Gesellschaft und Sicherheit Gesellschaft und Sicherheit oder Wieviel Sicherheit können wir uns le... more Gesellschaft und Sicherheit Gesellschaft und Sicherheit oder Wieviel Sicherheit können wir uns leisten?*
Velika kupola Firence-statika i intuicija u 15. stolje u Posve eno Dr.-Ing. Jürgenu Hoefeldu, u p... more Velika kupola Firence-statika i intuicija u 15. stolje u Posve eno Dr.-Ing. Jürgenu Hoefeldu, u povodu šezdesete godine života Velika kupola katedrale St. Maria del Fiore u Firenci pripada najzna ajnijim kulturnim spomenicima svijeta. Skoro 100 m visoka kupola s promjerom od oko 42 m sagra ena je u potpunosti bez nosive skele prema idejama i pod vodstvom Filippa Brunelleschija po etkom 15. stolje a. Prikazane su povijesne aktivnosti koje su prethodile gradnji. Opisani su i objašnjeni stati ki i konstrukcijski problemi koje je Brunelleschi intuitivno ispravno riješio. Rad završava prikazom današnjih problema koji se javljaju zbog stolje ima postoje ih pukotina, te opisuju razmatranja o mogu oj sanaciji.
This paper introduces the first part of a wider project in progress aiming at integrating numeric... more This paper introduces the first part of a wider project in progress aiming at integrating numerical simulations into the general framework of Structural Reliability Analysis of Offshore Wind Turbines. Offshore systems today mainly require novel design procedures (e.g. structural optimization) which assure the minimization of the costs under the constraint of a fixed Structural Reliability (SR). Since the SR is never an absolute value-it considerably depends on many factors such as the accuracy level of the idealized structural model-in this first part the attention is most paid to restrict as much as possible the sources of uncertainties solely to those parameters which are intrinsically random by providing a tool which does not assume any a priori restriction on the water waves model and, at the same time, permits to compute the hydrodynamic forces with an adequate computational cost to perform Reliability Analyses. After a short presentation of the whole project, this contribution focuses on a Boundary Element model aiming at simulating fully nonlinear water waves associated to extreme events. While the rotor aerodynamics and a full-model simulation will be addressed in further developments to finally implement the most suitable method to perform Structural Reliability Analyses (SRA).
Das Bauwesen befindet sich in einem erheblichen Umstrukturierungsprozess. Erhalt, Umnutzung und W... more Das Bauwesen befindet sich in einem erheblichen Umstrukturierungsprozess. Erhalt, Umnutzung und Weiternutzung bestehender Bauwerke werden in der Zukunft im Mittelpunkt des Baugeschehens stehen. Die praezise Einschaetzung der noch nutzbaren Bauwerkslebensdauer wird deshalb zu einer immer wichtigeren Aufgabe. In dieser Veroeffentlichung werden zunaechst die Moeglichkeiten der Zustandsuntersuchung und der Anamnese, die jeder Lebensdauerabschaetzung vorausgehen muessen, genauer dargestellt. Anschliessend werden neuere Moeglichkeiten einer genaueren Prognose dargestellt. Diese sind weitgehend im Sonderforschungsbereich "Bauwerksueberwachung" an der TU Braunschweig entstanden und werden dort auch heute noch weiterentwickelt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: The prediction of a realistic life time and the prolongation of the service life of a structure is an important task to reduce costs of civil engineering structures in the future. The precise assessment of the life cycle will become a very important task. The paper gives at first an overview about the possibilities of assessing the state of the structure: the anamnesis, which must precede every life cycle determination. Subsequently new chances and possibilities of a precise life cycle determination are presented. The methods are developed at the Collaborative Research Center "Monitoring of Structures" at the Technical University at Braunschweig (Germany). (A)
ES WIRD EIN VORSCHLAG ZUR EINFACHEN UND WIRKLICHKEITSNAHEN ERFASSUNG DER SCHEIBENWIRKUNG BREITER ... more ES WIRD EIN VORSCHLAG ZUR EINFACHEN UND WIRKLICHKEITSNAHEN ERFASSUNG DER SCHEIBENWIRKUNG BREITER BRUECKENGURTE (MITWIRKENDE GURTBREITE) ZUR UEBERNAHME IN DIE EINSCHLAEGIGEN BERECHNUNGSVORSCHRIFTEN GEMACHT. AUSFUEHRLICHE ERLAEUTERUNGEN ZU DEN EINZELNEN PUNKTEN DES VORSCHRIFTENVORSCHLAGES VERDEUTLICHEN DIESEN UND GEBEN EINBLICK IN DAS GRUNDSAETZLICHE TRAGVERHALTEN BREITER GURTSCHEIBEN. (A*)
Die planmäßige Nutzung von Schweißverbindungen, die bei gleichzeitiger Bewegung der Nahtflanken h... more Die planmäßige Nutzung von Schweißverbindungen, die bei gleichzeitiger Bewegung der Nahtflanken hergestellt wurden, ist nach dem derzeitigen Stand des Wissens und der Normung nicht gestattet. Gerade bei Reparaturschweißungen an bestehenden Konstruktionen, wie z. B. Masten, Türmen, Brücken und Offshorebauwerken, lassen sich jedoch Nahtflankenbewegungen, infolge Wind und Welle, nicht gänzlich ausschließen oder vermeiden. Bisher ist für diese Art der Reparaturschweißung der kostenintensive Einsatz von Entlastungskonstruktionen unumgänglich. In der nachstehenden Ausführung werden erste experimentelle Ergebnisse und Untersuchungen zum Schweißen bei gleichzeitiger Bewegung der Nahtflanken vorgestellt, die eine Abschätzung der statischen Tragfähigkeit der Schweißverbindung erlauben.
Das im folgenden vorgestellte Verfahren dient der automatisierten, großflächigen Überwachung stäh... more Das im folgenden vorgestellte Verfahren dient der automatisierten, großflächigen Überwachung stählerner Konstruktionen mit Hilfe einer zerstörungsfreien Prüfung. Hierzu werden piezokeramische Elemente in Form von Arrays auf die zu überwachende Struktur appliziert und dann sowohl als Sensoren als auch als Aktuatoren eingesetzt. Mit Hilfe der geeignet angesteuerten Piezoelemente gelingt es, definierte Plattenwellen im Bauteil zu erzeugen. Aufgetretene Schädigungen können durch das veränderte Antwortverhalten der Struktur detektiert werden. Neben anderen Signalverarbeitungsverfahren wird hierbei das Prinzip des sog. Beamformings auf der Sensorseite eingesetzt. Anhand des Beispiels einer 6 mm dicken Stahlplatte wird die Sensitivität der Schadensdetektion demonstriert.
Particular thanks are due to my tutors Prof. Heinz Antes, Prof. Teresa Crespellani and Prof. Andr... more Particular thanks are due to my tutors Prof. Heinz Antes, Prof. Teresa Crespellani and Prof. Andrea Vignoli for their support and useful suggestions. I would like to thank Prof. Claudio Borri and Prof. Udo Peil for conceiving and ably coordinating this international doctoral course and the Italian and the German colleagues that have shared with me this experience.
The prediction of the life time of steel structures is an important task for the owners. The mode... more The prediction of the life time of steel structures is an important task for the owners. The models that are usually used show only small reliability. The models consist of a chain of, a load model, a system transfer model, and a damage model. The results of these coupled models are usually unreliable, especially when the influence of the unsafe load and damage models control the reliability of the result. The paper shows that monitoring at critical points and a time reduced parallel testing leads to very good results.
ABSTRACT Regen-Wind-induzierte Schwingungen (RWIS) können bei gleichzeitigem Auftreten von Regen ... more ABSTRACT Regen-Wind-induzierte Schwingungen (RWIS) können bei gleichzeitigem Auftreten von Regen und Wind entstehen. Betroffen sind vor allem geneigte Seile von Schrägseilbrücken, geneigte Hänger von Bogenbrücken oder die Pardunen abgespannter Maste. Auf der Oberfläche dieser Bauteile läuft das Regenwasser, bedingt durch Schwerkraft und Wind, in Form kleiner Rinnsale herunter. Diese Rinnsale stören die Umströmung des in trockenem Zustand zylindrischen Querschnitts und verursachen eine veränderte, unsymmetrische Winddruckverteilung, die zu periodischen, schwingungsanregenden Kräften führt. Durch die Bewegung des Seils und durch die Windkräfte ist die Lage der Rinnsale auf der Seiloberfläche aber auch selbst periodisch veränderlich. Diese Konstellation kann zu aeroelastischer Anregung mit großen Schwingungsamplituden führen. RWIS können die Lebensdauer der betroffenen Bauwerke erheblich herabsetzen, da die Einsetzgeschwindigkeiten für RWIS deutlich unterhalb der Bemessungswindgeschwindigkeit liegen und somit eine relativ große Eintretenswahrscheinlichkeit haben. Im vorliegenden Report werden die bisherigen Erkenntnisse zu RWIS zusammengetragen und kommentiert. Rain-wind induced vibrations can occur, when rain and wind simultaneously act, for instance, on the cables of cable-stayed bridges, on inclined steel hangers of arch bridges or on the backstays of guyed masts. As a result of wind and gravity, the rainwater forms small rivulets, which flow down on the surface of these structural members. The rivulets disturb the wind flow around the dry cross section and cause a modified unsymmetrical distribution of the surrounding wind pressure, which leads to periodic exciting forces. Due to the movement of the cable and the wind forces, the position of the rivulets varies on the cable surface. This constellation can lead to aeroelastic excitation with large amplitudes. Rain-wind induced vibrations can reduce the life cycle of a structure seriously, because the initialising wind velocity of rain-wind induced vibrations is significantly lower than the design wind velocity and thus has a high probability of occurrence. In this paper, the further researches and investigations up to now dealing with rain-wind induced vibrations are summed and commented.
Gesellschaft und Sicherheit Gesellschaft und Sicherheit oder Wieviel Sicherheit können wir uns le... more Gesellschaft und Sicherheit Gesellschaft und Sicherheit oder Wieviel Sicherheit können wir uns leisten?*
Velika kupola Firence-statika i intuicija u 15. stolje u Posve eno Dr.-Ing. Jürgenu Hoefeldu, u p... more Velika kupola Firence-statika i intuicija u 15. stolje u Posve eno Dr.-Ing. Jürgenu Hoefeldu, u povodu šezdesete godine života Velika kupola katedrale St. Maria del Fiore u Firenci pripada najzna ajnijim kulturnim spomenicima svijeta. Skoro 100 m visoka kupola s promjerom od oko 42 m sagra ena je u potpunosti bez nosive skele prema idejama i pod vodstvom Filippa Brunelleschija po etkom 15. stolje a. Prikazane su povijesne aktivnosti koje su prethodile gradnji. Opisani su i objašnjeni stati ki i konstrukcijski problemi koje je Brunelleschi intuitivno ispravno riješio. Rad završava prikazom današnjih problema koji se javljaju zbog stolje ima postoje ih pukotina, te opisuju razmatranja o mogu oj sanaciji.
This paper introduces the first part of a wider project in progress aiming at integrating numeric... more This paper introduces the first part of a wider project in progress aiming at integrating numerical simulations into the general framework of Structural Reliability Analysis of Offshore Wind Turbines. Offshore systems today mainly require novel design procedures (e.g. structural optimization) which assure the minimization of the costs under the constraint of a fixed Structural Reliability (SR). Since the SR is never an absolute value-it considerably depends on many factors such as the accuracy level of the idealized structural model-in this first part the attention is most paid to restrict as much as possible the sources of uncertainties solely to those parameters which are intrinsically random by providing a tool which does not assume any a priori restriction on the water waves model and, at the same time, permits to compute the hydrodynamic forces with an adequate computational cost to perform Reliability Analyses. After a short presentation of the whole project, this contribution focuses on a Boundary Element model aiming at simulating fully nonlinear water waves associated to extreme events. While the rotor aerodynamics and a full-model simulation will be addressed in further developments to finally implement the most suitable method to perform Structural Reliability Analyses (SRA).
Das Bauwesen befindet sich in einem erheblichen Umstrukturierungsprozess. Erhalt, Umnutzung und W... more Das Bauwesen befindet sich in einem erheblichen Umstrukturierungsprozess. Erhalt, Umnutzung und Weiternutzung bestehender Bauwerke werden in der Zukunft im Mittelpunkt des Baugeschehens stehen. Die praezise Einschaetzung der noch nutzbaren Bauwerkslebensdauer wird deshalb zu einer immer wichtigeren Aufgabe. In dieser Veroeffentlichung werden zunaechst die Moeglichkeiten der Zustandsuntersuchung und der Anamnese, die jeder Lebensdauerabschaetzung vorausgehen muessen, genauer dargestellt. Anschliessend werden neuere Moeglichkeiten einer genaueren Prognose dargestellt. Diese sind weitgehend im Sonderforschungsbereich "Bauwerksueberwachung" an der TU Braunschweig entstanden und werden dort auch heute noch weiterentwickelt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: The prediction of a realistic life time and the prolongation of the service life of a structure is an important task to reduce costs of civil engineering structures in the future. The precise assessment of the life cycle will become a very important task. The paper gives at first an overview about the possibilities of assessing the state of the structure: the anamnesis, which must precede every life cycle determination. Subsequently new chances and possibilities of a precise life cycle determination are presented. The methods are developed at the Collaborative Research Center "Monitoring of Structures" at the Technical University at Braunschweig (Germany). (A)
ES WIRD EIN VORSCHLAG ZUR EINFACHEN UND WIRKLICHKEITSNAHEN ERFASSUNG DER SCHEIBENWIRKUNG BREITER ... more ES WIRD EIN VORSCHLAG ZUR EINFACHEN UND WIRKLICHKEITSNAHEN ERFASSUNG DER SCHEIBENWIRKUNG BREITER BRUECKENGURTE (MITWIRKENDE GURTBREITE) ZUR UEBERNAHME IN DIE EINSCHLAEGIGEN BERECHNUNGSVORSCHRIFTEN GEMACHT. AUSFUEHRLICHE ERLAEUTERUNGEN ZU DEN EINZELNEN PUNKTEN DES VORSCHRIFTENVORSCHLAGES VERDEUTLICHEN DIESEN UND GEBEN EINBLICK IN DAS GRUNDSAETZLICHE TRAGVERHALTEN BREITER GURTSCHEIBEN. (A*)
Die planmäßige Nutzung von Schweißverbindungen, die bei gleichzeitiger Bewegung der Nahtflanken h... more Die planmäßige Nutzung von Schweißverbindungen, die bei gleichzeitiger Bewegung der Nahtflanken hergestellt wurden, ist nach dem derzeitigen Stand des Wissens und der Normung nicht gestattet. Gerade bei Reparaturschweißungen an bestehenden Konstruktionen, wie z. B. Masten, Türmen, Brücken und Offshorebauwerken, lassen sich jedoch Nahtflankenbewegungen, infolge Wind und Welle, nicht gänzlich ausschließen oder vermeiden. Bisher ist für diese Art der Reparaturschweißung der kostenintensive Einsatz von Entlastungskonstruktionen unumgänglich. In der nachstehenden Ausführung werden erste experimentelle Ergebnisse und Untersuchungen zum Schweißen bei gleichzeitiger Bewegung der Nahtflanken vorgestellt, die eine Abschätzung der statischen Tragfähigkeit der Schweißverbindung erlauben.
Das im folgenden vorgestellte Verfahren dient der automatisierten, großflächigen Überwachung stäh... more Das im folgenden vorgestellte Verfahren dient der automatisierten, großflächigen Überwachung stählerner Konstruktionen mit Hilfe einer zerstörungsfreien Prüfung. Hierzu werden piezokeramische Elemente in Form von Arrays auf die zu überwachende Struktur appliziert und dann sowohl als Sensoren als auch als Aktuatoren eingesetzt. Mit Hilfe der geeignet angesteuerten Piezoelemente gelingt es, definierte Plattenwellen im Bauteil zu erzeugen. Aufgetretene Schädigungen können durch das veränderte Antwortverhalten der Struktur detektiert werden. Neben anderen Signalverarbeitungsverfahren wird hierbei das Prinzip des sog. Beamformings auf der Sensorseite eingesetzt. Anhand des Beispiels einer 6 mm dicken Stahlplatte wird die Sensitivität der Schadensdetektion demonstriert.
Particular thanks are due to my tutors Prof. Heinz Antes, Prof. Teresa Crespellani and Prof. Andr... more Particular thanks are due to my tutors Prof. Heinz Antes, Prof. Teresa Crespellani and Prof. Andrea Vignoli for their support and useful suggestions. I would like to thank Prof. Claudio Borri and Prof. Udo Peil for conceiving and ably coordinating this international doctoral course and the Italian and the German colleagues that have shared with me this experience.
The prediction of the life time of steel structures is an important task for the owners. The mode... more The prediction of the life time of steel structures is an important task for the owners. The models that are usually used show only small reliability. The models consist of a chain of, a load model, a system transfer model, and a damage model. The results of these coupled models are usually unreliable, especially when the influence of the unsafe load and damage models control the reliability of the result. The paper shows that monitoring at critical points and a time reduced parallel testing leads to very good results.
ABSTRACT Regen-Wind-induzierte Schwingungen (RWIS) können bei gleichzeitigem Auftreten von Regen ... more ABSTRACT Regen-Wind-induzierte Schwingungen (RWIS) können bei gleichzeitigem Auftreten von Regen und Wind entstehen. Betroffen sind vor allem geneigte Seile von Schrägseilbrücken, geneigte Hänger von Bogenbrücken oder die Pardunen abgespannter Maste. Auf der Oberfläche dieser Bauteile läuft das Regenwasser, bedingt durch Schwerkraft und Wind, in Form kleiner Rinnsale herunter. Diese Rinnsale stören die Umströmung des in trockenem Zustand zylindrischen Querschnitts und verursachen eine veränderte, unsymmetrische Winddruckverteilung, die zu periodischen, schwingungsanregenden Kräften führt. Durch die Bewegung des Seils und durch die Windkräfte ist die Lage der Rinnsale auf der Seiloberfläche aber auch selbst periodisch veränderlich. Diese Konstellation kann zu aeroelastischer Anregung mit großen Schwingungsamplituden führen. RWIS können die Lebensdauer der betroffenen Bauwerke erheblich herabsetzen, da die Einsetzgeschwindigkeiten für RWIS deutlich unterhalb der Bemessungswindgeschwindigkeit liegen und somit eine relativ große Eintretenswahrscheinlichkeit haben. Im vorliegenden Report werden die bisherigen Erkenntnisse zu RWIS zusammengetragen und kommentiert. Rain-wind induced vibrations can occur, when rain and wind simultaneously act, for instance, on the cables of cable-stayed bridges, on inclined steel hangers of arch bridges or on the backstays of guyed masts. As a result of wind and gravity, the rainwater forms small rivulets, which flow down on the surface of these structural members. The rivulets disturb the wind flow around the dry cross section and cause a modified unsymmetrical distribution of the surrounding wind pressure, which leads to periodic exciting forces. Due to the movement of the cable and the wind forces, the position of the rivulets varies on the cable surface. This constellation can lead to aeroelastic excitation with large amplitudes. Rain-wind induced vibrations can reduce the life cycle of a structure seriously, because the initialising wind velocity of rain-wind induced vibrations is significantly lower than the design wind velocity and thus has a high probability of occurrence. In this paper, the further researches and investigations up to now dealing with rain-wind induced vibrations are summed and commented.
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