. The central digital space of the framework is a common data environment. An implementation of the framework will enable a digital structural integrity management in which inspection, structural health monitoring, repair, assessment and planning outcomes generated throughout the life cycle of a wind farm can be consistently collected, managed, shared and processed by the relevant shareholders. 2022 8th International Symposium on Reliability Engineering and Risk Management Hannover, Germany 04.09.2022 07.09.2022 2022-09-12 OPUS4-55656 Beitrag zu einem Tagungsband Eichner, Lukas; Gerards, Paul; Herrmann, Ralf; Schneider, Ronald; Hille, Falk; Baeßler, Matthias A framework for data and structural integrity management for support structures in offshore wind farms based on building information modelling Support structures of wind turbines in German offshore wind farms are regularly inspected. Currently, inspection outcomes are generally not systematically recorded. This prevents their consistent handling and processing, which is a key requirement to enable an efficient structural integrity management. As part of the DiMoWind-Inspect project, a data model and reference designation system for such inspection results is developed to facilitate their identification, localization, quantification, tracing and linking throughout the lifetime of a wind farm and beyond. The inspection results together with structural health monitoring results and information on repairs form the basis for assessing and predicting the structural condition, estimating the remaining lifetime, and planning of future inspections, structural health monitoring, and repairs. As a basis for developing a digital structural integrity management, a generic framework is proposed in this paper, which describes the stakeholders, data, models, processes and workflows of the integrity management of support structures in offshore wind farms and their interrelations. The framework adopts a building information modelling approach to describe the information relevant to the structural integrity management. The central digital space of the framework is a common data environment. An implementation of the framework will enable a digital structural integrity management in which inspection, structural health monitoring, repair, assessment and planning outcomes generated throughout the life cycle of a wind farm can be consistently collected, managed, shared and processed by the relevant shareholders. Singapore Research Publishing ISRERM Organizers 2022 Proc. of the 8th Intl. Symp. on Reliability Engineering and Risk Management (ISRERM 2022) 8th International Symposium on Reliability Engineering and Risk Management Hannover, Germany 04.09.2022 07.09.2022 111 117 10.3850/978-981-18-5184-1_MS-04-161-cd 2022-09-12 OPUS4-55627 Beitrag zu einem Tagungsband Niederleithinger, Ernst; Hille, Falk; Hofmann, Detlev; Kind, Thomas Isecke, B.; Krieger, J. Überwachung der Brücke Altstädter Bahnhof, Brandenburg./H. Begleituntersuchungen mit moderner Sensorik und zerstörungsfreier Prüfung Die B1 Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel wurde im Dezember 2019 aufgrund von während einer turnusmäßigen Inspektion entdeckten Rissen und Hohlstellen entlang der vorgespannten Längsträger gesperrt und im Mai 2021 abgebrochen. In der Zwischenzeit wurde die Brücke detailliert überwacht. Vor dem Abriss wurden zudem umfangreiche Untersuchungen zur Bestandsaufnahme und Schadensanalyse sowie Tests moderner Sensorik vorgenommen. Dabei konnte sowohl die richtige, zuvor nicht sicher bekannte Anzahl von Spanngliedern in den Querträgern sicher ermittelt werden als auch durch moderne Varianten der Schwingungsmessungen und der faseroptischen Sensorik zusätzliche Kenntnisse püber das Bauwerksverhalten ermittelt werden . In dem Beitrag werden die Verfahren mit ihren Möglichkeiten und Grenzen vorgestellt, die Ergebnissee an der Brücke in Brandenburg erläutert und zukünftige Einsatzmöglichkeiten diskutiert. Tübingen Expert Verlag Technische Akademie Esslingen (TAE) 2022 5. Brückenkolloquium, Tagungshandbuch 2022 978-3-8169-3549-0 5. Brückenkolloquium Ostfildern, Germany 06.09.2022 07.09.2022 555 566 2022-09-08 OPUS4-55628 Vortrag Niederleithinger, Ernst Überwachung der Brücke Altstädter Bahnhof, Branden-burg./H. Die B1 Brücke am Altstädter Bahnhof in Brandenburg an der Havel wurde im Dezember 2019 aufgrund von während einer turnusmäßigen Inspektion entdeckten Rissen und Hohlstellen entlang der vorgespannten Längsträger gesperrt und im Mai 2021 abgebrochen. In der Zwischenzeit wurde die Brücke detailliert überwacht. Vor dem Abriss wurden zudem umfangreiche Untersuchungen zur Bestandsaufnahme und Schadensanalyse sowie Tests moderner Sensorik vorgenommen. Dabei konnte sowohl die richtige, zuvor nicht sicher bekannte Anzahl von Spanngliedern in den Querträgern sicher ermittelt werden als auch durch moderne Varianten der Schwingungsmessungen und der faseroptischen Sensorik zusätzliche Kenntnisse püber das Bauwerksverhalten ermittelt werden . In dem Beitrag werden die Verfahren mit ihren Möglichkeiten und Grenzen vorgestellt, die Ergebnissee an der Brücke in Brandenburg erläutert und zukünftige Einsatzmöglichkeiten diskutiert. 2022 5. Brückenkolloquium Ostfildern, Germany 06.09.2022 07.09.2022 2022-09-08 OPUS4-55472 Beitrag zu einem Tagungsband Baeßler, Matthias; Herrmann, Ralf; Hille, Falk; Wille, Frank Dynamisches Verhalten und Überwachung des Großen Fallturms der BAM in Horstwalde Falltürme sind Bauwerke, die als Versuchsanlagen sehr speziellen, impulsartigen Belastungen ausgesetzt sind. Am Fallturm auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM wurde bei Routineinspektionen eine Abnahme der strukturellen Integrität in Form von Vorspannungsverlusten in den Bolzen der Stahlverbindungen festgestellt. Um ein Verständnis für die zugrundeliegenden Trag- und Schädigungsmechanismen zu erlangen, wurde ein umfassendes Structural Health Monitoring (SHM) System geplant und am Bauwerk installiert unter Nutzung von digitalen Bauwerksmodellen. Für die Auslegung des Überwachungssystems, insbesondere aber zur Unterstützung der Untersuchung des Schädigungsprozesses, wurden Finite-Elemente-Modelle erstellt. Um sicherzustellen, dass die FE-Modelle das reale Tragwerksverhalten mit ausreichender Genauigkeit abbilden, mussten sie jedoch in Bezug auf die gemessenen Antworten des Tragwerks kalibriert werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt experimentelle und numerische Untersuchungen zur Identifizierung des strukturellen Systems des Stahlrohrgitterturms in Vorbereitung einer Überwachungskampagne. Die Auswertung von gemessenen Schwingungen unter ambienter Anregung ermöglichte die Identifizierung der Eigenfrequenzen mehrerer globaler Schwingungsmoden des Fallturms. Zur Modellvalidierung wurde zunächst eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um die Parameter mit dem größten Einfluss zu ermitteln. Anschließend wurde ein evolutionärer Algorithmus (EA) zur Optimierung nach dem Prinzip der Minimierung der Differenzen zwischen gemessenen und simulierten charakteristischen Antworten eingesetzt. Das aktualisierte Modell wurde schließlich an der dynamischen Reaktion der Turmstruktur infolge einer realen Falltest-induzierten Stoßbelastung validiert. Die Ergebnisse zeigten eine gute Übereinstimmung zwischen numerischen und experimentellen Ergebnissen. Düsseldorf VDI-Verlag VDI Wissensforum 2022 7. VDI-Fachtagung Baudynamik 2379 978-3-18-092379-6 7. VDI-Fachtagung Baudynamik Würzburg, Germany 27.04.2022 28.04.2022 265 284 10.51202/9783181023792-265 2022-08-11 OPUS4-55473 Vortrag Eichner, Lukas Optimal sensor placement for vibration-based structural health monitoring obtained via value of information analysis as part of a digital structural integrity management of offshore structures A digital structural integrity management of offshore structures enables an optimized planning of inspections and repairs with risk-based methods. In a risk-based approach, the inspection and repair strategy that minimizes the expected lifetime costs consisting of the expected inspection, repair and failure costs is determined. In addition to inspections, information on the structural condition can be continuously obtained by monitoring the vibration response of the structural system. Changes in the vibration characteristics quantified in terms of modal properties can be an indication of structural damage. In risk-based inspection and repair planning, the effect of monitoring results is determined via Bayesian updating of the structural condition and reliability. This information should be applied to inform decisions on inspections and may result in a reduced inspection effort. The benefit of continuously monitoring the structural health can be quantified in terms of the value of information, which corresponds to the difference between the expected lifetime costs with and without monitoring. In this work, we demonstrate in a numerical example how an optimized sensor placement for a vibration-based structural health monitoring system can be determined by maximizing the value of information. 2022 3rd International Conference on Health Monitoring of Civil & Maritime Structures (HeaMES 2022) Online meeting 08.06.2022 09.06.2022 2022-08-11 OPUS4-55474 Beitrag zu einem Tagungsband Hille, Falk; Nerger, Deborah; Moosavi, Robabeh; Grunwald, Marcel Discussion on data evaluation of tomographic and numerical results The contribution discusses the processing and analysis of data generated on two different ways of investigations for impact damage in reinforced concrete structures. Damage investigations are essential to determine type and characteristics of damage and thus the residual capacity. Damage describing data is generated using two different types of investigation, a non-destructive tomographic as well as numerical examination. Subsequently, data of both sources was merged and analysed. Within the research project "Behaviour of structural components during impact load conditions caused by aircraft fuel tank collision" reinforces concrete plates were damaged by impact loading, see Hering (2020). Afterwards the damaged specimens were investigated tomographically as well as numerically using several methods and models. Aim of the presented research work was to specify an objective comparability of numerical data with experimentally determined damage patterns and based on this, to establish a quantitative damage evaluation. IASMIRT International Association for Structural Mechanics in Reactor Technology 2022 Proceedings of 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology Potsdam, Germany 10.07.2022 15.07.2022 1 8 2022-08-11 OPUS4-55476 Vortrag Hille, Falk Discussion on data evaluation of tomographic and numerical results The contribution discusses the processing and analysis of data generated on two different ways of investigations for impact damage in reinforced concrete structures. Damage investigations are essential to determine type and characteristics of damage and thus the residual capacity. Damage describing data is generated using two different types of investigation, a non-destructive tomographic as well as numerical examination. Subsequently, data of both sources was merged and analysed. Within the research project "Behaviour of structural components during impact load conditions caused by aircraft fuel tank collision" reinforces concrete plates were damaged by impact loading, see Hering (2020). Afterwards the damaged specimens were investigated tomographically as well as numerically using several methods and models. Aim of the presented research work was to specify an objective comparability of numerical data with experimentally determined damage patterns and based on this, to establish a quantitative damage evaluation. 2022 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology Potsdam, Germany 10.07.2022 15.07.2022 2022-08-11 OPUS4-55478 Vortrag Hille, Falk; Herrmann, Ralf Structural Health Monitoring am Großen Fallturm der BAM In diesem Beitrag wird die Structural Health Monitoring Kampagne am Großen Fallturm der BAM vorgestellt. 2022 Seminar "Zerstörungsfreie Prüfung" Online meeting 13.01.2022 2022-08-11 OPUS4-55465 Beitrag zu einem Tagungsband Eichner, Lukas; Schneider, Ronald; Simon, Patrick; Baeßler, Matthias Optimal sensor placement for vibration-based structural health monitoring obtained via value of information analysis as part of a digital structural integrity management of offshore structures A digital structural integrity management of offshore structures enables an optimized planning of inspections and repairs with risk-based methods. In a risk-based approach, the inspection and repair strategy that minimizes the expected lifetime costs consisting of the expected inspection, repair and failure costs is determined. In addition to inspections, information on the structural condition can be continuously obtained by monitoring the vibration response of the structural system. Changes in the vibration characteristics quantified in terms of modal properties can be an indication of structural damage. In risk-based inspection and repair planning, the effect of monitoring results is determined via Bayesian updating of the structural condition and reliability. This information should be applied to inform decisions on inspections and may result in a reduced inspection effort. The benefit of continuously monitoring the structural health can be quantified in terms of the value of information, which corresponds to the difference between the expected lifetime costs with and without monitoring. In this work, we demonstrate in a numerical example how an optimized sensor placement for a vibration-based structural health monitoring system can be determined by maximizing the value of information. ASRANet Ltd 2022 3rd International Conference on Health Monitoring of Civil & Maritime Structures (HeaMES 2022) - Proceedings 978-1-8383226-7-0 3rd International Conference on Health Monitoring of Civil & Maritime Structures (HeaMES 2022) Online meeting 08.06.2022 09.06.2022 23 32 2022-08-10 OPUS4-55470 Vortrag Baeßler, Matthias Dynamisches Verhalten und Überwachung des Großen Fallturms der BAM in Horstwalde Falltürme sind Bauwerke, die als Versuchsanlagen sehr speziellen, impulsartigen Belastungen ausgesetzt sind. Am Fallturm auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM wurde bei Routineinspektionen eine Abnahme der strukturellen Integrität in Form von Vorspannungsverlusten in den Bolzen der Stahlverbindungen festgestellt. Um ein Verständnis für die zugrundeliegenden Trag- und Schädigungsmechanismen zu erlangen, wurde ein umfassendes Structural Health Monitoring (SHM) System geplant und am Bauwerk installiert unter Nutzung von digitalen Bauwerksmodellen. Für die Auslegung des Überwachungssystems, insbesondere aber zur Unterstützung der Untersuchung des Schädigungsprozesses, wurden Finite-Elemente-Modelle erstellt. Um sicherzustellen, dass die FE-Modelle das reale Tragwerksverhalten mit ausreichender Genauigkeit abbilden, mussten sie jedoch in Bezug auf die gemessenen Antworten des Tragwerks kalibriert werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt experimentelle und numerische Untersuchungen zur Identifizierung des strukturellen Systems des Stahlrohrgitterturms in Vorbereitung einer Überwachungskampagne. Die Auswertung von gemessenen Schwingungen unter ambienter Anregung ermöglichte die Identifizierung der Eigenfrequenzen mehrerer globaler Schwingungsmoden des Fallturms. Zur Modellvalidierung wurde zunächst eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um die Parameter mit dem größten Einfluss zu ermitteln. Anschließend wurde ein evolutionärer Algorithmus (EA) zur Optimierung nach dem Prinzip der Minimierung der Differenzen zwischen gemessenen und simulierten charakteristischen Antworten eingesetzt. Das aktualisierte Modell wurde schließlich an der dynamischen Reaktion der Turmstruktur infolge einer realen Falltest-induzierten Stoßbelastung validiert. Die Ergebnisse zeigten eine gute Übereinstimmung zwischen numerischen und experimentellen Ergebnissen. 2022 7. VDI-Fachtagung Baudynamik Würzburg, Germany 27.04.2022 28.04.2022 2022-08-11 OPUS4-55422 Beitrag zu einem Tagungsband Thiele, Marc; Makris, Ralf Aign, J. Reinforcement bar and reinforcement bar splicing systems under impact loading - Experimental tests and test specification Reinforced concrete is a widely used material for power generation structures, where load scenarios like impact loadings need to be considered. In this context mechanical splicing systems for the connection of reinforcement bars are of specific interest and impact resistance for the splicing systems has to be verified. High speed tensile tests need to be performed on splicing systems for reinforcement bars to confirm the capability of the coupler to resist impact loading. Furthermore, the ability of the reinforcement steel to dissipate energy by ductile behaviour with pronounced plastic strains should be confirmed by these tests. During the last decades comprehensive experiences were developed at BAM performing high speed tensile tests on reinforcement bars as well as on several splicing systems. For the lack of available standards defining these tests in detail an appropriate test procedure was developed and continuously optimized during this period at BAM. The test procedure is partially based on testing principles adapted from available standards. The main intention behind this test procedure is to perform high-speed tensile tests with a specific constant strain rate generated at the specimen. Furthermore, main objective was to establish a procedure to guarantee the comparability of test results for different diameter of reinforcement as well as for different types of couplers. Besides the pure execution of the high-speed tensile tests, the test specification also declares how to evaluate the measurements and the test results. Finally, some typical results will be presented in this contribution. 2022 Conference Proceedings SMIRT 26 SMIRT 26 Potsdam, Germany 10.07.2022 15.07.2022 1 10 2022-08-03 OPUS4-55770 Vortrag Schneider, Ronald Überwachung von Brücken mit digitalen Methoden Brücken werden durch Inspektionen und teilweise durch Monitoring überwacht, um Daten und Informationen über den Zustand und die Einwirkungen zu sammeln. Auf deren Grundlage werden Entscheidungen hinsichtlich Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit und Verfügbarkeit getroffen. In diesem Vortrag werden die Potentiale der Digitalisierung zur Unterstützung und Verbesserung der Brückenüberwachung diskutiert. Insbesondere werden die Bereiche Datenmanagement, Brückenmodellierung und Entscheidungsfindung betrachtet. 2022 BVPI Arbeitstagung 2022 Berlin, Germany 16.09.2022 17.09.2022 2022-09-21 OPUS4-55774 Dissertation Viefhues, Eva Subspace-based damage detection in engineering structures considering reference uncertainties and temperature effects Automated vibration-based damage detection is of increasing interest for structural health monitoring of engineering structures. In this context, stochastic subspace-based damage detection (SSDD) compares measurements from a testing state to a data-driven reference model in a statistical framework. In this thesis theoretical developments have been proposed to improve the robustness of SSDD for realistic applications conditions. First, a statistical test has been proposed considering the statistical uncertainties about the model obtained from the reference data. This leads to a precise description of the test's distribution properties and damage detection thresholds. Second, an approach has been developed to account for environmental effects in SSDD. Based on reference measurements at few different environmental conditions, a test is derived with respect to an adequate interpolated reference. The proposed methods are validated in numerical simulations and applied to experimental data from the laboratory and outdoor structures. Universite de Rennes Universite de Rennes 2021 1 191 2022-09-21 OPUS4-56655 Vortrag Pittner, Andreas; Winterkorn, René; Fabry, Cagtay; Rethmeier, Michael; Ratkovac, Mirjana; Thiele, Marc; Baeßler, Matthias Innovative Design- und Fertigungsstrategien zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau Ziel des Verbundvorhabens „SmartWeld" ist es, für die schweißtechnische Fertigung von Stahlbaustrukturen exemplarisch am Beispiel von Hohlprofilknoten, welche als designrelevante Elemente von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) einsetzbar sind, die Möglichkeiten des Leichtbaus unter konsequenter Digitalisierung der Fertigungskette aufzuzeigen, um einerseits die Ressourceneffizienz zu forcieren und gleichzeitig wettbewerbsfähige Fertigungsstrategien aufzuzeigen. Innerhalb von „SmartWeld" werden daher die Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Fertigung von Leichtbau-Gründungsstrukturen am Beispiel aufgelöster Tragstrukturen (Jackets) aufgezeigt. Eine lastgerechte Auslegung der Schweißverbindungen nach bionischen Prinzipien ermöglicht, weitere Einsparpotenziale an Ressourcen bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer zu erschließen. Die Ausnutzung konstruktiver Prinzipien des Leichtbaus zur Erzeugung innovativer und ressourcenschonender Produkte erfordert den Einsatz digitaler Werkzeuge in der Designphase, der virtuellen Absicherung, der Fertigung und Qualitätsüberwachung sowie nachgelagerten Bauteilprüfung zur Abbildung der Nutzungsphase. Im Rahmen der Arbeiten wird daher der gesamte Produktentstehungs- und Prüfprozess betrachtet. Dies beinhaltet das Design im Kontext des konstruktiven Leichtbaus, den schweißtechnischen Fertigungsprozess, die Bauteilprüfung sowie den Transfer der Ergebnisse in die Industrie durch serientaugliche Demonstratoren. Der Fokus der Arbeiten ist, die Fertigung auch im Umfeld eines für großskalige Stahlstrukturen üblichen hohen Individualisierungsgrades schweißtechnisch zu automatisieren und das Leichtbaupotenzial gezielt umzusetzen. Die Vorgaben aus der Designphase hinsichtlich einer lastgerechten Gestaltung bzw. Implementierung bionischer Ansätze können so gezielt durch einen adaptiven, automatisierten Schweißprozess eingestellt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Ermüdungs¬festigkeit und damit Produktlebensdauer, wodurch die Strukturen dünnwandiger ausgeführt und Ressourcen sowie CO2 eingespart werden können. 2022 9. Forum Leichtbau - Fortschrittliche Fertigungstechnologien und Werkstoffe für den Klimaschutz Berlin, Germany 29.09.2022 2022-12-21 OPUS4-56656 Vortrag Pittner, Andreas; Winterkorn, René; Fabry, Cagtay; Rethmeier, Michael; Ratkovac, Mirjana; Thiele, Marc; Baeßler, Matthias Innovative Design- und Fertigungsstrategien zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau Ziel des Verbundvorhabens „SmartWeld" ist es, für die schweißtechnische Fertigung von Stahlbaustrukturen exemplarisch am Beispiel von Hohlprofilknoten, welche als designrelevante Elemente von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) einsetzbar sind, die Möglichkeiten des Leichtbaus unter konsequenter Digitalisierung der Fertigungskette aufzuzeigen, um einerseits die Ressourceneffizienz zu forcieren und gleichzeitig wettbewerbsfähige Fertigungsstrategien aufzuzeigen. Innerhalb von „SmartWeld" werden daher die Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Fertigung von Leichtbau-Gründungsstrukturen am Beispiel aufgelöster Tragstrukturen (Jackets) aufgezeigt. Eine lastgerechte Auslegung der Schweißverbindungen nach bionischen Prinzipien ermöglicht, weitere Einsparpotenziale an Ressourcen bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer zu erschließen. Die Ausnutzung konstruktiver Prinzipien des Leichtbaus zur Erzeugung innovativer und ressourcenschonender Produkte erfordert den Einsatz digitaler Werkzeuge in der Designphase, der virtuellen Absicherung, der Fertigung und Qualitätsüberwachung sowie nachgelagerten Bauteilprüfung zur Abbildung der Nutzungsphase. Im Rahmen der Arbeiten wird daher der gesamte Produktentstehungs- und Prüfprozess betrachtet. Dies beinhaltet das Design im Kontext des konstruktiven Leichtbaus, den schweißtechnischen Fertigungsprozess, die Bauteilprüfung sowie den Transfer der Ergebnisse in die Industrie durch serientaugliche Demonstratoren. Der Fokus der Arbeiten ist, die Fertigung auch im Umfeld eines für großskalige Stahlstrukturen üblichen hohen Individualisierungsgrades schweißtechnisch zu automatisieren und das Leichtbaupotenzial gezielt umzusetzen. Die Vorgaben aus der Designphase hinsichtlich einer lastgerechten Gestaltung bzw. Implementierung bionischer Ansätze können so gezielt durch einen adaptiven, automatisierten Schweißprozess eingestellt werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Ermüdungs¬festigkeit und damit Produktlebensdauer, wodurch die Strukturen dünnwandiger ausgeführt und Ressourcen sowie CO2 eingespart werden können. 2022 Sitzung des DVS Fachausschuss FA03 - Lichtbogenschweißen Rostock, Germany 11.10.2022 2022-12-21 OPUS4-56657 Vortrag Pittner, Andreas; Winterkorn, René; Fabry, Cagtay; Rethmeier, Michael; Ratkovac, Mirjana; Thiele, Marc; Baeßler, Matthias Innovative Design- und Fertigungsstrategien zur Steigerung der Leichtbaupotenziale im Stahlbau Offshore wind energy plays an important role for the desired transition towards a carbon dioxide free industry within the next decades. However, the grounding of the offshore wind plants governs the overall installation process besides bureaucratic bottlenecks. The application of lightweight principles in steel construction, e.g. the usage dissolved load-bearing structures, so called Jackets foundations, offer great potential in reducing the resource consumption, especially with respect to the needed amount of steel. In this context this presentation focuses on a fully digitalization of the welding manufacturing and as well as testing chain to enable a fully automated manufacturing as well as quality assessment of tubular nodes as key element of Jackets foundation structures. Furthermore, the relationship between the seam shape geometry and resulting fatigue strength is evaluated by numerical methods incorporating bionic principles. It is shown that tubular nodes can be welded fully automatically taking geometry tolerances into account. Moreover, the seam shape could be manufactured as requested by the numerical models which offers great potential for an extended lifetime. Subsequently, the improvements in resource efficiency and reduction of carbon dioxide emissions are evaluated by a life-cycle-assessment. 2022 Leichtbau in der Hauptstadtregion - Rohstoffe - Recycling - Rohstoffe: Kreislaufwirtschaft im Leichtbau Berlin, Germany 28.11.2022 2022-12-21 OPUS4-56663 Zeitschriftenartikel Mendler, A.; Döhler, M.; Hille, Falk Detecting changes in boundary conditions based on sensitivity-based statistical tests Structural health monitoring is a promising technology to automatically detect structural changes based on permanently installed sensors. Vibration-based methods that evaluate the global system response to ambient excitation are suited to diagnose changes in boundary conditions, i.e., changes in member prestress or imposed displacements. In this paper, these changes are evaluated based on sensitivity-based statistical tests, which are capable of detecting and localizing parametric structural changes. The main contribution is the analytical calculation of sensitivity vectors for changes in boundary conditions (i.e., changes in prestress or support conditions) based on stress stiffening, and the combination with a numerically efficient algorithm, i.e., Nelson's method. One of the main advantages of the employed damage diagnosis algorithm is that, although it uses physical models for damage detection, it considers the uncertainty in the data-driven features, which enables a reliabilitybased approach to determine the probability of detection. Moreover, the algorithm can be trained and the probability of detecting future damages can be predicted based on data and a model from the undamaged structure, in an unsupervised learning mode, making it particularly relevant for unique structures, where no data from the damaged state is available. For proof of concept, a numerical case study is presented. The study assesses the loss of prestress in a two-span reinforced concrete beam and showcases suitable validation approaches for the sensitivity calculation. Kirchwald NDT.net 2022 E-journal of nondestructive testing 27 International Symposium on Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDT-CE 2022) Zurich, Switzerland 16.08.2022 18.08.2022 9 1 13 urn:nbn:de:kobv:b43-566632 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.de 2022-12-21 OPUS4-56667 Vortrag Hille, Falk Structural Health Monitoring am Großen Fallturm der BAM Am Fallturm auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM wurden bei Inspektionen Vorspannungsverluste in den Bolzen der Stahlverbindungen festgestellt. Um ein Verständnis für die zugrundeliegenden Trag- und Schädigungsmechanismen zu erlangen und um den Zustand der vorgespannten Schraubverbindungen langzeitlich zu überwachen, wurde am Fallturm ein Structural Health Monitoring (SHM) System installiert. Für die Auslegung des Monitoringsystems sowie zur Unterstützung der Untersuchung des Schädigungsprozesses wurde ein numerisches Modell erstellt und in Bezug auf die gemessenen Antworten des Tragwerks kalibriert. Im Vortrag werden die experimentellen und numerischen Untersuchungen zur Systemidentifikation des Stahlrohrgitterturms als auch die Überwachungskampagne mit dem eingesetzten Monitoringsystem sowie die Messergebnisse und deren Bewertung vorgestellt. 2022 Seminar "Zerstörungsfreie Prüfung" am Lehrstuhl für Zerstörungsfreie Prüfung ,Technische Universität München Online meeting 13.01.2022 2022-12-21 OPUS4-56654 Vortrag Pittner, Andreas; Winterkorn, René; Fabry, Cagtay; Rethmeier, Michael; Thiele, Marc; Baeßler, Matthias; Brauser, S. SmartWeld - Leichtbautechnik für Tragstrukturen von Offshore Windenergieanlagen Die Anwendung von Leichtbauprinzipien im Stahlbau, wie z.B. die Verwendung von aufgelösten Tragstrukturen, sog. Jackets-Fundamenten, bietet ein großes Potential zur Reduzierung des Ressourcenverbrauchs, insbesondere im Hinblick auf die benötigte Stahlmenge. In diesem Vortrag zeigen wir die Potenziale einer vollständigen Digitalisierung der schweißtechnischen Fertigungs- und Prüfkette auf, um eine vollautomatische Fertigung sowie Qualitätsprüfung von Rohrknoten als Schlüsselelement von Jackets-Fundamenten zu ermöglichen. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen der Geometrie der Nahtform und der resultierenden Ermüdungsfestigkeit durch numerische Methoden unter Einbeziehung bionischer Prinzipien bewertet. Es wird gezeigt, dass Hohlprofilknoten vollautomatisch unter Berücksichtigung von Geometrietoleranzen geschweißt werden können. Darüber hinaus konnte die Nahtform gemäß den numerischen Modellen hergestellt werden, was ein großes Potenzial für eine verlängerte Lebensdauer bietet. Anschließend werden die Verbesserungen bei der Ressourceneffizienz und die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen durch eine Lebenszyklusanalyse bewertet. 2022 11. Zukunftskonferenz Wind & Maritim Rostock, Germany 01.09.2022 2022-12-21 OPUS4-56643 Vortrag Gerards-Wünsche, Paul Der Weg vom Labor zur industriellen Einsetzbarkeit der Risslumineszenz Der Vortrag beschreibt die Relevanz der Zuverlässigkeitsbewertung von klassischen ZfP- und SHM-Verfahren. Diese Zuverlässigkeitsbewertung soll auch für das an der BAM entwickelte Risslumineszenzverfahren durchgeführt werden. Die Risslumineszenz wird zunächst vorgestellt und es wird beschrieben welchen Weg man beschreiten muss, um eine Zuverlässigkeitsbewertung für eine Technik durchzuführen, die nicht nur als ZfP-Verfahren genutzt werden soll, sondern auch für die Dauerüberwachung unter der Einbindung einer KI-basierten automatisierten Risserkennung. Die mit dieser Erweiterung des Einsatzspektrums einhergehenden Faktoren für Messunsicherheit und -variabilität wird als Problematik erkannt und als zukünftige Aufgabe, die es zu lösen gilt, definiert. 2022 ZfP-Seminar Prof. Große TU München WS22 Online meeting 15.12.2022 15.12.2022 2022-12-21 OPUS4-57176 Vortrag Cuéllar, Pablo Deep foundations for offshore wind turbines - 1st part: axial behavior This presentation deals with the phenomenology and design of pile foundations for offshore wind turbines, and is divided into two lectures. The first lecture presents a brief introduction to the context and peculiarities of such foundations, and then focuses on the particular case of axially loaded piles. This part is most relevant for the relatively slender piles of the multi-pile substructures (i.e. jackets and tripods). A clear distinction between physical phenomenology and practical design is drawn here. 2023 Masters course on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Geotechnical Laboratory of CEDEX Online meeting 17.03.2023 2023-03-21 OPUS4-44285 Zeitschriftenartikel Schwedler, Michael; Dörfeldt, Stefan; Lüddecke, Falk; Seidel, Marc; Thiele, Marc Kurrer, Karl-Eugen Einflussfaktoren auf die Vorspannkraft von Schrauben mit Durchmessern bis M72 in Ringflanschverbindungen Bei Monopfahlgründungen von Offshore-Windenergieanlagen wird die Verbindung zwischen Monopfahl und Übergangsstück als geschraubter Ringflansch ausgeführt. Die zunehmende Leistungsfähigkeit der Windenergieanlagen führt zu immer größeren Schnittgrößen in diesem Anschluss. In der Folge erhöhen sich nicht nur die Querschnittsabmessungen, sondern es kommen auch zunehmend größere Schrauben zum Einsatz. Da die einschlägigen Regelwerke zur Bemessung dieser Verbindungen nicht für Schrauben der Größen M64 oder M72 konzipiert wurden, stellt sich die Frage der Übertragbarkeit auf solche Anwendungsfälle. Im Rahmen des Aufsatzes werden Einflüsse diskutiert, die eine Herabsetzung der Schraubentragfähigkeit verursachen könnten. Diese Einflüsse, vornehmlich geometrische Imperfektionen, werden systematisch untersucht und ergänzend in praxisrelevanten Beispielen bewertet. Die somit gewonnenen Erkenntnisse werden für die abschließende Beurteilung der großen Schrauben in Ringflanschverbindungen herangezogen. Berlin Wilhelm Ernst und Sohn 2018 Stahlbau 87 2 149 161 10.1002/stab.201810571 2018-02-23 OPUS4-43958 Vortrag Cuéllar, Pablo Design challenges for offshore wind-farms. From foundation mechanics to wind-farm aerodynamics This talk provides a brief introduction on general engineering aspects of offshore wind energy production. Then some geomechanical issues for the foundation of OWTs into the seabed are introduced, while the results from experimental investigations and coupled computational analysis are discussed. In the second part of the seminar, the hydromechanical Wave-Tower interaction is firstly discussed. Then, some general aspects of the windfarm aerodynamics are introduced. On the one hand, some modelling possibilities for the wake analysis of single turbines and turbine groups are discussed. And on the other hand the relevance of such analyses for a proper windfarm layout optimization is pointed out. Concerning the geomechanical issues the talk shows that: i) The pile's bearing capacity can degrade under cyclic loading (waves, wind, …). ii) The time effects can be relevant: Capacity improvement can be substantial, but also fragile. iii) There are cyclic PWP effects: Cyclic interaction with pore water may lead to soil softening and an uncoupled analysis (current design practice) is potentially unsafe. And concerning the hydromechanical and aerodynamical design considerations, this seminar shows that: i) Numerical analysis of turbine's interaction with wind/waves is useful and affordable. ii) Simplified models can provide insight into windfarm aerodynamics. iii) Turbulent wake analysis is very relevant for the windfarm layout. 2018 Energy Science Kolloquium Fakultät für Physik, Universität Duisburg-Essen, Germany 25.01.2018 2018-01-30 OPUS4-44764 Vortrag Cuéllar, Pablo Deep foundations for offshore wind turbines This presentation deals with the phenomenology and design of pile foundations for offshore wind turbines, and is divided in two lectures. The first lecture presents a brief introduction to the context and peculiarities of such foundations, and then focuses on the particular case of axially loaded piles. This part is most relevant for the relatively slender piles of the multi-pile substructures (i.e. jackets and tripods). A clear distinction between physical phenomenology and practical design is drawn here. The second lecture continues with the case of lateraly loaded offshore piles, which bears most relevance for the case of the monopile foundations. Here again, a clear separation between physical reality and design methods is intended. Finally, the last part of the second lecture introduces several advanced topics which lie outside the classical design approaches, namely the cyclic pile fatigue and the so-called pile setup (i.e. the time effects on the axial pile capacity). The relevance of these two topics is illustrated with experimental results from a field testing campaign on real large-scale piles. 2018 Masters course on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering 2018, Geotechnical Laboratory of CEDEX Madrid, Spain 13.04.2018 2018-04-25 OPUS4-45352 Vortrag Geißler, Peter Insights into compaction grouting for offshore pile foundations The authors are currently investigating the possibility to apply compaction grouting for offshore pile foundations (Jacket piles as well as monopiles) as a possible retrofitting technique for an optimised foundation concept. In this research project, we are developing a design approach aiming to predict the ideal amount and properties of a grout for a specific soil situation and desired improvement of pile bearing capacity after Installation and during service time. Both numerical and experimental tests have been carried out to investigate the injection process during which a highly viscous grout is injected into the soil under high pressure to displace and compact the surrounding soil without fracturing it. The implicit Material Point Method (MPM) based on a mixed formulation is the numerical technique chosen to deal with the expected large deformations and the arbitrary shape of the developing grout bulb. The usage of MPM prevents both the need of remeshing and the numerical instability induced by extensive mesh distortion. For validation with experimental results, we have constructed a testing chamber with one transparent sidewall. This chamber enables us to observe the injection process directly at the transparent vertical window and to measure the in-plane soil displacements and strains by means of the Digital Image Correlation (DIC) technique. The results already reveal the interrelation of soil and grout properties for a successful usage of this common ground improvement technique. 2018 ASME 2018 37th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE 2018) Madrid, Spain 17.06.2018 22.06.2018 2018-07-04 OPUS4-45472 Vortrag Auersch, Lutz Strukturschwingungen und Schwingungsminderung - Bauwerksmodelle, Messungen vor Ort und auf dem Versuchsgelände der BAM Die Grundidee einer Schwingungsminderung ist es eine tiefe Eigenfrequenz der Struktur zu erreichen, so dass höhere Frequenzen abgemindert werden. Das gilt für die Minderung an der Quelle, zum Beispiel einem Eisenbahngleis, und für die Minderung am Empfänger, dem Gebäude. Die Eigenfrequenz ermittelt man aus dem Verhältnis der Auflagersteifigkeit und der Masse. Wie ist die Masse bei einem Gebäude zu wählen? Und wie ist die Untergrund-steifigkeit zu berücksichtigen? Als Referenzsituation ohne Minderungsma߬nahme? Der Beitrag bringt Rechenergebnisse zu abgefederten Gebäuden mit einfachen und komplexen (FE-) Modellen, Mess- und Rechenergebnisse zur Schwingungsübertragung von unabge-federten Gebäuden. Es wird der Einfluss der Abstimmfrequenz, der Bodensteifigkeit und der „starren" Gebäudemasse untersucht. Die komplexen Gebäudemodelle erlauben, neben der Berechnung einer elastischen Gebäudelagerung, auch die Variation von Gebäudepara¬metern zur Reduktion der Deckenschwingungen. Den Ergebnissen bei der Erschütterungs-übertragung in Gebäude werden zwei ähnliche Beispiele zur elastischen Maschinenlagerung und zur elastischen Gleislagerung gegenübergestellt. 2018 6. VDI-Fachtagung Baudynamik Würzburg, Germany 17.04.2018 18.04.2018 2018-07-16 OPUS4-45506 Beitrag zu einem Tagungsband Said, Samir; Auersch, Lutz Prediction of explosion-induced ground and building vibrations - measured wave velocities, transfer functions and attenuation Explosion-induced ground vibrations have been measured at several places. Results about the wave propagation are shown in this contribution. The particle velocities of the soil have been measured at up to 1000 m distance from the explosion and are presented as time records (seismograms) and one-third octave band spectra (transfer functions). The results are compared with the results of hammer impacts. The seismograms clearly show different wave types, compressional waves of the air, the water and the soil, and the Rayleigh wave. The hammer impacts yield good results up to 100 m and incorporate higher frequencies at about 50 Hz, whereas the explosion results in a ground vibration with frequencies around 10 Hz and a longer range of influence. Explosion and hammer excitations are evaluated for the wave velocities of the soil by using the wavenumber and the spatial auto-correlation method. The attenuation of the ground vibration amplitudes A with distance r can well be presented by a power law A ~ r -q. This type of amplitude-distance law and the corresponding power q > 1 are substantiated in the contribution. The influence of the charge weight W is evaluated as an additional power law A ~ W -p for each measuring site. The power is found quite similarly around q  0.6 as all sites have a medium soft soil such as sand and clay. The obtained amplitude-charge-distance law can be used to predict the explosion-induced ground and building vibrations at other sites. Gliwice, Poland Silesian University of Technology Press ICSV25 Local Committee in Hiroshima 2018 Proceedings of the 25th International Congress on Sound and Vibration, Sound of Peace Bell, 2018 978-83-7880-552-6 International Congress on Sound and Vibration (ICSV25) Hiroshima, Japan 08.07.2018 12.07.2018 1 8 2018-07-19 OPUS4-45457 Beitrag zu einem Sammelband Auersch, Lutz; Said, Samir Bian, Xuecheng; Chen, Y.; Ye, X. Vibration measurements for the control of damaged and repaired railway tracks This contribution presents experimental methods to detect track damage. At BAM (Federal Institute of Material Research and Testing), a measuring car with a measuring system of 72 channels, geophones, mountings, cables, harmonic and impulsive exciters is used for dynamic measurements of the track, the soil and buildings. An instrumented hammer allows force measurements and to evaluate transfer functions of the track, and the soil. Wave measurements are used to identify the soil characteristics. Train passages are measured at the track and for the train induced ground vibrations. In addition to these in situ options, tests of tracks or track elements can be performed in a large laboratory. Singaporer Springer Zhejiang University 2018 Environmental Vibrations and Transportation Geodynamics 978-981-10-4507-3 13 30 10.1007/978-981-10-4508-0_2 2018-07-13 OPUS4-45508 Vortrag Said, Samir Prediction of explosion-induced ground and building vibrations - measured wave velocities, transfer functions and attenuation Explosion-induced ground vibrations have been measured at several places. Results about the wave propagation are shown in this contribution. The particle velocities of the soil have been measured at up to 1000 m distance from the explosion and are presented as time records (seismograms) and one-third octave band spectra (transfer functions). The results are compared with the results of hammer impacts. The seismograms clearly show different wave types, compressional waves of the air, the water and the soil, and the Rayleigh wave. The hammer impacts yield good results up to 100 m and incorporate higher frequencies at about 50 Hz, whereas the explosion results in a ground vibration with frequencies around 10 Hz and a longer range of influence. Explosion and hammer excitations are evaluated for the wave velocities of the soil by using the wavenumber and the spatial auto-correlation method. The attenuation of the ground vibration amplitudes A with distance r can well be presented by a power law A ~ r -q. This type of amplitude-distance law and the corresponding power q > 1 are substantiated in the contribution. The influence of the charge weight W is evaluated as an additional power law A ~ W -p for each measuring site. The power is found quite similarly around q  0.6 as all sites have a medium soft soil such as sand and clay. The obtained amplitude-charge-distance law can be used to predict the explosion-induced ground and building vibrations at other sites. 2018 International Congress on Sound and Vibration (ICSV25) Hiroshima, Japan 08.07.2018 12.07.2018 2018-07-19 OPUS4-45471 Beitrag zu einem Tagungsband Auersch, Lutz; Said, Samir Strukturschwingungen und Schwingungsminderung - Bauwerksmodelle, Messungen vor Ort und auf dem Versuchsgelände der BAM Die Grundidee einer Schwingungsminderung ist es eine tiefe Eigenfrequenz der Struktur zu erreichen, so dass höhere Frequenzen abgemindert werden. Das gilt für die Minderung an der Quelle, zum Beispiel einem Eisenbahngleis, und für die Minderung am Empfänger, dem Gebäude. Die Eigenfrequenz ermittelt man aus dem Verhältnis der Auflagersteifigkeit und der Masse. Wie ist die Masse bei einem Gebäude zu wählen? Und wie ist die Untergrundsteifigkeit zu berücksichtigen? Als Referenzsituation ohne Minderungsmaßnahme? Der Beitrag bringt Rechenergebnisse zu abgefederten Gebäuden mit einfachen und komplexen (FE-) Modellen, Mess- und Rechenergebnisse zur Schwingungsübertragung von unabgefederten Gebäuden. Es wird der Einfluss der Abstimmfrequenz, der Bodensteifigkeit und der „starren" Gebäudemasse untersucht. Die komplexen Gebäudemodelle erlauben, neben der Berechnung einer elastischen Gebäudelagerung, auch die Variation von Gebäudeparametern zur Reduktion der Deckenschwingungen. Den Ergebnissen bei der Erschütterungs-übertragung in Gebäude werden zwei ähnliche Beispiele zur elastischen Maschinenlagerung und zur elastischen Gleislagerung gegenübergestellt. Düsseldorf VDI-Verlag VDI Wissensforum 2018 Baudynamik 2018, VDI-Berichte 2321 2321 978-3-18-092321-5 6. VDI Fachtagung Baudynamik Würzburg, Germany 17.04.2018 18.04.2018 421 434 2018-07-16 OPUS4-44961 Dissertation Luong, Thi Mai Hoa Identification of the state of stress in iron and steel truss structures by vibration-based experimental investigations Safety evaluation of truss structures depends upon the determination of the axial forces and corresponding stresses in axially loaded members. Due to presence of damages, change in intended use, increase in service loads or accidental actions, structural assessment of existing truss structures is necessary. This applies particularly to iron and steel trusses that are still in use, including historic and heritage monuments. Precise identification of the stresses plays a crucial role for the preservation of historic trusses. The assessment measures require non-destructiveness, minimum intervention and practical applicability. The axial forces in truss structures can be estimated by static calculations using the method of joints, method of sections or finite element method, if accurate information about parameters such as external loads, geometrical characteristics, mechanical properties, boundary conditions and joint connections are known. However, precise information about these parameters is difficult to be obtained in practice. Especially in the cases of historic constructions, reasonable assumptions about the uncertain parameters may not be acquired. Motivated by the preservation of existing truss−type constructions composed of axially loaded slender members, the present work aims to develop a non-destructive methodology to identify the axial forces or corresponding stress states in iron and steel truss structures. The approach is based on vibration measurements and the finite element method combined with optimization techniques. After a state of the art review, numerical and experimental studies were carried out on three partial systems of truss-type structures. The investigated systems included single bars, a two-bar truss−like system and a five-bar truss. They were developed step-by-step as built-up truss−type constructions that are constituted of individual members connecting at joints. The examined aspects included the effects of structural loading on the dynamic performance of truss structures, modelling of joint connections, mode pairing criteria, selection of updating parameters and definition of an objective function, as well as the use of different optimization techniques. Concerning the axial force effects on the structural dynamic responses, the effects of the stress stiffening become more complicated for multiple-member truss systems with increasing complexity. The coexistence of both compressive and tensile forces in trusses has counteracting effects on the modal parameters. These effects cause variation of natural frequencies and interchange of modes when the loads or corresponding member forces are changed. To examine the axial force effects on the structures at different stress states, in the numerical study and laboratory experiments, loads were applied progressively to the investigated truss−like systems. Regarding the modelling of joints for truss-type structures, the joint flexibility affects the structural dynamic responses. Therefore, the numerical models of truss−type structures include joint models with variable rotational springs to represent semi-rigid connections. Considering the mode pairing criterion, the mode pairing is performed by adapting an enhanced modal assurance criterion with the calculation of the modal strain energy. The criterion allows the selection of desired clusters of degrees of freedom related to specific modes. With respect to the model updating strategies, the selection of updating parameters and the choice of an appropriate objective function are identified to be significantly important. In addition, three different optimization techniques were applied to compare their suitability for the inverse axial force identification and estimation of joint flexibility of truss structures. The results of the numerical study and laboratory tests show that nature-inspired optimization methods are considered as promising techniques. A methodology consisted of a two-stage model updating procedure using optimization techniques was proposed for the determination of multiple member axial forces and estimation of the joint flexibility of truss-type structures. In the first stage optimization, the validation criterion is based on the experimentally identified global natural frequencies and mode shapes of the truss. Additionally, the axial forces in selected individual members of the truss are used. They are estimated from the natural frequencies and five amplitudes of the corresponding local mode shapes of the members using an analytically−based algorithm. Based on the results of the identified axial forces in the first stage, a second optimization procedure for the joint stiffnesses is performed. In this stage, the modal parameters of the global natural frequencies and mode shapes are used as validation criterion. From the results of the laboratory experiments, the identified axial forces by the proposed methodology agree well with the experimentally measured axial forces of the investigated systems at different stress states. Moreover, based on the numerical verification, the identified joint stiffnesses indicate reasonably the joint flexibility in relation to the pinned or rigid conditions. To assess the relevance of the proposed methodology on existing structures in real−life conditions, an in-situ experiment was carried out on a historic Wiegmann-Polonceau truss in the city of Potsdam. The in-situ experiment shows that uncertainties relating the mechanical and geometrical properties of historic trusses as well as the experimental sensor setup can influence the accuracy of the axial force identification. In the present work, recommendations are given for the development of a guideline of measuring concepts and assessment strategies applied to existing truss structures. The intention is to integrate the proposed methodology as part of the Structural Health Monitoring for historic truss-type constructions. Berlin BAM Eigenverlag 2018 BAM-Dissertationsreihe 159 1 195 urn:nbn:de:kobv:b43-449615 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.de 2018-05-22 OPUS4-45020 Posterpräsentation Spitzer, Stefan; Recknagel, Christoph BAM-Monitoringkompetenz am Beispiel des Projekts INFUSE-SensoJoint Datenmanagement der realen Beanspruchungen von Betonautobahnen von der definierten Datenerfassung über Datenverwaltung, Datenübertragung bis zur Datenauswertung 2018 Workshop Digitaler Zwilling BAM, Berlin, Germany 04.06.2018 04.06.2018 2018-06-04