Carolo-Wilhelmina - Technische Universität Braunschweig

Die Frage, welche Überwachungsstrategie
anzuwenden ist, hängt vom jeweiligen Problem
ab. Die Strategie kann
■ prognostisch sein; dabei werden adaptive
Modelle benötigt, die sich an den
jeweiligen Bauwerkszustand anpassen
oder die angepasst werden (der linke
Ast des Flussdiagramms (Abb. 5) stellt
die Vorgehensweise dar), oder
ABBILDUNG 6
Prinzipielle Vorgehensweise bei monitoring-basierter Methodik.
ABBILDUNG 7
Vergleich der Lastwechselzahlen: Prognose und Wirklichkeit.
2/2002 Carolo-Wilhelmina
■ schwellwertüberwachend sein; dabei
werden durch kontinuierliches Monitoring
Schwellwerte (z. B. Grenzdehnung,
Riss am Zuggurt) überwacht, ohne dass
ein Modell benötigt wird. Diese Vorgehensweise
könnte zum Beispiel bei
älteren Bauwerken gewählt werden, bei
denen die Vergangenheit weitgehend im
Dunkeln liegt, sodass Modelle wegen
der unbekannten Anfangsbedingungen
zu unsicher wären.
Carolo-Wilhelmina
ZUVERLÄSSIGERE
MODELLE UND MESS-
METHODEN ENTWICKELN
Wie bereits angemerkt, passen sich die
adaptiven Modelle mithilfe der durch die
BÜ gemessenen Parameter stetig oder diskret
an die jeweils neue Bauwerkssituation
an. Die adaptiven Modelle sind deshalb
grundsätzlich anders aufgebaut als die üblichen
Prognosemodelle, die stets von einem
Anfangszeitpunkt über einen relativ langen
Zeitraum eine Aussage liefern sollen und
aus diesem Grund vergleichsweise komplex
sein müssen (vgl. z. B. Werkstoffmodelle für
zyklische Beanspruchung mit einer großen
Zahl innerer Variablen). Adaptive Modelle
sind daher wesentlich zuverlässiger als die
herkömmlichen Prognosemodelle. Wesentliche
Voraussetzung für die adaptiven Modelle
ist jedoch, dass ihre Eingangsparameter
reale, möglichst einfach zu messende
physikalische, chemische und biochemische
Größen sind.
Ein Beispiel für ein adaptives Modell, das
theoretisch experimentell arbeitet, ist das
Teilprojekt B3 des SFB 477. Um die Lebensdauer
eines Bauwerkes oder Bauteiles vorhersagen
zu können, werden in der Regel
drei Modelle benötigt: ein Einwirkungsmodell,
ein Systemmodell und ein Schädigungsmodell,
die alle mit (Abb. 7) zufälligen
und systematischen Fehlern behaftet
sind.
Bei der üblichen Methode zur Lebensdauervorhersage,
dem Nennspannungskonzept,
ist etwa die Einstufung eines Kerbdetails
in eine Kerbfallklasse oft nicht eindeutig
möglich. Reihenfolgeeffekte, die eine
große Auswirkung haben, werden dabei
nicht erfasst. Verfahren, die auf Grundlage
örtlicher Beanspruchungen basieren, zeigen
Probleme hinsichtlich der Einschätzung der
Eingangsparameter und gegebenfalls auftretender
plastischer Verformungsanteile.
Es treten systematische und zufällige Einflüsse
auf, die nur schwer bestimmt werden
können.
Werden die Dehnungen direkt am Bauwerk
an den kritischen Stellen kontinuierlich
gemessen (Monitoring), entfallen die
Unsicherheiten der Einwirkungs- und Systemmodelle
(Abb. 6). Mit den gemessenen
Beanspruchungen und den daraus mithilfe
von Zählverfahren wie der Rainflow-Methode
ermittelten Beanspruchungskollektiven
könnte zunächst eine Schädigungsberech-
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