TY - CONF A1 - Protz, Christian A1 - Völzke, Holger A1 - Ellouz, Manel A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Zencker, Uwe A1 - Grünewald, Heike A1 - Gründer, Klaus-Peter T1 - ConDrop - Development of numerical simulation approaches for drop test analyses of steel sheet containers N2 - According to disposal requirements, containers for radioactive waste have to withstand drop tests at defined conditions corresponding to the considered package category. Alternatively to prototype drop tests, numerical methods can be applied, if they are suitable and sufficiently verified. In this context BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing) started the research project ConDrop to develop a reliable Finite Element (FE) model describing the mechanical behavior of a box shaped steel container during a drop test and to determine unfavorable scenarios within future safety assessment procedures of comparable steel sheet containers. In a first step, a FE model of a representative steel sheet container was developed. Flat bottom-side drop tests with the unloaded container from different heights onto an IAEA target were simulated. In order to verify the numerical calculations, two drop tests with an unloaded KONRAD Type V steel sheet container were carried out at the BAM drop test facility. Both drop tests (flat drop from heights 0.4 m and 5 m onto the unyielding IAEA target) had been documented by various extensive measurements: strain and deceleration measurement by means of strain gauges and accelerometers, high-speed video as well as optical 3D-measurements using the method of projected fringes in combination with close range photogrammetry. The measured strain and deceleration values are presented and compared with the calculated results. T2 - 53rd INMM Annual meeting CY - Orlando, FL, USA DA - 15.07.2012 KW - INMM 53rd annual meeeting PY - 2012 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-26417 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Hüsken, Götz A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel ED - Bohse, Jürgen ED - Purschke, Matthias T1 - Analyse der Schadensmechanismen biegebeanspruchter Stahlbetonbalken mittels zerstörungsfreier Prüftechniken N2 - Der durch Kräfte senkrecht zur Stabachse belastete Balken ist eines der Haupttragelemente des Stahlbetonbaus. Biegebalken finden unter anderem Anwendung in Form von Brückenträgern oder Unterzügen. Die bei maximaler Beanspruchung auftretenden Versagensformen unterteilen sich dabei in Biege- und Querkraftversagen (Schubversagen). Ein Versagen des Balkens kann je nach Versagensmechanismus mit oder ohne Vorankündigung erfolgen. Gebräuchliche Bemessungskonzepte der Baupraxis zur Dimensionierung entsprechender Tragelemente zielen auf ein Versagen mit ausreichender Vorankündigung (große Verformungen oder breite Risse) ab, wie es z.B. beim sekundären Biegedruckversagen entsteht. Für die Zustandsüberwachung von Bauwerken (z.B. Brücken) mittels zerstörungsfreier Prüftechniken sind fundierte Kenntnisse zu den bei Biegebeanspruchung auftretenden Schadensmechanismen erforderlich. Im Rahmen eines BAM-internen Projektes sollen durch praxisnahe Untersuchungen an einer brückenähnlichen Referenzstruktur unterschiedliche auf das Tragwerk einwirkende thermische und mechanische Belastungen untersucht werden und in die Entwicklung eines Monitoringsystems einfließen. Anhand der aus Biegeversuchen vorliegenden Ergebnisse wird der Einsatz unterschiedlicher Methoden der zerstörungsfreien Materialprüfung gezeigt und deren Anwendbarkeit für die Analyse des Verformungsverhaltens von Stahlbetonbalken diskutiert. Hierzu wurde das Verformungsverhalten eines Stahlbetonbalkens (L = 2,75 m) in einem Vierpunkt-Biegeversuch im Labormaßstab untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Charakterisierung der ausschlaggebenden Versagensmodi durch die einzelnen zerstörungsfreien Prüfverfahren und der Vergleich zu klassischen Messmethoden (z.B. Verformungsmessung mittels induktiver Wegaufnehmer (IWA)). Die Biegeversuche wurden dazu durch Schallemissionsanalyse (SEA) und optische Verformungsanalyse mittels Stereo-Fotogrammetrie (SF) und Bildkorrelationsverfahren (BKV) begleitet. T2 - 21. Kolloquium Schallemission CY - Fulda, Germany DA - 09.03.2017 KW - Optische Verformungsanalyse KW - Rissbildung KW - Schallemission KW - Stahlbeton KW - Tragverhalten bei Biegebeanspruchung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-393617 SN - 978-3-940283-82-5 VL - 59 SP - 1 EP - 10 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-39361 LA - deu 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 UR - https://nbn-resolving.org/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 - 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 DO - 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 - CONF A1 - Gründer, Klaus-Peter 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 - 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 - JOUR A1 - Noack-Schönmann, Steffi A1 - Spagin, Olga A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Breithaupt, Mathias A1 - Günther, Achim A1 - Muschik, Bernd A1 - Gorbushina, Anna T1 - Sub-aerial biofilms as blockers of solar radiation: spectral properties as tools to charcterise material-relevant microbial growth N2 - Sub-aerial biofilms (SABs) are ubiquitous microbial communities that develop at the interface between hard surfaces and the atmosphere. Inherent SAB 'core-settlers' include phototrophic algae, cyanobacteria, heterotrophic bacteria and microcolonial fungi (MCF). SABs do not simply cover hard surfaces; they interact with them in myriads of ways and bind to the underlying substrate. Secretion of extracellular mucilage aids adhesion, while organic acids and acidic polysaccharides weather the surface. As protection against solar radiation, many members of the SAB consortia produce shielding pigments while the phototrophic inhabitants are laden with photosynthetic pigments. All absorb light of many wavelengths and in addition, the cells themselves scatter light. Both effects change the spectra of incoming radiation (including wavelengths that are converted to electricity by photovoltaic cells) and decrease its intensity. To quantify these effects on SABs as complex entities of organisms and pigments, we measured the spectral properties of model and natural biofilms transferred to glass. Here we show that SABs growing on solar panels and other substrates scatter incident radiation between 250 nm up to 1800 nm and block up to 70% of its transmission. Model biofilms have the advantage that their microbial components can be 'tuned' to resemble natural ones of different compositions thus providing a novel materials-testing tool. KW - Material-colonising microorganisms KW - Microcolonial fungi KW - Glass biodeterioration KW - Solar panels KW - Biofilm-impaired transmittance of radiation PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2013.09.020 SN - 0964-8305 VL - 86 SP - 286 EP - 293 PB - Elsevier CY - Barking AN - OPUS4-30128 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gründer, Klaus-Peter T1 - Untersuchungen biegebeanspruchter Holzstäbe aus dem Erdbereich mit optischem Verfahren N2 - Holzschutzmittel gegen den biologischen Angriff von Insekten, Pilzen und Bakterien besitzen eine erhebliche volkswirtschaftliche Bedeutung. Zur Vermeidung einer in der DIN EN 252 beschriebenen rein visuellen Beurteilung wurde 1996 durch die BAM auf Grundlage des in der DIN 52186 enthaltenen Biegeversuchs eine alternative Strategie vorgeschlagen. In weiterführenden Untersuchungen soll ergänzend zur Prüfmaschine die Stereo-Fotogrammetrie als optisches 3D-Messverfahren eingesetzt werden. Die Entwicklung eines möglichst objektiven und technisch einfachen Nachweisverfahrens der Schutzwirkung und die vergleichende Bewertung der Aussagekraft beider Normen sind von besonderem Interesse. T2 - DACH Jahrestagung 2008 - ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung CY - St. Gallen, Switzerland DA - 28.04.2008 KW - DIN EN 252 KW - DIN 52186 KW - Holzprüfung PY - 2008 AN - OPUS4-17521 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gründer, Klaus-Peter T1 - Untersuchungen biegebeanspruchter Holzstäbe aus dem Erdbereich mit optischen Verfahren T2 - DACH Jahrestagung 2008 - ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung CY - St. Gallen, Switzerland DA - 2008-04-28 PY - 2008 AN - OPUS4-17522 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -