TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Towards predictive maintenance of bridges N2 - Key features of predictive maintenance of structural systems are discussed and demonstrated in two examples. Challenges and needs for further research are discussed. T2 - Workshop Bridge Maintenance CY - Online Meeting DA - 09.04.2021 KW - Predictive maintenance KW - Deterioration KW - Structural systems PY - 2021 AN - OPUS4-52768 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Cumulative failure probability of deteriorating structures: Can it drop? N2 - 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. T2 - 18th Internatinoal Probabilistic Workshop (IPW 2020) CY - Online Meeting DA - 12.05.2021 KW - Deterioration KW - Structural systems KW - Time-variant reliability KW - Bayesian updating KW - Inspection KW - Monitoring PY - 2021 AN - OPUS4-52770 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - A risk-based framework for optimizing inspection and maintenance of deteriorating structures monitored by vibration-based monitoring systems N2 - In this presentation, a framework for integrating vibration-based structural health monitoring data into the optimization of inspection and maintenance of deteriorating structural systems is presented. The framework is demonstrated in an illustrative example considering a steel frame subject to fatigue. T2 - EERA JP Wind WORKSHOP on Ongoing research in offshore wind structures CY - Online meeting DA - 16.09.2021 KW - Structural Health Monitoring KW - Inspection KW - Maintenance KW - Deterioration KW - Vibration KW - Structural Systems PY - 2021 AN - OPUS4-53749 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Die Berechnung der Einfügedämmung bei Schienenfahrwegen – die Impedanzmethode mit einem Freiheitsgrad N2 - Mit dieser Methode kann man die Einfügedämmung eines Schienenstützpunkts/einer Schwelle korrekt berechnen. Sie gilt in ihrer ursprünglichen Form für eine Unterschottermatte in einem Tunnel T2 - Norm-Arbeitsausschuss Schwingungsminderung in der Umgebung von Verkehrswegen CY - Online meeting DA - 20.1.2022 KW - Impedanzmethode KW - Elastische Elemente KW - Schienenfahrweg PY - 2022 AN - OPUS4-54243 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Elastische Elemente in der Emission, Transmission und Immission von Bahnerschütterungen N2 - Dieser Vortrag präsentiert einige Prinzipien und einige Beispiele zur Minderung von Eisenbahnerschütterungen. Die Prinzipien unterscheiden sich für die Minderungsmaßnahmen im Gleis, im Boden und bei Gebäuden. Kraftübertragungsfunktionen isolierter und nicht isolierter Gleissysteme, reflektierte und durchgelassene Wellenamplituden bei gefüllten Bodenschlitzen und die Übertragung der Freifeldschwingungen ins Gebäude werden analysiert. Bei den einfachen Gleismodellen muss der richtige Anteil der unabgefederte Fahrzeugmasse zum eindimensionalen Gleismodell hinzugefügt werden. Der Minderungseffekt eines gefüllten Bodenschlitzes ist von der Steifigkeit und nicht von der Impedanz des Schichtmaterials bestimmt. Bei einer elastischen Gebäudelagerung muss die Minderungswirkung mit der richtigen Boden- (Fundament-) Steifigkeit berechnet werden, und das abgeminderte Gebäudeverhalten hängt wesentlich von der effektiven Gebäudemasse ab, die mit zunehmender Frequenz deutlich kleiner als die starre Gebäudemasse ist. T2 - Norm-Arbeitsausschuss Schwingungsminderung in der Umgebung von Verkehrswegen CY - Bludenz, Austria DA - 17.5.2022 KW - Erschütterungsminderung KW - Bahngleis KW - Bodenschlitz KW - Gebäudelagerung KW - Elastische Elemente PY - 2022 AN - OPUS4-54916 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Wave propagation from hammer, vibrator and railway excitation – theoretical and measured attenuation in space and frequency domain N2 - The attenuation of wave amplitudes is ruled by the planar, cylindrical or spher-ical geometry of the wave front (the geometric or power-law attenuation) but also by the damping of the soil (an exponential attenuation). Several low- and high-frequency filter effects are derived for the layering and the damping of the soil, for the moving static and the distributed train loads and for a homoge-neous or randomly heterogeneous soil. Measurements of hammer- and train-induced vibrations at five sites have been analysed for these attenuation and filter effects. The measured attenuation with distance can be discribed by gen-eralised power laws and some reasons will be discussed. The theoretical filter effects can well be found in the measurements. T2 - 10th Wave Mechanics and Vibration Conference (WMVC)nce CY - Lisbon, Potugal DA - 04.07.2022 KW - Hammer impact KW - Train passage KW - Layered soil KW - Attenuation KW - Filter effects KW - Randomly heterogeneous soil KW - Scattering PY - 2022 AN - OPUS4-55246 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Überwachung von Brücken mit digitalen Methoden N2 - 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. T2 - BVPI Arbeitstagung 2022 CY - Berlin, Germany DA - 16.09.2022 KW - Entscheidungsfindung KW - Brücken KW - Überwachung KW - Digitalisierung KW - Datenmanagement KW - Modellierung PY - 2022 AN - OPUS4-55770 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Buckling Behavior of embedded Shells N2 - Presentation on ongoing test campaign on buckling of embedded piles, which is part of the VERBATIM-Project. T2 - Phd Seminar LFU-Innsbruck CY - Innsbruck, Austria DA - 24.06.2022 KW - Buckling KW - Monopiles KW - Windenergy KW - Foundations KW - Offshore PY - 2022 AN - OPUS4-55458 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Wellenausbreitung und Pfähle im inhomogenen Boden – Gesetzmäßigkeiten für die Gründung von Windenergieanlagen und für die Prognose von Bahnerschütterungen aus Tunneln N2 - Es wird eine gekoppelte Finite-Element-Randelementmethode zur Berechnung von Pfahlgrün-dungen in inhomogenen (geschichteten) Böden vorgestellt. Sie beruht auf den Greenschen Funktionen (Punktlastlösungen) für inhomogene Böden. Diese Lösungen können auch für die Wellenausbreitung in der Tiefe, zum Beispiel von einem Bahntunnel zu einem eingebetteten Gebäude, dem Kellergeschoss benutzt werden. Die Punktlastlösungen in der Tiefe werden mit der Halbraumlösung an der Bodenoberfläche und mit der Vollraumlösung verglichen und Gesetzmäßigkeiten für geschichtete Böden abgeleitet. Zu den Pfahlgründungen werden die Horizontalnachgiebigkeiten von Pfählen in geschichteten Böden dargestellt. Für den homoge-nen und den kontinuierlich steifer werdenden Boden werden Potenzgesetze für den Boden- und Pfahleinfluss aufgestellt. Der Vergleich mit dem Winkler-Modell der rein lokalen Boden-reaktion zeigt, dass die Winkler-Bettung in allen Fällen einen zu kleinen Bodeneinfluss ergibt. T2 - 7. VDI-Fachtagung Baudynamik CY - Würzburg, Germany DA - 27.4.2022 KW - Wellenausbreitung in der Tiefe KW - Pfahlnachgiebigkeiten KW - Erschütterungen KW - Tunnel PY - 2022 AN - OPUS4-54769 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Nichtlineares Tragverhalten stahlbaulicher Offshore-Strukturen unter spezieller Berücksichtigung der Bauwerk-Boden-Interaktion N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über die ingenieurmäßige Handhabung der stahlbaulichen Bemessung von großen Monopiles für Offshorewindenergieanlagen. Besonderer Focus liegt dabei auf jenen Phänomenen, welche durch eine starke Interaktion zwischen Stahlstruktur und Boden gekennzeichnet werden. T2 - Ringvorlesung: Praxisreihe Stahlbau CY - Innsbruck, Austria DA - 09.05.2023 KW - Pile Tip Buckling KW - Shell Buckling KW - Soil Struture Interaction PY - 2023 AN - OPUS4-57521 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Measurement and evaluation tools for ground and building vibrations from industrial process-es, construction work, traffic and other sources N2 - Vibration measurements have many causes and many technical and natural sources. Problems can sometimes be solved by short-term measurements, but in many cases, a long-term measurement is necessary. In long-term measurements of days, weeks, months and even years, it is easy to collect a huge quantity of raw data, but at the end, the post-processing of these data can be exhausting (for example one-year vibration data of a wind energy tower). A software has been developed which con-sists of measuring and evaluation routines where the measuring routines can operate different meas-uring systems and different measuring cards. The main advantage of this software is the fact that the interesting evaluations can be integrated in the measuring process so that the characteristics of the vibration can be extracted without storing all the raw data. Only important time segments are stored, for example train passages. The overall concept of the software and the main evaluation routines will be described in some details. Examples of our measurement experience will illustrate the capabilities of the software. 1) Surveying construction work in nearby sensitive buildings (for example an old wind tunnel), including a stable alarm system and meaningful vibration limits. 2) Prediction of train-induced vibration for a planned building to prevent annoyance and to improve the building design. 3) Modal analysis and long term measurements of several single- or multi-span, concrete or steel bridges 4) Modal and wave analysis of coupled floors in a historical building (“Neues Palais” at Potsdam). 5) Soil properties of various measurement sites (different routines to evaluate the dispersion). Moreover, from many projects, amplitudes, frequencies, and attenuation laws have been collected and analysed for the different sources such as vibratory or impact pile driving and ground compaction, demolition work with different machines, blasting in quarries and in tunnel works, bomb and mine clearing. T2 - 28th International Congress on Sound and Vibration (ICSV28) CY - Online meeting DA - 25.07.2022 KW - Ground vibration KW - Building vibration KW - Measurement KW - Evaluation KW - Modes and waves PY - 2022 AN - OPUS4-56035 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Effects of a varying track and soil stiffness on ground vibrations near railway lines N2 - Usually, geometric irregularities are considered as the main cause of ground vibrations from trains. A varying stiffness of the track, the track support and the soil can also generate ground vibrations. The regular stiffness variation of the track on and between the sleepers results in a deterministic dynamic axle load. The random stiffness variation of the track support yields also dynamic axle loads. The dynamic axle loads are generated by the varying wheel displacements under the static axle load by the acceleration of the unsprung mass of the rail vehicle. The random stiffness variation has a second effect. The pulses from the passage of the static axle loads are superposed regularly to the quasi-static response, but also irregularly to yield a “scattered” part of the axle pulses. The same holds for a random variation of the soil stiffness. All these effects of stiffness variations have been calculated by wavenumber-domain multi-beam track models, a random finite-element soil model and the superposition of axle impulses in a stochastic simulation. The results are confronted with many measurements at different sites. It is concluded that the stiffness variation of the track and the soil generate an important ground vibration component near railway lines. T2 - Railways 2022 CY - Montpellier, France DA - 22.08.2022 KW - Ground vibration KW - Railways KW - Varying track stiffness KW - Varying soil stiffness PY - 2022 AN - OPUS4-56036 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Railway-induced ground and building vibrations – Analysis in frequency-wavenumber domain and fast prediction with approximate models N2 - A simple and fast prediction scheme is presented for train-induced ground and building vibrations. For the emission, finite-element boundary-element or multiple-beam-on-continuous-soil models of the track have been analysed and approximated by faster track-on-Winkler-soil models. The vehicle-track interaction due to irregularities yields the excitation forces. For the transmission of waves in the soil, the wavenumber integral of the compliance of layered soils has been evaluated. The calculation time is reduced for the prediction by using the solution of a homogeneous half-space with a frequency-dependent wave velocity (the dispersion) of the soil. For the immision, many 2 and 3-dimenisonal finite-element building models have been investigated, and a good approximation has been established by a 1-dimensional soil-wall-floor model. In addition, the axle sequence of the train, the quasi-static and the “scattered” response of the soil, and the wave propagation from a tunnel to a pile foundation of a building have been included. T2 - ISMA-Conference CY - Leuven, Belgium DA - 12.09.2022 KW - Ground vibration KW - Building vibration KW - Railways KW - Simple and fast prediction PY - 2022 AN - OPUS4-56038 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Challenges of vibration prediction – realistic irregularities, the scattering of axle pulses, and the tunnel-surface reduction N2 - A prediction software has been developed by BAM. The following topics have still be solved. A realistic irregularity spectrum can be derived from axle-box measurements. It agrees wel with the spectrum used for the high-speed 2 project in the United Kingdom. In addition, the scattering of axle pulses should be included. This mid-frequency component can also be found in the HS2 procedure. Finally, the reduction in case of a tunnel line compared to a surface line should be included. Some measurement results of BAM, HS2 and other institutes show a certain mid-frequency reduction. This is due to the load distribution of the tunnel which yields softer axle pulses and the scattered axle impulses are reduced. T2 - ISO/TC 108/SC 2/WG 8 Working group Ground-borne noise and vibration from rail systems CY - London, UK DA - 21.11.2022 KW - Ground vibration KW - Railway trafiic KW - Prediction KW - Irregularities KW - Axle pulses KW - Tunnel line KW - Surface line PY - 2022 AN - OPUS4-56738 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Structural integrity management research at BAM N2 - This presentation provides an overview on the structural integrity management research at BAM. In addition, a framework for monitoring and risk-informed inspection and maintenance planning for offshore steel structures is presented. T2 - Structural Health Monitoring Using Statistical Pattern Recognition CY - Berlin, Germany DA - 20.03.2023 KW - Structural integrity KW - Monitoring KW - Maintenance KW - Inspeciton KW - Bridges KW - Offshore wind PY - 2023 AN - OPUS4-57864 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Offshore Gründungen - Nichtlineare Effekte bei der stahlbaulichen Auslegung großer Pfahlgründungen für Offshore Windenergieanlagen N2 - Dieser Kurzvortragg erläutert nichtlineare Phänomene die angesichts der aktuell wachsenden Dimensionen von Monopfahlgründungen für Offshorewindenergieanlagen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Insbesondere wird dabei auf das Pfahlfußbeulen sowie das Schalenbeulen des bereits installierten Pfahles eingegangen. T2 - 27. Brandburgischer Bauingeniertag BBIT2023 CY - Cottbus, Germany DA - 09.06.2023 KW - Beulen KW - Pfahlfußbeulen KW - Stabilität KW - Monopile KW - Windenergie PY - 2023 AN - OPUS4-57653 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Soil Embedded Piles - Reference Tests for Model Validation N2 - This presentation shows buckling tests on embedded piles conducted within the VERBATIM project. The generated data may serve as a valuable validation basis for numerical buckling design verification of Windenergy foundations in terms of the GMNIA concept. T2 - Buckling of Offshore Wind Energy Structures : 2-Day Buckling Colloquium CY - Berlin, Germany DA - 14.02.2024 KW - Wind Energy KW - Shell Buckling KW - Offshore Structures KW - GMNIA PY - 2024 AN - OPUS4-59536 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zinas, Orestis T1 - 3D Probabilistic Site Characterization N2 - The aim of the study is to infer the soil stratification from the provided CPT and borehole data. We infer the soil type at any location within the domain of interest from the SBT index Ic (Robertson, 2009). This index can be directly related to the CPT data through an empirical correlation model. In addition, the soil classes contained in the borehole logs can be expressed as bounds on Ic. A log-transformation was applied to Ic, Y = ln(Ic), and Y was modelled by a 3D Random Field, with a fully Bayesian hierarchical Gaussian Process model to explicitly capture uncertainties. T2 - 19th eawe PhD Seminar CY - Hannover, Germany DA - 06.09.2023 KW - Wind Energy KW - Site-characterization KW - Probabilistic PY - 2023 AN - OPUS4-58940 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schepers, Winfried T1 - Korrelationen zwischen Sondierungen und dynamischen Bodeneigenschaften N2 - Wir zeigen, dass bei homogenen ausgeprägt sandartigen Böden mit statistisch ermittelten Korrelationen die dynamischen Bodensteifigkeiten mit einer Genauigkeit abgeschätzt werden können, die mit der Ungenauigkeit der seismischen Verfahren übereinstimmt. Mit zunehmenden Feinkornanteil werden die Unsicherheiten der statistischen Korrelationen größer. Bei stark überkonsolidierten glazialen Böden sollte von der Anwendung empirischer Korrelationen Abstand genommen werden. T2 - 18. D-A-CH-Tagung für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik CY - Kiel, Germany DA - 14.09.2023 KW - Baugrunddynamik KW - Dynamische Bodenkennwerte KW - Statistische Korrelationen PY - 2023 AN - OPUS4-58581 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schepers, Winfried T1 - Cone penetration tests and dynamic soil properties N2 - Current standards like ISO 14837-32:2015 and DIN EN 1998-1/NA:2021 as well as prEN 1997-2:2022 allow for using correlations between the results of in-situ soil penetration tests and shear wave velocity (or shear modulus) to determine soil properties to be used in dynamic analyses. While the ISO and prEN standards even provide some recommendations on specific correlations to be used, the DIN standard does not. Due to the statistical nature of such correlations their general applicability has to be verified. We collected data sets from test sites from Germany as well as New Zealand at which cone penetration tests (CPT) as well as seismic site investigation methods were conducted. These sites comprise sandy soils as well as clayey soils, mixed soils as well as glacial soils. We compare the results of several correlations between CPT results and shear wave velocity. The accuracy of such correlations is assessed with respect to the accuracy of seismic in-situ tests. It turns out that for clean sands such correlations between CPT and Vs have a similar order of variability as seismic in-situ tests conducted at the same site. The higher the fines portion of the soil, the higher the variability of the statistical correlations, and consequently the less the general applicability. For glacial soils and other special soil types usage of statistical correlations to determine dynamic soil properties is not recommended. T2 - Eurodyn 2023 CY - Delft, Netherlands DA - 02.07.2023 KW - Dynamic soil properties KW - Statistical correlations PY - 2023 AN - OPUS4-58582 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schepers, Winfried T1 - Recommendations on finite Element modelling of non-seismic excitation in soil-structure interaction problems N2 - Nowadays geotechnical engineering firms have powerful software tools to extent their consulting business also into dynamic soil-structure interaction, which before has been restricted to a rather small community of specialized experts in this field, and they certainly do. This is particularly true with respect to non-seismic sources, that is all kinds of human induced vibrations. Hence, there is a demand from clients as well as from contractors to have guidance on the requirements as well as the limits of numerical modelling of soil-structure interaction. From the literature as well as from relevant standards, recommendations for the numerical modelling of soil-structure interaction problems involving seismic actions are well known, e. g. ASCE/SEI 4-16. There are, however, some particularities when dealing with human-induced vibrations, which are absent in seismic analyses. For human-induced excitations very little specific guidance has been published in the past. A machine foundation on a homogeneous half space excited by harmonic loads with excitation frequency between 4 Hz and 64 Hz has been analysed by means of several commercially available software packages. Parametric studies have been performed to verify if recommendations for seismic soil-structure analyses are valid for non-seismic analyses as well. This paper provides details on the benchmark example and the most important conclusions from the undertaken parametric studies. T2 - Eurodyn 2023 CY - Delft, Netherlands DA - 02.07.2023 KW - Numerical analysis KW - Vibrations KW - Soil-structure interaction PY - 2023 AN - OPUS4-58583 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas T1 - Design of offshore jacket support structure for experimental fatigue life evaluation N2 - One crucial metric of interest to wind farm operators is the remaining useful life (RUL) of single components, wind turbines, or even entire wind farms. Occasionally, questions arise regarding how to operate a turbine, even in the presence of manufacturing or design errors, which from a computational design standpoint reduce the remaining lifetime below the intended service life. A typical measure involves adapting the monitoring and inspection plan. Using such a maintenance plan, the author intends to simulate the lifetime of jacket-type structure in a fatigue test. The objective of the experiment is to demostrate that systems like three-dimensional jackets possess redundancies that enable reliable continued operation, despite the reduced fatigue life of individual components due to technical flaws, if an appropriate maintenance concept is in place. This presentation discusses the steps leading to the procedure of the experiment including the design process and the maintenance planning. T2 - 19th eawe PhD Seminar CY - Hannover, Germany DA - 06.09.2023 KW - Offshore wind energy KW - Jacket support structure KW - Simulation and experiment KW - Structural integrity management KW - Risk-based maintenance planning PY - 2023 AN - OPUS4-58240 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gerards-Wünsche, Paul T1 - Der Weg vom Labor zur industriellen Einsetzbarkeit der Risslumineszenz N2 - 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. T2 - ZfP-Seminar Prof. Große TU München WS22 CY - Online meeting DA - 15.12.2022 KW - Rissprozes KW - Structural Health Monitoring KW - Risslumineszenz KW - Ermüdungsprüfung KW - Rissprozess PY - 2022 AN - OPUS4-56643 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas T1 - LUKAS’ JACKET: A test structure for model and monitoring based lifetime management of offshore jacket support structures N2 - The goal of the experiments is to demonstrate that systems like three-dimensional jackets possess redundancies that, despite the reduced fatigue life of individual components, enable reliable operation if an appropriate maintenance concept is in place. In practice, individual potentially faulty components in the structure have been handled conservatively so far. To move away from this approach, methods and strategies in the field of life cycle management that enable economically optimal and reliable operation must be transferred from scientific research to practice. Experiments are the preferred method to establish the proof of concept. To realistically simulate the operational lifetime of a jacket structure through an experiment, cyclic loads must be applied to the structure to replicate typical fatigue processes. To ensure that the test structure is not a "disposable product" and can undergo multiple test cycles, the experimental concept includes system-level and component-level tests. The latter are conducted on removable joints. These elements at the nodes of the structure have been manufactured in multiple variations, both to potentially contain mentioned flaws and to undergo more load cycles individually than the main structure. Once the removable joint is sufficiently pre-damaged and thus the reduced remaining fatigue life is established, the element is inserted into the overall structure. The defined maintenance strategy is then implemented on the entire system. This strategy consists of structural health monitoring (SHM), inspections, and repairs. At defined intervals, cyclic loading is interrupted to apply dynamic loads. Using the installed monitoring system and coupled operational modal analysis (OMA), the modal parameters of the structure are determined, which can help identify potential system damage. Optimal sensor placement (OSP) can be determined based on a maximum value of information (VoI) across the entire pre-posterior predicted service life. For detailed investigations at the hotspots, inspections are conducted using non-destructive methods, among others. Overall global and local information about the structure's condition is gathered these methods, which are then incorporated into models describing the structure through Bayesian updating. This allows for initial system identification based on different system responses and later updating of the predicted parameters of analytical and numerical models. Utilizing the updated models, decisions regarding maintenance actions, such as further inspections or repairs, are made, which are subject to uncertainties. The probabilistic models enable a reliability- and risk-based maintenance strategy, where, for example, maximum failure rates can act as triggers for maintenance actions. These decisions are relevant for the planned duration of the simulated operational lifetime, as well as for potential lifetime extensions, which are currently of significant importance in practice. Optimizing the maintenance strategy for the operational lifetime of the structures with these methods will lead to a higher utility of the offshore wind farm. The work associated with the test structure encompasses a variety of topics (including fatigue, damage detection and identification, reliability, Bayesian updating, system identification, SHM, maintenance planning, decisions under uncertainties), which are integrated through corresponding models and methods. All these models have been and are being applied in the numerical accompaniment of the experiments. By applying them to a structure that includes the relevant locations and aspects of real-world structures, both well-functioning and suboptimal parts of the established framework will be revealed. T2 - 20th EAWE PhD Seminar on Wind Energy CY - Visby, Sweden DA - 23.09.2024 KW - Offshore Jacket Support Structure KW - Test Structure KW - Fatigue KW - Lifetime Management KW - Structural Health Monitoring PY - 2024 AN - OPUS4-61146 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Impulsvortrag: Ermüdungslebensdauerbewertung mittels Informationen aus Monitoring und Inspektionen N2 - Kontext: Ermüdungsbeanspruchte Tragstrukturen von Windenergieanlagen, Bestimmung der Ermüdungsbeanspruchungen und -zuverlässigkeit auf der Grundlage von Simulationen aus dem Design unter Berücksichtigung von Modellunsicherheiten, Aktualisierung der Ermüdungsbeanspruchungen und -zuverlässigkeit auf der Grundlage von globalen Monitoring- und lokalen Inspektionsinformationen aus dem Betrieb unter Berücksichtigung von Modell- und Messunsicherheiten T2 - 3. Verbundtreffen ReNEW CY - Berlin, Germany DA - 05.09.2024 KW - Modellunsicherheiten KW - Windenergie KW - Ermüdungslebensdauer KW - Tragstrukturen KW - Monitoring KW - Inspektionen PY - 2024 AN - OPUS4-61427 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Modeling in support of offshore wind farm end-of-life decision making N2 - The EU member states have set out ambitious long-term goals for deploying offshore wind energy. The installed offshore wind capacity is set to increase from 14.6 GW in 2021 to around 320 GW in 2050. This signifies the role of offshore wind energy as a major contributor to reaching the EU’s climate and energy goals. To ensure that the defined targets are met, a significant number of new wind farms has to be installed and existing wind farms reaching the end of their planned life need to be reused efficiently. Some of the relevant reuse alternatives are lifetime extension, repowering based on the existing support structures and repowering with new turbines. As a basis of the decision-making regarding the reuse of existing offshore wind farm, the expected utility of each relevant option should be determined based on the associated expected rewards, costs and risks. The optimal concept maximizes the utility of the decision-maker and fulfills the existing constraints and requirements. To facilitate such a quantitative decision-making, models and methods have to be developed. In particular, models are required that enable predictions of (a) the condition and performance of the turbines and support structures and (b) the renumeration, costs and consequences of adverse events. These predictions have to consider (a) the governing uncertainties, (b) the available information from the planning, construction, installation and operating phase, (b) potential repair, retrofitting and strengthening schemes and (c) possible monitoring, inspection and maintenance regimes for the future operating phase. Over the past years, several models, methods and tools have been developed at the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) to support the structural integrity management of offshore wind turbine substructures. These include: (a) a prototype for reliability-based, system-wide, adaptive planning of inspections of welded steel structures in offshore wind farms, (b) a method for monitoring and risk-informed optimization of inspection and maintenance strategies for jacket structures subject to fatigue, and (c) a probabilistic cost model of inspection and maintenance of welded steel structures in offshore wind farms. This contribution provides an overview on these works and discusses how they can be adapted and extended to support the decision-making regarding lifetime extensions and repowering of offshore wind farms. T2 - 12th International Forum on Engineering Decision Making (12th IFED) CY - Stoos, Switzerland DA - 05.12.2023 KW - Windenergie KW - Offshore Wind KW - Lifetime Extension KW - Repowering PY - 2023 AN - OPUS4-60430 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kemmler, Samuel T1 - Simulating Piping Erosion in Suction Buckets N2 - This presentation gives an overview of the recent achievements in simulating piping erosion during the installation process of suction bucket foundations for offshore wind turbines. The physical correctness of the code is validated, and the simulation code's performance on the LUMI supercomputer is presented. The simulation results are compared to experimental data. T2 - Forschungsbesuch CY - Aix-en-Provence, France DA - 14.05.2024 KW - Offshore wind turbine KW - Suction bucket KW - Coupled fluid-particle simulation KW - High-performance computing PY - 2024 AN - OPUS4-60136 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Degener, Sebastian T1 - Load Identification and Damage Detection by a Digital Twin of a Bridge applying Bayesian Model Calibration N2 - A digital twin for decision making during the life cycle of civil infrastructure is a promising concept combining simulation models with corresponding structure-specific sensor data to support maintenance decisions or to investigate the reliability. The sensor data quality as well as the model quality of the digital twin, comprising on modeling assumptions and correct model parameters strongly influences the prognosis results. T2 - 10th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM 2024) CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Load identification KW - Damage detection KW - Digital Twin KW - Bayesian Model Calibration KW - Bridge model PY - 2024 AN - OPUS4-62186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zinas, Orestis A1 - Wilhelm, Sigrid T1 - CPT-based probabilistic design of monopile foundations N2 - This work was presented in the two-day workshop ‘Reliability-based methods in geotechnics’ organized by BAM and DGGT AK 2.15 in cooperation with the DGGT Academy. The presentation provides an overview of the sources of uncertainty in geotechnical analyses. A probabilistic 3D ground model of the cone-tip resistance from CPTs is developed utilizing sparse CPT data from a real offshore wind farm site in the North Sea. The predictive cone tip resistance model is used to derive a design property, such as the friction angle, using geotechnical transformation models. The friction angle profiles are then used to show an example of monopile design under uncertainty. T2 - Workshop: Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung in der Geotechnik 2024 CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Geotechnical site-characterization KW - CPT KW - Spatial variability KW - Gaussian process regression KW - Design of monopiles KW - Offshore wind farms PY - 2024 AN - OPUS4-61716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Balscheit, Hagen T1 - Buckling Design of Soil Embedded Piles N2 - Monopiles sind die gängigste Gründungskonstruktion für Offshore-Windkraftanlagen, doch größere Turbinen erfordern Pfahldurchmesser über 10 m und Pfahllängen über 60 m, was das Risiko von lokalem Beulen in den eingebetteten Bereichen erhöht. Aktuelle Richtlinien berücksichtigen die Pfahl-Boden-Interaktion nicht ausreichend so dass nur ein vollständig numerischer GMNIA-Nachweis geführt werden kann. Für derartige Berechnungsmodelle fehlen allerdings derzeit noch validierungswerte für eingebettete Schalen. Experimente im Rahmen des VERBATIM-Projekts schließen diese Lücke. T2 - Phd Conference Univiersity Innsbruck CY - Innsbruck, Austria DA - 05.02.2025 KW - Buckling KW - Wind Energy KW - Monopile Foundation PY - 2025 AN - OPUS4-62534 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Zuverlässigkeitsbasierte Bemessung und Monte Carlo Simulation N2 - Am 19. und 20.11.2024 veranstaltete die BAM und der DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ in Zusammenarbeit mit der DGGT-Akademie einen zweitägigen Workshop zur Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung. Am ersten Tag wurden in einem Short Course die Grundlagen der Zuverlässigkeitsanalyse in der Geotechnik vermittelt, wobei den Teilnehmenden die Möglichkeit geboten wurde, unter Anleitung Aufgaben mit Hilfe geeigneter Software am PC selbstständig zu bearbeiten. In diesem Vortrag wurde die Grundlagen der zuverlässigkeitsbasierten Bemessung und die Monte Carlo Simulation zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit dargestellt. T2 - 2. Workshop des DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Geotechnik KW - Monte Carlo Simulation PY - 2024 AN - OPUS4-61905 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald A1 - Schwiersch, Niklas T1 - Betrieb und Planung - Ausgewählte Vorteile von Risikoanalysen im Ingenieur- und Wasserbau N2 - Am 19. und 20.11.2024 veranstaltete die BAM und der DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ in Zusammenarbeit mit der DGGT-Akademie einen zweitägigen Workshop zur Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung. Im Rahmen der Vortragsveranstaltung am zweiten Tag wurden zum einen die unterschiedlichen Sicherheits- und Bemessungsphilosophien nach dem bewährten Teilsicherheitskonzept sowie nach dem zuverlässigkeitsbasierten Konzept vorgestellt. Zum anderen werden verschiedene Anwendungen zuverlässigkeitsbasierter Verfahren aus der Ingenieurpraxis und Wissenschaft präsentiert. In diesem Vortrag wurden aus Sicht des Ingenieur- und Wasserbaus Vorteile von Risikoanalysen u. a. für die Planung von Inspektionszyklen, die Ursachenforschung im Versagensfall und die Konzeption von Hochwasserrisikomanagement-Maßnahmen präsentiert. T2 - 2. Workshop des DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Risikoanalyse KW - Offshore-Strukturen KW - Hochwasserschutz PY - 2024 AN - OPUS4-61906 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Johanna A1 - Ziegert, Christof T1 - DIN 18940 für tragendes Lehmsteinmauerwerk – Potenzial und erste Anwendungserfahrungen N2 - Mit der Veröffentlichung der DIN 18940 Juni 2023 steht in Deutschland eine zeitgemäße Bemessungsgrundlage für tragendes Lehmmauerwerk zur Verfügung, die derzeit europaweit einmalig ist. Während nach bisherigen Vorschriften lediglich zweigeschossige Gebäude mit tragendem Lehmsteinmauerwerk realisierbar waren, ermöglicht die DIN 18940 nun den Einsatz von Lehmsteinmauerwerk in fünfgeschossigen, bis zu 13 m hohen Gebäuden. Das Bemessungskonzept der DIN 18940 lehnt sich an die Grundprinzipien der vereinfachten Berechnungsmethoden für unbewehrte Mauerwerksbauten nach DIN EN 1996-3/NA an und berücksichtigt dabei die materialspezifischen Eigenschaften von Lehmsteinmauerwerk. Anpassungen waren aufgrund der feuchteabhängigen Festigkeits- und Verformungskenngrößen sowie der im Vergleich zu herkömmlichem Mauerwerk geringen Steifigkeit erforderlich. Ein Vergleich mit konventionellem Mauerwerk aus Ziegeln, Porenbeton und Kalksandsteinen zeigt, dass Lehm hinsichtlich Tragfähigkeit und bauphysikalischen Eigenschaften im Bereich der Gebäudeklasse 1-4 konkurrenzfähig ist. Besonders die geringen CO2-Emissionen und die vollständige Rezyklierbarkeit machen Lehmsteinmauerwerk zu einer klimagerechten Alternative. Weiterhin werden erste Projekte vorgestellt, die nach DIN 18940 geplant wurden. Aus den Anwendungserfahrungen werden materialgerechte Entwurfsgrundsätze für Gebäude aus Lehmsteinmauerwerk formuliert. Abschließend zeigen Einblicke in laufende Forschung und zukünftige Entwicklung, wie das Potenzial von Lehmsteinmauerwerk weiter gesteigert werden kann. T2 - LEHM 2024 - 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Lehmmauerwerk KW - Ökobilanzierung KW - Normung PY - 2024 SP - 1 AN - OPUS4-62034 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit A1 - Hering, Marcus T1 - Eine Machbarkeitsstudie zur Skalierung von Sprengversuchen an Stahlbetonbauteilen N2 - Sprengversuche sind erforderlich, um Explosionsereignisse auf Grund von Unfällen oder Anschlägen zu untersuchen und um das Schutzniveau für Menschen und Anlagen in kritischen Infrastrukturen zu bewerten. Die Durchführung von Feldversuchen in großem Maßstab für komplexe Szenarien ist sehr ressourcenintensiv. Verlässliche Experimente im kleinen Maßstab sind eine vielversprechende Alternative. Die Skalierungsgesetze für die Bemessung von Stahlbetonkonstruktionen unter Explosionsbelastung sind jedoch nicht hinreichend etabliert. Die Forschungsarbeit fokussiert sich auf Stahlbetonstrukturen, die für die Standardisierung von skalierten Sprengversuchen in Frage kommen. Im Rahmen der Machbarkeitsstudie wurden auf dem TTS-Gelände Sprengversuche an Probekörpern unterschiedlicher Größe durchgeführt. Dabei wurden verschiedene horizontal gelagerte Stahlbetonplatten getestet und unterschiedlichen Explosionsbelastungen ausgesetzt. Die Sprengversuche umfassten verschiedene Messtechniken zur Quantifizierung der Explosionslast sowie des Verhaltens der Stahlbetonplatten. Die Explosionslast wurde mit bündig eingebauten piezoelektrischen Druckmessern gemessen, während Beschleunigungssensoren und flächig applizierte verteilte faseroptische Sensorik verwendet wurden, um das dynamische Verhalten der Platte unter Explosionsbelastung zu charakterisieren. Darüber hinaus wurden Schädigungsmerkmale ebenfalls mit verteilter faseroptischer Sensorik ermittelt. Die Anwendung solcher Messtechniken sowie die Nutzung verschiedener numerischer Softwaretools bieten die Möglichkeit die Skalierungsgesetze zu verifizieren bzw. anzupassen. T2 - BBK - Fachkongress Forschung für den Bevölkerungsschutz 2025 CY - Bonn, Germany DA - 05.02.2025 KW - Sprengversuch KW - Skalierung KW - Faseroptik PY - 2025 AN - OPUS4-62509 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wiehle, Philipp T1 - Feuchteverhalten von Lehmsteinmauerwerk unter natürlichen Klimabedingungen N2 - Druckfestigkeit und Elastizitätsmodul von Lehmsteinmauerwerk nehmen mit steigendem Feuchtegehalt ab, weswegen die Mauerwerksdruckfestigkeit bei der Bemessung gemäß DIN 18940 in Abhängigkeit der maximal zu erwartenden Ausgleichsfeuchte abgemindert wird. Da bisher allerdings keine Messdaten zum Feuchtegehalt von Lehmsteinmauerwerk unter natürlichen Klimabedingungen vorliegen, stellen die normativen Grenzwerte lediglich eine konservative Abschätzung dar. Um die Feuchtegehalte von Lehmsteinmauerwerk und somit die Tragfähigkeit realitätsnah einschätzen zu können, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit sowohl experimentelle als auch numerische Untersuchungen zum feuchtetechnischen Verhalten durchgeführt. Dabei wurden erstmalig magnetresonanzspektroskopische Untersuchungen an tragenden Lehmsteinen unterschiedlicher Herstellungsmethoden angewandt Weiterhin wurden Luftfeuchtesensoren in Lehmsteinmauerwerk eingebettet, um hygrische Langzeitfeuchtemessungen unter natürlichen Klimabedingungen durchzuführen. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde schließlich ein numerisches Modell kalibriert und Parameterstudien durchgeführt, um den unter realen Klimabedingungen tatsächlich auftretenden Feuchtegehalt im Lehmmauerwerk sowie dessen Verteilung über den Querschnitt einschätzen zu können und die normativen Grenzwerte zu überprüfen. Gezeigt wurde, dass die realitätsnahe instationäre Berechnung des Feuchtetransports mit üblichen hygrothermischen Simulationsprogrammen auf Basis einfacher feuchtetechnischer Kennwerte auch bei Lehmbaustoffen möglich ist. Der Einfluss des Quellens und Schwindens der enthaltenen Tonminerale und organischen Bestandteile wurde durch eine Modifikation bei der Ermittlung des Wasseraufnahmekoeffizienten explizit berücksichtigt und ist somit auch in den daraus abgeleiteten Transportkoeffizienten enthalten. Darüber hinaus wurde die Feuchtespeicherfunktion im überhygroskopischen Bereich auf Grundlage der Porenvolumenverteilung abgeschätzt. Die Approximation der Transportkoeffizienten und der Feuchtespeicherfunktion stellt dabei eine wesentliche Vereinfachung für Lehmbaustoffe dar, da ihre experimentelle Bestimmung aufgrund des Kontaktes mit Flüssigwasser kaum möglich ist. In Bezug auf das Feuchteverhalten üblicher Außenwandaufbauten von Wohnräumen konnte festgestellt werden, dass die Ausgleichsfeuchte im Lehmsteinmauerwerk stets unterhalb des in Nutzungsklasse 1 gemäß DIN 18940 zulässigen Grenzwertes von 65 % liegt. Je nach Putzsystem und Dämmstoff reduziert sich die Ausgleichsfeuchte auf Werte unter 60 %, wobei sich eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Feuchte über den Mauerwerksquerschnitt hinweg einstellt. Bei Außenwänden von unbeheizten Räumen ergab sich eine maximale Ausgleichsfeuchte, die über weite Teile des Querschnitts unterhalb von 80 % lag. Der Ansatz einer maximalen Ausgleichsfeuchte von 90 % in Nutzungsklasse 2 ist folglich zu hoch angesetzt. Die zulässige Ausgleichsfeuchte bzw. der Umgebungsfeuchtefaktor in Nutzungsklasse 2 sollte dementsprechend angepasst werden. T2 - LEHM 2024 - 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Lehm KW - Mauerwerk KW - Feuchte KW - Tragverhalten KW - Bemessung PY - 2024 AN - OPUS4-61904 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Johanna T1 - Structural design of rammed earth considering the impact of moisture N2 - In March 2024, a research project was initiated at BAM with the aim of developing a design concept for rammed earth construction. It is based on experimental and numerical investigations into the mechanical load-bearing behaviour at both material and component level. As the mechanical parameters of earth building materials are strongly dependent on material moisture, the moisture behaviour of rammed earth is also being investigated in more detail. T2 - LEHM 2024 - 9. Internationale Fachtagung für Lehmbau CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Rammed earth KW - Structral design KW - Material moisture PY - 2024 AN - OPUS4-62031 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nerger, Deborah T1 - Impact damage characterization at RC plates with planar tomography and FEM N2 - Prediction of dynamic effects of reinforced concrete structures under impact loading is a technical challenge. This is a consequence of the great variability of the physical properties resulting from the wide adaptability of reinforced concrete and a consequence of the wide range of impact loading. Experiments and numerical investigations are normally used on a small scale to address the problem. In this paper, impact tests on reinforced conrete plates with the lateral dimensions of 1.5 m x 1.5 m and a thickness of 30 cm are presented. In bending reinforcement, besides the velocity two properties are varied, the diameter and the spatial distribution of the rebars. Experiments are performed at the Otto-Mohr-Laboratory of the Institute of Concrete Structures of the Technische Universit¨at Dresden. Due to the accelerated fall of the impactor the velocity ranges between 20 and 70 m/s. In addition to the measured quantities such as bearing forces, accelerations are also measured at 4 different positions on and under the plate, as well as the deflection at several positions. The measured data are used for the analysis of the damage form and the numerical examinations with the program Ansys Autodyn and the material model after Drucker-Prager. Numerical investigations support the tests, with detailed analysis of individual effects. These numerical computations and the planar tomographic investigations were carried out at BAM in Berlin. With the help of planar tomographic evaluation, the damaged structure is made visible and compared with the numerical results. Influences of the bending reinforcement are explained on the basis of damage evaluation in the local area and on selected measured values. In addition to the test evaluation, the tomographic and numerical methods are presented. T2 - XI International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2020) CY - Online meeting DA - 23.11.2020 KW - Post-impact evaluation KW - Damage characterization KW - Planar tomography KW - Drucker-Prager KW - Ansys Autodyn PY - 2020 AN - OPUS4-51768 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ratkovac, Mirjana T1 - Perspectives on Wind and Wave Load Reconstruction from SHM Data for Offshore Wind Turbines N2 - As many wind turbines approach the end of their design lifetime, from a technical point of view, comprehensive fatigue analysis of all critical parts is necessary to decide what comes after – continued operation, repowering, or decommissioning. Typically, it is a two-stage evaluation process consisting of a physical inspection of the structure and an analytical part to compare the design and actually experienced loading conditions. Structural health monitoring helps to reduce the uncertainties in the estimations by providing insight into deviations between the designed and the built structure. Furthermore, it allows the evaluation of the consumed fatigue lifetime by analyzing the strain measurements that mirror the actual structural response to experienced environmental and operational conditions. However, the measurement values are limited to a sparse number of instrumented spots on the structure, and further extrapolation to the non-instrumented (critical) sections is required to perform a complete fatigue assessment. One known approach is the external force reconstruction, which has only scarcely been considered for application in offshore wind turbines. In order to extend the previously developed thrust force reconstruction framework, this work discusses the possibilities and challenges of wind and wave loading reconstruction in offshore wind turbine support structures. T2 - 4th International Conference on Health Monitoring of Civil & Maritime Structures (HeaMES 2023) CY - Online meeting DA - 12.06.2023 KW - Wind turbines KW - Force reconstruction KW - Structural Health Monitoring PY - 2023 AN - OPUS4-57687 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thiele, Marc T1 - Detection and monitoring of the fatigue crack growth on welds – Application-oriented use of NDT methods N2 - Early detection of fatigue cracks and accurate measurements of the crack growth play an important role in the maintenance and repair strategies of steel structures exposed to cyclic loads during their service life. Observation of welded connections is especially of high relevance due to their higher susceptibility to fatigue damage. The aim of this contribution was to monitor fatigue crack growth in thick welded specimens during fatigue tests as holistically as possible, by implementing multiple NDT methods simultaneously in order to record the crack initiation and propagation until the final fracture. In addition to well-known methods such as strain gauges, thermography, and ultrasound, the crack luminescence method developed at the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), which makes cracks on the surface particularly visible, was also used. For data acquisition, a first data fusion concept was developed and applied in order to synchronize the data of the different methods and to evaluate them to a large extent automatically. The resulting database can ultimately also be used to access, view, and analyze the experimental data for various NDT methods. During the conducted fatigue tests, the simultaneous measurements of the same cracking process enabled a comprehensive comparison of the methods, highlighting their individual strengths and limitations. More importantly, they showed how a synergetic combination of different NDT methods can be beneficial for implementation in large-scale fatigue testing but also in monitoring and inspection programs of in-service structures - such as the support structures of offshore wind turbines. T2 - Fatigue Design 2023 CY - Senlis, France DA - 29.11.2023 KW - Crack growth KW - Fatigue KW - NDT KW - Welded PY - 2023 AN - OPUS4-62374 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Digitaler Zwilling im Erhaltungsmanagement von Straßenbrücken N2 - Digitale Zwillinge werden zukünftig ein integraler Bestandteil des Erhaltungsmanagements von Straßenbrücken sein. In diesem Beitrag wird argumentiert, dass sie nicht nur als digitale Abbilder physikalischer Bauwerke verstanden werden sollten, sondern als eine umfassende digitale Methode, die durch die Integration von Datenerfassung, Erhaltungsmaßnahmen, Datenmanagement, Bauwerksbewertung und Entscheidungsunterstützung die Bauwerksüberwachung und -erhaltung verbessert. In diesem Zusammenhang wird betont, dass der Übergang von der reaktiven zur prädiktiven Erhaltung durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen nur dann realisierbar ist, wenn neben den erforderlichen diagnostischen und prognostischen Zustandsanalysen auch Methoden zur Optimierung von Entscheidungen über Datenerfassung und Erhaltungsmaßnahmen implementiert werden. Zur Veranschaulichung der Diskussion werden in diesem Beitrag exemplarisch zwei Bestandteile eines Digitalen Zwillings für das Erhaltungsmanagement von Verkehrsbrücken am Beispiel einer Eisenbahnbrücke demonstriert. Dabei wird zum einen gezeigt, wie Monitoringdaten mittels eines Datenmanagementsystems strukturiert verwaltet und für angeknüpfte Analysen bereitgestellt werden. Zum anderen erfolgt im Rahmen einer bauwerksspezifischen Einwirkungsermittlung eine Zugidentifikation anhand von gemessenen Schwellenschwingungen T2 - Workshop „Digitaler Zwilling im Lebenszyklusmanagement" der AG BIM in der Bauwerkserhaltung des Koordinierungsausschusses Erhaltung (KoA-Erhaltung) der B/L-DB Konstruktiver Ingenieurbau CY - Potsdam, Germany DA - 09.04.2025 KW - Digitale Zwillinge KW - Erhaltung KW - Inspektion KW - Monitoring KW - Brücken PY - 2025 AN - OPUS4-62951 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hille, Falk T1 - Developing a guideline for SHM of road bridges in Germany N2 - In recent years, Structural Health Monitoring (SHM) has become a useful and increasingly widely used tool for supporting lifetime extensions of existing bridges with known structural deficiencies or indications of potentially critical damages or damage processes. At the same time, methods and tools are emerging, which enable monitoring-informed predictive maintenance of new and existing bridges based on digital twins. The monitoring process – starting from the definition of monitoring actions and ending with decisions based on monitoring outcomes – is complex and requires expertise in structural engineering, operation and maintenance of bridges, metrology, and data analytics. To support German road authorities, engineering consultancies, building contractors and other stakeholders of the bridge management, the Federal Highway Research Institute (BASt) has initiated the development of a new guideline for applying SHM as part of the management of road bridges. The guideline will present various use cases and for each identified use case, it will propose a proven monitoring scheme. In addition, the guideline will provide guidance on assessing the benefits of SHM as well as a common approach to managing monitoring data as a systematic basis for integrating monitoring data in the bridge management. This contribution discusses the motivation, objectives, and scope of the guideline, describes its use case centric structure and outlines the proposed data management. T2 - IABMAS 2024 CY - Kopenhagen, Danmark DA - 24.06.2024 KW - Guideline KW - Infrastructure KW - Structural health monitoring KW - Road bridges PY - 2024 AN - OPUS4-61395 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herrmann, Ralf T1 - Managing Structural Health Monitoring with the Research Data Management Platform BAM Data Store N2 - Structural Health Monitoring (SHM) is an interdisciplinary challenge involving the assessment and prediction of the condition of civil structures, such as bridges, based on measurements and models. This presentation provides insight into how the BAM Data Store is used to represent a SHM project including the metadata and the monitoring data, itself. It describes the structure of the core elements of a typical SHM and introduces metadata profiles. This enables linking objects within the BAM Data Store to create a hierarchical structure. N2 - Structural Health Monitoring (SHM) ist eine interdisziplinäre Aufgabe bei der es um die Bewertung und Zustandsprognose von Bauwerken, wie z. B. Brücken, auf der Grundlage von Messungen und Modellen geht. Die Präsentation gibt einen Einblick in die Verwendung des BAM Data Stores zur Abbildung eines SHM Projekts zum Datenmanagement aller relevanten Metadaten und der Monitoringdaten selbst. Es werden die Struktur der Kernelemente eines typischen SHM beschrieben und Metadatenprofile für diese vorgestellt. Im BAM Data Store werden damit die strukturierte Verknüpfung von Objekten ermöglicht, um eine hierarchische Struktur zu erzeugen. T2 - Data Store Days 2025 CY - Berlin, Germany DA - 09.04.2025 KW - Structural Health Monitoring (SHM) KW - BAM Data Store KW - Verkehrsinfrastrukturen PY - 2025 AN - OPUS4-62942 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - SysPark: a software tool for system-wide adaptive planning of inspections of turbine support structures in offshore wind farms N2 - Fatigue is one of the main deterioration processes affecting the performance of welded steel support structures of wind turbines in offshore wind farms. In this contribution, we present a probabilistic physics-based fatigue deterioration model of a wind farm that accounts for the stochastic dependence among the fatigue behavior of different hotspots at turbine and wind farm level. The dependence exists because of uncertain common influencing factors such as similar material properties, fabrication qualities and load conditions. These system effects signify that an inspection of one hotspot provides indirect information of the condition of the remaining hotspots and thus enable an optimization of the inspection effort for a wind farm. The wind farm model consists of two levels: A turbine support structure (level 1 system model) is represented by its fatigue hotspots and their stochastic dependence. The fatigue performance of a hotspot is described by a probabilistic fracture mechanics (FM) fatigue model. The probabilistic model of the parameters of the FM fatigue model is calibrated based on design data and is thus directly linked to the design of the turbine support structures. Dependence among the fatigue performances of different hotspots in a turbine support structure is modeled by introducing correlations between the stochastic parameters of the FM fatigue models. A wind farm (level 2 system model) consists of different turbine support structures (level 1 system models). Additional correlations are introduced at wind farm level to account for the dependence among the fatigue behavior of hotspots belonging to different turbine support structures. The wind farm model enables the computation of (marginal) hotspot fatigue reliabilities, system fatigue reliabilities of individual turbine support structures and the system fatigue reliability of an entire wind farm. The probabilistic model of the parameters of the two-level system model can be consistently updated with inspection outcomes using Bayesian methods. The updated probabilistic model of the model parameters then forms the basis for updating the estimates of the fatigue reliabilities. We implement the wind farm model in a software tool named SysPark. The tool provides the means for planning inspections at wind farm level using an adaptive reliability-based threshold approach. In this approach, the first inspection campaign is planned in the year before the fatigue failure rates of the hotspots with the lowest fatigue reliabilities exceed a threshold failure rate. Once inspection results become available, the probabilistic model of the parameters of the wind farm model is updated. If repairs are performed, the wind farm model is additionally modified to describe the behavior of the repaired hotspots. The updated and modified model then enables the planning of the next inspection campaign and so on. The software tool is demonstrated in a case study considering a generic wind farm consisting of turbines with jacket support structures. T2 - Wind Energy Science Conference (WESC 2021) CY - Online Meeting DA - 25.05.2021 KW - Fatigue deterioration KW - Offshore wind farm KW - Inspection planning PY - 2021 AN - OPUS4-52767 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas T1 - Probabilistische Systemidentifikation einer Versuchsstruktur für Substrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit statischen und dynamischen Messdaten N2 - In diesem Beitrag wird ein probabilistischer Ansatz zur Systemidentifikation für Tragstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen vorgestellt. Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Integration von globalen Systemantworten in Form von Eigenfrequenzen und -formen sowie Verschiebungen und Dehnungen als lokale Messdaten. Die unterschiedlichen Daten werden kombiniert für die Aktualisierung der Parameter eines Finite-Elemente-Modells genutzt. Zu diesem Zweck wird ein probabilistischer Ansatz nach Bayes verfolgt, um Vorwissen sowie Unsicherheiten einzubeziehen. Die Methodik wird bei einer Versuchsstruktur angewandt, die eine Jacket-Substruktur von Offshore-Windenergieanlagen nachbildet. Eine Systemidentifikation mit Hilfe von Überwachungsdaten ist wertvoll für Jacket-Substrukturen, da eine Zustandsanalyse für die Gewährleistung der strukturellen Integrität unerlässlich ist, aber hinsichtlich der schwierigen Offshore-Bedingungen möglichst effizient sein muss. In diesem Zusammenhang schafft diese Arbeit die Grundlage für eine Schadenserkennung, eine verbesserte Vorhersage der Ermüdungslebensdauer und optimierte Instandhaltungsstrategien. Während das Modell hinsichtlich der statischen Messdaten erfolgreich aktualisiert werden kann, sind Schwierigkeiten bei der Identifizierung der dynamischen Systemeigenschaften erkennbar. T2 - 8. VDI-Fachtagung Baudynamik 2025 CY - Würzburg, Germany DA - 02.04.2025 KW - Systemidentifikation KW - Versuchsstruktur KW - Jacket KW - Offshore-Windenergie PY - 2025 AN - OPUS4-62880 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Integrating vibration monitoring into risk-based inspection and maintenance planning for deteriorating structural systems N2 - A reliability and risk-based framework for integrating vibration monitoring data in the planning of inspection and maintenance of deteriorating structural systems is discussed and demonstrated in a numerical example. T2 - Wind Energy Science Conference (WESC 2021) CY - Online Meeting DA - 25.05.2021 KW - Deterioration KW - Structural systems KW - Inspection KW - Vibration monitoring KW - Maintenance PY - 2021 AN - OPUS4-52766 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Maßgeblicher Einfluss geotechnischer Interaktionsprobleme auf den Tragwerksentwurf: Zwei spezielle Fallbeispiele N2 - Geotechnische Interaktionsprobleme können den Entwurf eines Tragwerks maßgeblich beeinflussen. Anhand zweier Fallbeispiele - dem Schotteroberbau auf Brücken im HGV und der Installation großer Monopiles - werden aktuelle Fälle aus dem Forschungsrepertoire der BAM vorgestellt. T2 - Geotechnische Seminarreihe am IBF des KIT CY - Karlsruhe, Germany DA - 23.01.2025 KW - Schotter auf Brücken im Hochgeschwindigkeitsverkehr KW - Pfahlfussbeulen KW - Beschleunigungsgrenzwert KW - Rammung KW - Monopiles PY - 2025 AN - OPUS4-62451 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Patrick T1 - Experimente in der Klimakammer N2 - Im Rahmen des Verbundtreffens des Vorhabens AISTEC werden akutelle Versuche aus der Großklimakammer des FB 7.2 präsentiert. T2 - 5. Verbundtreffen AISTEC CY - Online meeting DA - 24.06.2021 KW - Klimakammer KW - Stochastic Subspace Damage Detection KW - Model Update KW - Asphalt PY - 2021 AN - OPUS4-52869 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - OWEC repowering from a structural engineering and research perspective N2 - A significant number of new wind farms has to be installed and, at the same time, existing wind farms reaching the end of their planned life need to be reused efficiently to ensure that the ambitous goals for deploying offshore wind are met. Some relevant reuse alternatives for offshore wind farms are lifetime extension, repowering utilizing existing substructures and full replacement. In this presentation - starting from experience gained from extending the lifetime of the of the U1 metro viaduct in Berlin - we discuss end-of-life decision making in offshore wind. We focus particularly on issues concerning substructures and highlight existing challenges and opprtunities in research and development. T2 - RWE RePowering Event CY - Wilhelmshaven, Germany DA - 10.10.2023 KW - Offshore wind KW - End-of-life decision making KW - Repowering KW - Substructures PY - 2023 AN - OPUS4-58632 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Patrick T1 - Enhancing structural models with material tests and static response data - a case study considering a steel beam with asphalt layer subject to temperature variations N2 - Gradual or sudden changes in the state of structural systems caused, for example, by deterioration or accidental load events can influence their load-bearing capacity. Structural changes can be inferred from static and/or dynamic response data measured by structural health monitoring systems. However, they may be masked by variations in the structural response due to varying environmental conditions. Particularly, the interaction of nominally load-bearing components with nominally non-load bearing components exhibiting characteristics that vary as a function of the environmental conditions can significantly affect the monitored structural response. Ignoring these effects may hamper an inference of structural changes from the monitoring data. To address this issue, we adopt a probabilistic model-based framework as a basis for developing digital twins of structural systems that enable a prediction of the structural behavior under varying ambient condition. Within this framework, different types of data obtained from real the structural system can be applied to update the digital twin of the structural system using Bayesian methods and thus enhance predictions of the structural behavior. In this contribution, we implement the framework to develop a digital twin of a simply supported steel beam with an asphalt layer. It is formulated such that it can predict the static response of the beam in function of its temperature. In a climate chamber, the beam was subject to varying temperatures and its static response wass monitored. In addition, tests are performed to determine the temperature-dependent properties of the asphalt material. Bayesian system identification is applied to enhance the predictive capabilities of the digital twin based on the observed data. T2 - International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure (SHMII-10) CY - Online meeting DA - 30.06.2021 KW - Digital twin KW - Structural health monitoring KW - Material tests KW - Bayesian updating PY - 2021 AN - OPUS4-54130 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Patrick T1 - Zustandsbewertung von Bauwerken unter veränderlichen Umgebungsbedingungen mittels Structural Health Monitoring N2 - Brücken sind Teil der alternden Verkehrsinfrastruktur. Um die Nutzungsdauer zu verlängern und plötzliche Schäden zu detektieren kann Bauwerksmonitoring ("Structural Health Monitoring") eingesetzt werden. Der Einfluss von Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Temperatur, auf das Bauwerksverhalten ist meist größer als der Einfluss von Schäden. Diese Einflüsse bestmöglich voneinander zu trennen und Veränderungen im Tragverhalten korrekt Schäden oder Umgebungsbedingungen zuzuordnen ist eine offene Forschungsfrage. Diese Arbeit zeigt eine mögliche Lösung, bei der gekoppelte Modelle von Umwelteinflüssen, Schäden und Tragverhalten des Bauwerks auf Grundlage von Monitoringdaten aktualisiert werden. Das Framework dazu wird vorgestellt und an einem Laborexperiment eines Stahlbetonbalkens in der Klimakammer angewandt. Die Ergebnisse bestätigen die Vorgehensweise. In nächsten Schritten müssen komplexere Tragwerke und die Sensitivität des Ansatzes untersucht werden. T2 - Forschungskolloquium, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Bauhaus-Universität Weimar CY - Weimar, Germany DA - 28.06.2023 KW - Structural health monitoring KW - Bauwerksmonitoring KW - Umwelteinflüsse KW - Brücken PY - 2023 AN - OPUS4-58005 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -