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Dieser Artikel enthält aktuelle Forschungsergebnisse im Bereich des überwachungsgestützten Managements der Tragwerksintegrität. Das Management der Tragwerksintegrität hat zum Ziel, die Funktionalität eines Tragwerks während des gesamten Lebenszyklus durch Einhaltung der Zielzuverlässigkeiten sicherzustellen. Ausgehend von Forschungsergebnissen über die Charakteristik von Überwachungsverfahren und -daten im Rahmen von Zuverlässigkeitsanalysen, wird ein Ansatz vorgestellt, wie die erwarteten Kosten für das Management der Tragwerksintegrität durch Überwachungsverfahren optimiert werden können. Dazu wird eine Kosten-Nutzen-Analyse für den Lebenszyklus einer Gründungstruktur von Offshore-Windenergieanlagen durchgeführt. Im Rahmen der Bayes'schen Entscheidungstheorie werden durch eine Prä-posteriori-Entscheidungsanalyse die optimalen Entscheidungsparameter für den Entwurf eines Überwachungssystems bestimmt. Als Fallstudie wird ein Überwachungssystem für die Gründungsstruktur eines Multibrid-M5000-Prototyps konzipiert und die mögliche Reduktion der Risiken und erwarteten Betriebskosten quantifiziert. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
This paper contains recent research results in the field of monitoring supported structural integrity management. The structural integrity management aims at ensuring the functioning of a structure throughout the life cycle by compliance with the target reliabilities. Building upon research results concerning the characteristics of monitoring techniques and data within the framework of reliability analyses, an approach is introduced for the optimisation of the expected structural integrity management costs by monitoring information. For this aim, a life cycle cost benefit analysis for offshore wind turbine support structures is formulated. The optimal monitoring decision parameters are then assessed utilizing the Bayesian pre-posterior decision theory. As a case study a monitoring system for a Multibrid M5000 offshore wind turbine prototype support structure is designed and possible reductions of the risks and expected costs are quantified.
Structural health monitoring systems have been widely implemented to provide real-time continuous data support and to ensure structural safety in the context of structural integrity management. However, the quantification of the potential benefits of structural health monitoring systems has not yet attracted widespread attention. At the same time, there is an urgent need to develop strategies, such as optimizing the monitoring period, monitoring variables, and other factors, to maximize the potential benefits of structural health monitoring systems. Considering the continuity of structural health monitoring information, a framework is developed in this article to support decision-making for structural Health monitoring systems arrangement in the context of structural integrity management, which integrates the concepts of value of information and risk-based inspection planning based on an approach which utilizes a conjugate prior probability distribution for updating of the probabilistic models of structural performances based on structural health Monitoring information. An example considering fatigue degradation of steel structures is investigated to illustrate the application of the proposed framework. The considered example shows that the choice of monitoring variables, the Monitoring period, and the monitoring quality may be consistently optimized by the application of the proposed framework and approach. Finally, discussions and conclusions are provided to clarify the potential benefits of the proposed Framework with a special view to practical applications of structural health monitoring systems.