TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Hüsken, Götz A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel ED - Caspeele, R. ED - Taerwe, L. ED - Frangopol, D. M. T1 - Damage mechanisms analysis of reinforced concrete beams in bending using non-destructive testing N2 - Beams that are loaded in transverse direction are one of the main structural elements used in reinforced concrete structures. Bending beams are used, for example, in bridge girders or joists. The strength related failure modes at maximum loading can be divided into bending and shear failure that could occur with or without indication. Conventional design concepts used in practice for designing structural elements subjected to bending aim at failure modes with sufficient indication (e.g. large deflections or cracks), as it occurs in the case of secondary flexure-compression-failure. These indicators can also be used to identify structural changes of civil infrastructure systems (e.g. bridges) using non-destructive testing methods for Structural Health Monitoring (SHM). However, profound knowledge on the determining failure modes of bending beams is required for the reliable application of structural health monitoring. Therefore, resulting effects of different thermal and mechanical loads on the response of a structure are investigated by means of a bridge demonstrator. The results of this investigation are used for developing a monitoring system. Different non-destructive testing (NDT) methods have been used for analyzing the deformation behavior of a reinforced concrete beam in bending. The suitability of the different measuring techniques will be discussed by means of the obtained experimental results. For this purpose, the deformation behavior of a reinforced concrete beam having a span of 2.75 m was investigated in a four-point bending flexural test at laboratory scale. The focus is on the characterization of determining failure modes by the NDT methods and the comparison with classical measuring techniques (e.g. deformation measurements by displacement transducers). The bending tests have been accompanied by Acoustic Emission analysis (AE), optical deformation measurements using Stereophotogrammetry (SP) and Digital Image Correlation (DIC). The conducted tests have shown that the three-dimensional detection of deformations and resulting strains with optical techniques is beneficial for analyzing the damage mechanism of loaded structures and related crack formation and propagation. Optical techniques can be supplemented by acoustic emission testing which gives detailed information on crack formation and progressing damage. The combination of both techniques offers the application as efficient monitoring system for larger structures. T2 - Sixth International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering (IALCCE 2018) CY - Ghent, Belgium DA - 28.10.2018 KW - Concrete Beam KW - Bending KW - Digital Image Correlation KW - Stereophotogrammetry KW - Acoustic Emission Analysis KW - Non-Destructive Testing PY - 2019 SN - 978-1-138-62633-1 SN - 978-1-315-22891-4 SP - 2411 EP - 2417 PB - CRC Press AN - OPUS4-46439 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel A1 - Unger, Jörg F. T1 - Überwachung von Stahlbetonbrücken - Ein Modellprojekt N2 - Die Brücken im Netz der Bundesverkehrswege sind überwiegend in einem ausreichenden bis guten Zustand. Allerdings steigt der Unterhalts- und Sanierungsaufwand aufgrund des inzwischen hohen Alters vieler Brücken sowie des ständig wachsenden Schwerlastverkehrs. Techniken zur Einschätzung der verbleibenden Lebensdauer von Brücken sowie zur dauerhaften Beobachtung des Tragverhaltens bzw. des Erfolges von Sanierungsmaßnahmen werden daher für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb dringend benötigt. Zur Evaluierung dafür geeigneter holistischer Ansätze wurde in der BAM das Projekt BLEIB - Bewertung, Lebensdauerprognose und Instandsetzung von Brückenbauwerken - ins Leben gerufen. Ein zentrales Ergebnis des Projektes ist eine extern vorgespannte Stahlbetonbrücke als Zweifeldträger mit einer Gesamtlänge von 24 m, die für den Test verschiedenster Sensorsysteme, zur Validierung numerischer Modelle und zur Erprobung von Sanierungs- und Verstärkungsmaßnahmen entwickelt wurde. Für die Simulation unterschiedlicher Schädigungsgrade kann die Vorspannung der Brücke variiert werden. Die Brücke wird mit beweglichen Gewichten belastet und über einen Shaker zum Schwingen angeregt. Das Brückenmodell wurde bewusst geschädigt, indem die Vorspannung der Struktur erstmalig schrittweise bis auf null reduziert wurde. Unter der Eigenlast verformte sich die Brücke, wodurch eine Rissbildung im Beton einsetzte. Die Zugspannung, die zuvor durch die Vorspannung aufgenommen wurde, übernahm Schritt für Schritt der Beton. Als die Zugspannungen die relativ geringe Zugfestigkeit des Betons überstiegen, begann dieser zu reißen und die schlaffe Bewehrung der Struktur nahm die Spannungen auf. Dieser Versuch wurde unter anderem von Schallemissionsmessungen begleitet. Der Rissbildungsprozess konnte damit, bei gleichzeitiger Aufzeichnung der Vorspannung, früh detektiert und die Risse geortet werden. Die Ergebnisse korrelieren gut mit den Ergebnissen der stereophotogrammetrischen Verformungsmessungen der Struktur. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Brückenmonitoring KW - Schallemissionsanalyse PY - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-477878 SN - 978-3-947971-00-8 VL - 169 SP - 1 EP - 5 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-47787 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kowitz, Astrid A1 - Wu, Cheng-Chieh A1 - Hille, Falk A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Kadoke, Daniel A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Hauser, S. A1 - Schwarzinger, H. ED - Pastramă, Ş. D. ED - Constantinescu, D. M. T1 - Impact on a micro-reinforced UHPC: Experimental studies versus numerical modeling N2 - Within the presented research project, experimental and numerical investigations were performed to develop a thin-shelled, modular, mobile element system made of a micro-reinforced ultra-high-performance ductile concrete (DUCON®). Material parameters were experimentally determined to adapt the material model within the numerical analysis applying the Drucker-Prager relationship. Afterwards, for validation of the numerical models, quasi-static and high-velocity impact tests were performed on plate-like structures. Finally, a suitable geometry of transportable barrier elements will be designed, which provides a maximum of resistance against impact by a minimum of weight and a maximum of mobility. T2 - 35th Danubia-Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics CY - Sinaia, Romania DA - 25.09.2018 KW - E-modulus KW - Impact KW - UHPC KW - DUCON® KW - Quasi-static and dynamic tests KW - Micro-reinforcement KW - Ductility KW - Mobile elements KW - Numerical modeling KW - Stereo photogrammetry KW - Compressive strength PY - 2018 UR - https://www.das2018.ro/ SN - 978-606-23-0874-2 SP - 11 EP - 12 PB - Editura Printech CY - Bucarest, Romania AN - OPUS4-47001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kowitz, Astrid A1 - Wu, Cheng-Chieh A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Hille, Falk A1 - Kadoke, Daniel A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Hauser, S. A1 - Schwarzinger, H. ED - Bland, S. T1 - Impact on a micro-reinforced UHPC: Experimental studies versus numerical modeling N2 - Within the presented research project, experimental and numerical investigations were performed to develop a thin-shelled, modular, mobile element system made of a micro-reinforced ultra-high-performance ductile concrete (DUCON®). Material parameters were experimentally determined to adapt the material model within the numerical analysis applying the Drucker-Prager relationship. Afterwards, for validation of the numerical models, quasi-static and high-velocity impact tests were performed on plate-like structures. Finally, a suitable geometry of transportable barrier elements will be designed, which provides a maximum of resistance against impact by a minimum of weight and a maximum of mobility. KW - UHPC KW - Impact KW - DUCON® KW - Quasi-static and dynamic tests KW - Micro-reinforcement KW - Ductility KW - Mobile elements KW - Numerical modeling KW - Stereo photogrammetry KW - Compressive strength KW - E-modulus PY - 2019 UR - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785319305115?dgcid=author U6 - https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.03.152 SN - 2214-7853 VL - 12 IS - 2 SP - 474 EP - 483 PB - Elsevier Ltd CY - Amsterdam AN - OPUS4-48181 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hüsken, Götz A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel T1 - The load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam investigated by optical measuring techniques N2 - Bending beams and slabs are typical examples for structural elements used for reinforced concrete structures such as bridge girders, T-beams and bridge decks. Their strength related failure modes at maximum loading can be divided into bending and shear failure. The failure of beams loaded in bending can occur with or without indication. Therefore, conventional design concepts aim on failure modes with sufficient indication (e.g. large deflections or cracks), as it occurs in the case of secondary flexural compression failure. These indicating factors can also be used for Structural Health Monitoring (SHM) of civil infrastructure systems (e.g. bridges) to identify structural changes. In this context, non-destructive testing (NDT) methods offer different techniques for measuring deflections or crack formation and opening. However, profound knowledge on the determining failure modes of bending beams and their detection by NDT methods is required for the reliable application of SHM. Different NDT methods have been used in this study for analysing the load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam in bending. The different measuring techniques are briefly described and their applicability is discussed by means of experimental results. For this purpose, the load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam having a span of 2.75 m was investigated in a four-point bending flexural test at laboratory scale. The focus is on the characterization of determining failure modes by optical NDT and the comparison with classical measuring techniques (e.g. deformation measurements by displacement transducers). The bending beam was equipped with two single-mode (SM) sensor fibres. One fibre served as Distributed Optical Fibre Sensor (DOFS), whereas the other fibre contained Fibre Bragg Grating (FBG) sensors. In addition, optical deformation measurements using Digital Image Correlation (DIC) and Stereophotogrammetry (SP) were conducted. KW - Concrete beam KW - Bending KW - Digital image correlation KW - Stereophotogrammetry KW - Distributed fibre optic sensor KW - Fibre bragg grating PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-524762 VL - 54 IS - 3 SP - Article 102 PB - Springer AN - OPUS4-52476 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel T1 - Stereo-optische Verformungsanalyse an einer 24m-Modellbrücke N2 - Zur Verformungsanalyse einer 24 m langen, extern vorgespannten aber aufgrund von drei Stützfundamenten zwei Teilbereiche bildenden monolithischen Stahlbeton-Modellbrücke wurde ein komplett erfassendes stereo-optisches Messverfahren eingesetzt. Das Verfahren, dessen Kalibrierung sowie die experimentellen Randbedingungen werden beschrieben. Die im Fall quasistatischer Belastungsänderung gemessenen Verformungen zeigten signifikant messbare Verschiebungswerte im unteren mm-Bereich. Bei stochastischer Schwingungsanregung mit einem Shaker können in diesem für das Verfahren großen Messbereich die ersten drei resonanten Betriebsschwingformen bestimmt werden. Die realitätsnah kleinen Schwingungsamplituden sowie die begrenzte Koordinatenauflösung des bei 464 Hz Bild-folgefrequenz mit 4000 x 370 Bildpunkten betriebenen 12MP-Kamerapaares wirken sich limitierend aus. Beispielhafte Animationen zeigen die Verformungen der Modellbrücke unter Laständerung. T2 - 3D-NordOst 2019 CY - Berlin, Germany DA - 05.12.2019 KW - Verformungsanalyse Stereo-Kamera Verschiebungsmessung PY - 2019 AN - OPUS4-50037 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel T1 - 3D-Verschiebungsmessung in großem Messvolumen N2 - Kameragestützte 3D-Verformungsmessung an einem 24 m langen Brückendemonstrator. Bestimmung der lastabhängigen, mittig gestützten Biegelinie als Vektorverschiebungsfeld. T2 - Tag der offenen Tür CY - BAM TTS, Horstwalde, Germany DA - 29.09.2018 KW - Brückendemonstrator KW - 3D-Verformungsmessung KW - Koordinatenmessung KW - Verschiebungsfeld PY - 2018 AN - OPUS4-46499 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -