Monitoringgestützte Risikobewertung bestehender Massivbauwerke (Softcover)

Der Zusammenhang zwischen der Sicherheit eines Bauwerks auf der einen und der Überprüfung seines Zustandes und Messung seiner Beanspruchung auf der anderen Seite ist nicht neu. In vielen Bereichen des Bauwesens finden dafür entsprechende Untersuchungen statt. Diese verfolgen einerseits das Ziel, die auf das Bauwerk wirkenden Einwirkungen genauer einschätzen zu können. Aus diesem Grund werden einige Einwirkungen unmittelbar mit Sensoren erfasst (z. B. Temperatur), andere hingegen nur indirekt z. B. über Bauteilreaktionen (z. B. Gewichts- und Verkehrslasten). Andererseits sollen mit einer Überprüfung frühzeitig Schäden oder Überbeanspruchungen festgestellt werden, um eine Schadensbehebung oder im Extremfall den Schutz von Personen und Sachmitteln zu ermöglichen. Sobald die Öffentlichkeit durch ein katastrophales Bauwerkversagen schockiert wird, reagiert die Fachwelt z. T. mit innovativen, oftmals jedoch mit lange bekannten und in Vergessenheit geratenen Ansätzen. Die Gründe des Bauwerkversagens stehen dabei nicht immer im Fokus der Entwicklungen. Dies wurde wieder einmal z. B. nach dem tragischen Einsturz der Eissporthalle in Bad Reichenhall deutlich. In diesem Fall führten - wie im Regelfall - verschiedene Einflüsse und Randbedingungen zum Unglück und "neue" Messverfahren können nur begrenzt dienlich sein. Eine kostenverträgliche Erhaltung der Infrastruktur steht weltweit im Fokus der Untersuchungen. Nachdem bereits einige katastrophale Brückeneinstürze zu verzeichnen sind, werden auch die Politik und die Bevölkerung auf dieses Problem aufmerksam. Ein vorrangiges Ziel der bisherigen und aktuellen Forschungsarbeiten ist es, aus dem Gesamt- bestand der Infrastrukturbauwerke eine klassifizierte Übersicht zu erstellen. Damit soll eine prioritätenorientierte, kostenoptimierte Instandhaltungsstrategie entwickelt werden. Für diese Aufgabe stehen bspw. bei Brückentragwerken Datenbanksysteme bereit, in denen die aus den Brückenprüfungen zusammengetragenen Erkenntnisse über den Zustand einer Brücke formuliert sind. Aufgrund der im Regelfall nur unzureichend vorliegenden Informationen sind die darauf basierenden Erhaltungsstrategien noch sehr anfällig.
Mit Prognosen über den Zustand wird versucht, den Erhaltungsaufwand abzuschätzen und zu planen. Die dafür erforderlichen Eingangswerte können mit statistischen Mitteln aus Messreihen und Simulationen abgeleitet werden. Ein weiterer Schritt besteht nun darin, diese statistischen Daten numerisch weiter zu bearbeiten und auf wahrscheinlichkeitstheoretischer Grundlage Prognosen zu formulieren. Für diese Arbeitsschritte bestehen sowohl national als auch international erste Ansätze. Ob damit genauere Vorhersagen möglich werden, hängt letztlich von der Verfügbarkeit und Qualität der relevanten Eingangswerte sowie den durch Modelle vorausgesetzten Abhängigkeiten ab.
In dieser Arbeit werden die vielfältigen Abhängigkeiten der zuvor genannten Größen be- nannt und Zusammenhänge dargestellt. Durch praxisnahe Anwendungen an Brücken, Windenergieanlagen und Hochbauten wird der Umgang mit der Messtechnik sowie den probabilistischen Ansätzen veranschaulicht.

• Einleitung und Überblick
• • Einführung
  • Problemstellung und Motivation
  • Stand der Forschung
  • Zielsetzung und Nutzen
  • Überblick über die nachfolgenden Kapitel
• Risiko, Zuverlässigkeit und Sicherheit
• • Risiko
  • Fehler, Schäden und Unsicherheiten
  • Bewertungs- und Zuverlässigkeitsverfahren im Überblick
  • Stochastische Eingangswerte und Modellunsicherheiten
  • Sicherheitselemente und Grenzzustände
  • Systemzuverlässigkeit
  • Datenermittlung und -updating
  • Angewandte Zuverlässigkeitsanalyse
• Inspektionen und Messungen
• • Warum werden Sensoren eingesetzt?
  • Messeinrichtungen
  • Experimentelle Methoden
  • Messkonzept
  • Messunsicherheiten und Unsicherheiten in der Messtechnik
  • Angaben zur Belastungsgeschichte aus Monitoring
  • Praxisanwendungen
• Zum Risiko baulicher Anlagen
• • Lessons learned
  • Kosten
  • Hochbauten
  • Straßenbrücken
  • Windenergieanlagen (Onshore/Offshore)
• Zusammenfassung und Ausblick
• • Zusammenfassung
  • Ausblick
• Literatur
• • Normen und Richtlinien / Regelwerke
  • Literatur zu Kapitel 1
  • Literatur zu Kapitel 2: Zuverlässigkeit
  • Literatur zu Kapitel 3: Monitoring
  • Literatur zu Kapitel 4: Risiko baulicher Anlagen
  • Literatur mit Beiträgen des Autors (Auszug)
  • Literatur zur Versuchstechnik
  • Literatur zu Anwendungen
• Glossar, Abkürzungen und Verweise
• • Glossar
  • Abkürzungen
  • Forschungsverbunde und Kongresse
• Anhang
• • Statistik
  • Phasen eines Bauwerks nach VDI nach [H.18]
  • Betondruckfestigkeiten
  • Zeitpunkte im DLS
  • Schadensdatenbank
  • Probabilistische Berechnungen