Das Projekt "Systemidentifikation zur Ermittlung von Eigenschwingungsgrößen und Monitoring zur Schadensfrüherkennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Statik und Dynamik durchgeführt. Eine Möglichkeit die Lebensdauer und damit die Rentabilität von Offshore-Windenergieanlagen zu erhöhen ist, auftretende Schäden an der Tragstruktur frühzeitig zu erkennen und Folgeschäden zu vermeiden. Aufgrund der schlechten Zugänglichkeit und Erreichbarkeit der Anlagen ist eine regelmäßige Begutachtung sehr aufwendig bis unmöglich. Aus dieser Situation heraus besteht unter anderem für Hersteller, Betreiber und Versicherer das Ziel, ein Schadensfrüherkennungssystem zu entwickeln. In dem hier vorgestellten Forschungsvorhaben wird der Lösungsweg verfolgt, aus den an der Windenergieanlage gemessenen Schwingungsgrößen auf den Zustand der Tragstruktur zu schließen. Daraus ergeben sich zwei Hauptthemen: erstens die zuverlässige Ermittlung von Schwingungsgrößen an der Offshore-Windenergieanlage und zweitens die Schadensdiagnose aufgrund dieser Messwerte. Dazu sind Messverfahren zu entwickeln, die einerseits so empfindlich sind, dass die erforderlichen Messgrößen in der benötigten Qualität geliefert werden, andererseits müssen sie so einfach und robust sein, dass sie den rauen Offshore-Bedingungen über lange Jahre standhalten. Es müssen die Parameter der Mathematischen Modelle aus den Messwerten ermittelt werden und Berechnungsverfahren entwickelt werden, die Aussagen darüber liefern, ob ein Schaden vorliegt, wo er sich befindet und welches Ausmaß er hat. Weiterhin werden Simulationen an Finite-Element-Modellen, Messungen an Maßstabs-Modellen im Labor und Messungen an realen Anlagen durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt D: Lebensdauermanagement" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Materialprüfungsamt für das Bauwesen, Baustoffe, Centrum Baustoffe und Materialprüfung durchgeführt. LMS: Ziel ist die Weiterentwicklung des Konzepts für ein LMS und die Umsetzung in einem Software-Prototyp. Ziel des TP C ist die Optimierung von Ortbetondecken für die Industrienutzung durch Reduzierung des Ressourcenverbrauchs. Zur Zustandserfassung sollen Konzepte für mehrstufige Untersuchungsstrategien und eine Systematik zur Festlegung des Untersuchungsumfangs und der Inspektionsintervalle entwickelt sowie Bauteil- und Schwachstellenkataloge aufgestellt werden. Zur Aggregation von Bauteilzuständen auf Bauwerkszustände, zur Optimierung von Instandsetzungsumfang und -zeitpunkt und zur Budgetoptimierung sind entsprechende Module und Algorithmen zu entwickeln. Die für das LMS entwickelten Module sollen in einer Software umgesetzt, die für Pilotanwendungen herangezogen werden kann. Im TP C wird ein Deckensystem mit statischem System gewählt, das auf eine Ressourceneinsparung hin optimiert wird und ein innovatives flexibles Decken-Stützen-System entwickelt. Dem folgt ein Tragwerksentwurf mit Nachhaltigkeitsbewertung. Der Prototyp wird bereitgestellt. Einzelne Module können in vorhandene LMS integriert werden. Die Resultate fließen für alle TP in die geplante GruNaBau ein.
Das Projekt "Bauwerksüberwachung von Betonbrücken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau durchgeführt. Innerhalb der normativen und budgetären Rahmenbedingungen stellen moderne Überwachungsmassnahmen einen zentralen Aspekt in der Bauwerkserhaltung dar. Dieses Online-Monitoring muss auf Zustandsänderungen des Bauwerks reagieren und sich auf besonders risikobehaftete Schwachstellen und Versagenspfade und die dafür maßgeblichen Einflussgrößen konzentrieren. Seine Bedeutung für die weitere Nutzungsfähigkeit des Bauwerks lässt sich aber erst nach einer umfassenden Zustandsanalyse unter Einbeziehung aller Erkenntnisse abschätzen. Strukturelle Schäden verursachen mehr oder weniger signifikante Änderungen der statischen und dynamischen Reaktionen im Vergleich zum unbeschadeten Bauwerk. Aufgrund der Fortschritte in den Sensor- und Datenverarbeitungstechnologien stellt die Entwicklung diagnostischer Online-Überwachungssysteme eine Schlüsselkomponente im modernen Bauwerksmanagement dar. Die Beurteilung einer beobachteten Änderung der Messdaten, die Erkennung und Lokalisierung möglicher Schäden, die Vorhersage der weiteren Entwicklung eines akuten Schadens sowie die Wartbarkeit des Bauwerks für die Restlebenszeit erfordern ein adäquates diagnostisches Modell im Rahmen einer modellgestützen Diagnose, welche die Schadenserkennung, -lokalisierung und -beurteilung umfasst. Daher müssen die entwickelten Modelle in einem Prozess der Validierung und Verifizierung mittels Anpassung und Kalibrierung der numerischen und mechanischen Modellannahmen an die Situation des realen Bauwerks herangeführt werden. Haben diese Modelle einen ausreichenden Grad an Vollständigkeit und Darstellungstreue erreicht, bilden sie die Grundlage für numerische und prediktive Analysen.