Das Team levelup der TH Rosenheim hat sich im Rahmen des SDE 21/22 das Ziel gesetzt, mittels Aufstockung den urbanen Raum nachzuverdichten. Hauptaugenmerk ist hierbei die Schaffung neuen Wohnraums mit einer energetischen Sanierung zum Plusenergiegebäude zu kombinieren. Erreicht wird dies durch ein Energiekonzept mit PV- und PVT-Kollektoren, Absorptionswärmepumpe und einer Fassadenheizung. Der bauphysikalische Schwerpunkt in diesem Bericht liegt bei einer Sanierungsfassade mit thermischer Aktivierung der Bestandswand.

levelup - Modular storey addition and refurbishment of appartment blocks
Within the framework of SDE21/22, the levelup team of the TH Rosenheim has set itself the goal of increasing the density of urban space by adding storeys. The main focus here is to combine the creation of new living space with an energetic renovation into a plus-energy building. This is achieved through an energy concept with PV and PVT collectors, an absorption heat pump and façade heating. The building physics focus in this report is on a façade renovation with thermal activation of the existing wall.

Die Tageslichttechnik ist ein interdisziplinäres Fachgebiet zwischen Bauphysik und Lichttechnik und verwirklicht mittels neuartiger Spiegeloptiken verbesserte Schutzfunktion vor Überhitzung, jedoch gleichzeitiger Versorgungsfunktion mit natürlichem Tageslicht, wodurch eine Gesamtenergieeinsparung von verglasten Gebäuden von bis zu 30 % ermöglicht wird. Im Rahmen des Green Deals wird von der EU-Kommission eine Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (EPBD) angestoßen, die Teil eines umfassenden Gesetzespaketes mit der ambitionierten Zielsetzung ist, emissionsfreie Gebäude zu definieren und damit die Reduktion der CO2- Emissionen in Europa voranzutreiben. Die Tageslichtumlenktechnik, die im Winter solare Zugewinne, im Sommer einen Schutz vor Überhitzung und ganzjährig die Tageslichtautonomie fördert, kann eine ganz wesentliche Rolle in der Umsetzung dieser ehrgeizigen Ziele spielen. In diesem Beitrag wird eine neue Tageslichtumlenktechnik vorgestellt, mit der sich auch mittels eines innenliegenden Behangs ein gges-Wert von 0, 05 sogar in offener und durchsichtiger Lamellenlage mit Tageslichteintrag realisieren lässt.

Daylight control systems using mirror optics
Daylighting is an interdisciplinary field between building physics and lighting technology and implements improved protection against overheating by means of novel mirror optics developed, while at the same time providing daylight, thus enabling total energy savings of glazed buildings of up to 30 %. As part of the Green Deal, the EU Commission is initiating a directive on the energy performance of buildings (EPBD), which is part of a comprehensive legislative package with the ambitious goal of defining zero-emission buildings and thus driving forward the reduction of CO2 emissions in Europe. Daylight guiding technology, which enables solar gains in winter, prevents overheating in summer and enables daylight autonomy all year round, can play a very important role in the implementation of these ambitious goals. In this essay a new daylight guiding technology will be presented, with which a total solar energy transmittance gtot of 0.05 can be realised even in open and transparent slat positions with daylight input by means of internal blinds.

Die Brandkatastrophe Grenfell Tower vor fünf Jahren
BuGG-Gründach des Jahres 2021 Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie
Sozial und klimafreundlich: Vorlesungen über geförderten Wohnungsbau
fischer und das Vitra Design Museum blicken auf die Welt des Plastiks
Geteiltes Wissen: Arbeitshilfen für die BIM-Anwendung
Neue Broschüre der Ziegelindustrie zum Schallschutz nach DIN 4109
Internationales Jahr des Glases 2022
Braunschweiger Brandschutz-Tage 2022
17. Internationale Konferenz zur Gebäudehülle der Zukunft mit Thema Brandschut

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Das Unternehmen Bluebeam bringt die Digitalisierung in der Baubranche voran: Mehr als 2 Mio. Bauexpert:innen in 130 Ländern vertrauen auf die preisgekrönte Software Revu, die Projekte und Teams miteinander vernetzt. Für die zeitgleiche standortunabhängige Zusammenarbeit nutzt das gesamte Projektteam PDF-Dateien in einer Cloud. Alle wichtigen Bauunterlagen werden digital an einem Ort gebündelt. Die Kommunikation zwischen Geschäftsführung, Digitalisierungs- und Informationstechnik, Bauleitung und Architektur-Planung läuft komplett papierlos ab. Dank einer Vielzahl intelligenter Werkzeuge und leistungsstarker Markierungs-Funktionen lassen sich Baupläne ganz einfach und in Echtzeit überprüfen, anpassen, mit Kommentaren sowie Notizen versehen und Personen zuweisen. Alles gebündelt in einem System. (Foto: Bluebeam)

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Die Infrastruktursysteme der Industriestaaten erfordern heute und in Zukunft ein effizientes Management bei alternder Bausubstanz, steigenden Lasten und gleichbleibend hohem Sicherheitsniveau. Digitale Technologien bieten ein großes Potenzial zur Bewältigung der aktuellen und künftigen Herausforderungen im Infrastrukturmanagement. Im BMBF-geförderten Projekt Bewertung alternder Infrastrukturbauwerke mit digitalen Technologien (AISTEC) wird untersucht, wie unterschiedliche Technologien und deren Verknüpfung gewinnbringend eingesetzt werden können. Am Beispiel der Maintalbrücke Gemünden werden ein sensorbasiertes Bauwerksmonitoring, bildbasierte Inspektion mit durch Kameras ausgestatteten Drohnen (UAS) und die Verknüpfung digitaler Bauwerksmodelle umgesetzt. Die aufgenommenen Bilder dienen u. a. als Grundlage für spätere visuelle Anomaliedetektionen und eine 3D-Rekonstruktion, welche wiederum für die Kalibrierung und Aktualisierung digitaler Tragwerksmodelle genutzt werden. Kontinuierlich erfasste Sensordaten werden ebenfalls zur Kalibrierung und Aktualisierung der Tragwerksmodelle herangezogen. Diese Modelle werden als Grundlage für Anomaliedetektionen und perspektivisch zur Umsetzung von Konzepten der prädiktiven Instandhaltung verwendet. Belastungsfahrten und historische Daten dienen in diesem Beitrag der Validierung von kalibrierten Tragwerksmodellen.

Maintalbrücke Gemünden - integrated structural health monitoring and UAS diagnostics
Infrastructure systems of industrialised countries today and in the future require efficient management with an ageing stock, increasing loads while simultaneously maintaining a high level of safety. Digital technologies offer great potential for the current and future challenges in infrastructure management. The BMBF-funded project AISTEC is investigating how the individual technologies and their interconnection can be used beneficially. With the Maintalbrücke in Gemünden as an exemplary application, sensor-based structural monitoring, image-based inspection using unmanned aircraft systems (UAS) equipped with cameras and the integration of digital structural models are being implemented. The recorded images serve, among others, as basis for subsequent anomaly detection and a 3D reconstruction, which in turn are used for updating digital structural models. Continuously recorded sensor data is used to update the parameters of the structural models, which in turn provide the basis for predictive maintenance. Load tests are used to validate the models.

Der Zustand von Ingenieurbauwerken ist von besonderer Bedeutung für den Erhalt und sicheren Betrieb der Verkehrsinfrastruktur. Für ein wirtschaftliches Instandhaltungsmanagement ist die Kenntnis zum aktuellen Zustand eines Bauwerks daher zentral. Neben dem aktuellen Zustand ergeben sich wirtschaftliche Instandhaltungsstrategien aus der Kenntnis der zukünftigen Zustandsentwicklung eines Bauwerks. Durch eine intelligente Datenverknüpfung von Bestandsdaten kann die Entwicklung eines Bauwerks abgeschätzt und so vorausschauend Instandhaltungsmaßnahmen abgeleitet werden. Der Beitrag stellt einen Ansatz vor, wie auf Basis der Methode Building Information Modeling (BIM) und digitaler Bauwerksmodelle über die Verknüpfung mit betreiberbezogenen Bestandsdaten und Structural Health Monitoring (SHM) datenbasiert Prognosen zum Bauwerkszustand von Eisenbahnbrücken abgeleitet werden können. Hierfür werden Verfahren des Machine Learnings (ML) auf die Bestandsdaten zu den Brückenbauwerken der DB Netz AG angewendet und systembezogen ausgewertet. Durch das objektive und datengetriebene Bewertungsverfahren wird eine weitere Grundlage für belastbare Entscheidungen im Instandhaltungsmanagement gelegt.

Condition state prediction of engineering structures based on digital twins and inspection data
The condition state of engineering structures is significantly important for the maintenance and safe operation of the transport infrastructure. Knowledge of the current condition state of a structure is therefore crucial to economic maintenance management. In addition to the current condition state, economic maintenance strategies are based on knowledge of the future development of a structure's condition. The future condition development of a structure can be estimated by an intelligent data linkage of bridge data and thus maintenance measures can be derived in advance. The paper presents an approach to derive data driven predictions of the condition states of railway bridges based on Building Information Modeling (BIM) and digital building models, linked with inspection data and Structural Health Monitoring (SHM). For this purpose, Machine Learning (ML) methods are applied to the aggregated data of the bridge structures of the DB Netz AG and evaluated in an asset related manner. The objective and data driven prediction provides a further basis for reliable decisions in maintenance management.

Die Digitalisierung und der Einsatz der BIM-Technologie werden für die Baubranche immer wichtiger. Doch nicht nur für die Planung und den Bau von Neubauten, sondern auch für die Umsetzung und den Betrieb von Messeinrichtungen an bestehenden Hoch- und Ingenieurbauten können die BIM-Methode und die visuelle Darstellung des Objekts in den physikalischen und virtuellen Modellen hilfreiche Werkzeuge sein. Am Beispiel eines Projekts zur datengestützten Bewertung einer Bestandsbrücke wird gezeigt, wie BIM, 3-D-Druck, QR-Codes und Mixed-Reality-Brillen die Planung von Messeinrichtungen unterstützen. Die einsetzende digitale Transformation im Bauwesen und der wachsende Bedarf an datenbasierten Nachweiskonzepten für alternde Verkehrsinfrastrukturobjekte eröffnen dabei ein enormes Potenzial für die Digitalisierung. Anhand einer geplanten Versuchskampagne zur Anpassung von statischen Modellen an gemessene Daten durch Bayes'sches Updating wird gezeigt, wie dieses Potenzial genutzt werden kann, um die Planung und Ausführung von Messprojekten an Bauwerken zu unterstützen und eine Steigerung der Qualität und der Effizienz zu erreichen. Durch die Erzeugung und Visualisierung von dreidimensionalen Bauwerksmodellen und die Bereitstellung von technischen Spezifikationen der Messeinrichtungen durch QR-Codes kann sowohl der Installationsprozess als auch die spätere Betreuung der Messtechnik unterstützt werden.

Digitization of test planning in civil engineering with MR glasses, 3-D printing and QR codes
Digitization and the use of BIM technology are becoming increasingly important for the construction industry. The BIM method and the visual representation of the object in the physical and virtual models can be helpful tools not only for the design and construction of new buildings, but also for the implementation and operation of measurement facilities on existing buildings and engineering structures. Using the example of a project for data-based assessment of an existing bridge, we will show how BIM, 3-D printing, QR codes and mixed reality glasses support the design of measurement facilities. The incipient digital transformation in the construction industry and the growing need for data-based recalculation concepts for aging transport infrastructure opens up enormous potential for digitalization. Based on a planned measurement for the data-driven update of the static system using Bayes' Theorem, it is shown how this potential can be used to support the planning and execution of measurement projects on structures, thereby achieving an increase in quality and efficiency. By generating and visualizing three-dimensional models of structures and providing technical specifications of the measurement equipment through QR codes, both the installation process and the subsequent maintenance of the instrumentation can be supported.

Eine frühe Integration der tragwerksplanerischen Expertise in den Prozess des Gebäudeentwurfs ermöglicht eine effiziente Unterstützung der hochkomplexen Planungsentscheidungen. Zur Bereitstellung und Verwendung des dafür geeigneten Erfahrungswissens des Ingenieurwesens wurde ein wissensbasiertes System (WBS) entwickelt. Dieses kann durch den Einsatz von entwicklungsstufenbezogenen unscharfen Wissensbanken sowie zugehöriger Inferenzsysteme eine Beurteilung von Tragstrukturen und Vorschläge von Entwurfsoptionen leisten. Das Entwicklungsstufensystem enthält eine Bewertung von Tragsystemen basierend auf der Possibilitätstheorie und umfasst Konzepte der adaptiven Entwicklungsstufen. Durch den Einsatz der leicht verständlichen Formulierung von Regeln im Modus Ponens und von Inferenzmechanismen der Fuzzy Logic wird dabei die Nachahmung des menschlichen Entscheidungsverhaltens ermöglicht. Zur Akquise des Wissens werden Parameterstudien mit der Berechnung und Bemessung von Tragelementen des Stahlbetonbaus durchgeführt. Praxiserfahrungen bestimmen die für die im üblichen Hochbau zu erwartenden Strukturen zu berücksichtigenden Wertebereiche. Mechanismen zur Berücksichtigung einer möglichen Ungewissheit von Entwurfsgrößen werden bereitgestellt. Das resultierende WBS ermöglicht schließlich eine Steigerung der Effizienz des Planungsprozesses bereits in frühen Planungsphasen.

AI-methods for the integration of structural design knowledge in early phases of the building design process
The early integration of the structural design expertise in the building planning process allows an efficient support of the involved highly complex decision-making. A knowledge-based system (KBS) is developed for the supply and the usage of suitable engineering experience knowledge. This performs an evaluation of bearing structures and the proposal of design options through the application of development level dependent fuzzy knowledge bases and related inference systems. The levels of development include the assessment of structures based on the possibility theory and comprises concepts of adaptive detailing. An imitation of the human decision-making behavior is achieved by the use of an easily understandable formulation of rules following the Modus Ponens and Fuzzy Logic inference mechanisms. Acquisition of applicable knowledge is based on parametric studies covering the calculation and design of structural elements that initially are carried out for reinforced concrete components. Considerable value ranges are determined based on practical experiences. Additionally, mechanisms for the consideration of uncertain parameters are provided. The resulting (KBS) system enables an efficiency increase in the early planning process.

Demografische Veränderungen, ein sich wandelnder Arbeitsmarkt und konjunkturelle Schwankungen mit unterschiedlich dominierenden Gewerbezweigen erfordern Gebäude, die sich an verändernde Nutzeranforderungen anpassen können. Zur Erhöhung der Ressourceneffizienz sind Gebäude nicht nur hinsichtlich des Materialeinsatzes und Energieverbrauchs zu optimieren, sondern darüber hinaus für einen langen Nutzungshorizont auszulegen. Um die Anpassungsfähigkeit von Geschossbauten an verschiedene Nutzungsformen bewerten zu können, wurde im Rahmen des Innovationsprogramms “Zukunft Bau” das Forschungsprojekt “Adaptive Gebäudestrukturen zur Erhöhung der Ressourceneffizienz von Geschossbauten im städtischen Raum” durchgeführt. Im folgenden Beitrag werden die Motivation zum Forschungsprojekt, eine Übersicht zu wesentlichen Fragestellungen und die Ergebnisse in einer zusammenfassenden Darstellung vorgestellt.

Assessment of the adaptivity of multi-storey buildings for the urban area
Demographic changes, a transforming labour market and economic volatility with different dominant industries require buildings that can adapt to changing user requirements. In order to increase resource efficiency, buildings must not only be optimised in terms of material use and energy consumption, but also designed for a long horizon of use. In order to be able to evaluate the adaptability of multi-storey buildings to different forms of use, the research project “Adaptive building structures to increase the resource efficiency of multi-storey buildings in urban areas” was carried out within the framework of the “Zukunft Bau” research initiative. In the following article, the motivation for the research project, an overview of the main aspects and the results are presented in a summarising form.

Bauwerksdiagnostische Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine verlässliche Bewertung von bestehenden Tragwerken. Häufig fehlen konkrete und realistische Informationen über den tatsächlichen Bauwerkszustand und damit die Eingangsgrößen für die rechnerische Nachweisführung. Anders als bei Neubauten müssen diese Annahmen nicht geschätzt und durch zusätzliche Sicherheitselemente abgedeckt werden, sondern können zuverlässig mit ihrer tatsächlichen Eigenschaft sowie Streuung am Bestandstragwerk erfasst werden. Die Bauwerksdiagnostik bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, den Bestand und Zustand der Materialien sowie Konstruktionen realitätsgetreu zu erkunden. Die digitale Revolution des Bauwesens bedingt neue Konzepte, mit denen es gelingt, unsere bestehenden Tragwerke wesentlich effizienter und v. a. länger nutzen zu können. Der digitale Bauwerkszwilling ermöglicht die Zusammenführung und Verknüpfung von Daten unterschiedlichster Struktur und Herkunft. Damit müssen zwangsweise auch bauwerksdiagnostische Daten konsequent digitalisiert, in solche digitalen Zwillinge integriert und in Kombination mit den weiteren Bestands- und Zustandsdaten für den Nutzer aufbereitet werden. Dieser methodische Ansatz des Structural Information Modeling bildet die Grundlage für eine realistischere und zuverlässigere Bewertung bestehender Bauwerke.

Structural Information Modeling - the digital transformation of building diagnostics
Building diagnostics are the prerequisite for a reliable evaluation of existing structures. Often, there is a lack of specific and realistic information about the actual condition of the structure and thus the input variables for the numerical verification. In contrast to new buildings, these assumptions do not have to be estimated and covered by additional safety elements but can be reliably measured with their actual properties as well as their scatter on the existing structure. Building diagnostics offers a multitude of possibilities to realistically assess the existing structure and the condition of materials as well as structures. The digital revolution in the construction industry implies new concepts that will make it possible to use our existing structures much more efficiently and, above all, for a longer period of time. The digital twin enables the merging and linking of gigantic data of the most diverse structure and origin. This means that structural diagnostic data must also be consistently digitized, integrated into digital twins and, in combination with the other inventory and condition data, prepared for the user in an intuitive manner. This methodical approach of Structural Information Modeling forms the basis for a more realistic and reliable assessment of existing structures.

Die B 1-Brücke am Altstädter Bahnhof war der wichtigste Verkehrsknotenpunkt in Brandenburg an der Havel. Im Dezember 2019 wurden die überführte Bundesstraße und die Straßenbahnlinie für den Verkehr gesperrt. Grund für die Sperrung war eine einsetzende Rissbildung in den Längsträgerstegen in Verbindung mit Hohlstellen, die letztlich auf gerissene Spanndrähte zurückgeführt werden. Um eine Sperrung der hoch frequentierten unterführten Verkehrswege zu verhindern, wurde ein umfangreiches Überwachungskonzept erforderlich. Wesentlicher Bestandteil dieses Konzepts war ein auf der Schallemissionsanalyse basierendes Monitoringsystem, mit dessen Hilfe Spanndrahtbrüche aufgezeichnet und lokalisiert werden konnten. Auf Grundlage der so gewonnenen Ergebnisse konnten Schwerpunkte für die Bauwerksprüfung abgeleitet werden. In diesem Bericht werden die gewonnenen Erkenntnisse zum messtechnisch erfassten Schadensfortschritt und den damit verbundenen visuell festgestellten Schäden beschrieben. Dabei werden die Besonderheit des verbauten konzentrierten Spannglieds (Spannblockverfahren nach TGL 173-33) und des Spannstahls in Bezug auf die Schadensbilder dargestellt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten bei der Beurteilung anderer Bauwerke mit vergleichbarer Bauart berücksichtigt werden.

Monitoring of the bridge at the Altstädter Bahnhof in Brandenburg a. d. Havel
The B 1 bridge at the Altstädter Bahnhof was the most important traffic junction in Brandenburg an der Havel. In December 2019, the overpassed federal highway and tram were closed to traffic. The reason for the closure was incipient cracking in the longitudinal girder webs in conjunction with hollow swells that were ultimately attributed to cracked prestressing wires. In order to prevent a closure of the highly frequented traffic routes underneath, an extensive monitoring concept was required. An essential component of this concept was a monitoring system based on acoustic emission analysis, with the help of which tension wire breaks could be recorded and localized. Based on the results obtained in this way, it was possible to identify focal points for the inspection of the superstructure. This report describes the findings on the progress of damage recorded by measurement technology and the associated damage detected visually. In this context, the special feature of the installed concentrated tendon (tendon block method according to TGL 173-33) is described with regard to the damage patterns. In the course of the verification of the working hypotheses after demolition of the structure, new findings were obtained on a design-related hydrogen-induced stress corrosion cracking, as a result of which the prestressing wires tended to brittle fracture. The findings obtained should be taken into account in the assessment of other structures of comparable design.

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Nachrichten:
Millionenförderung für Leipziger Carbonbetonforschung: HTWK Leipzig entwickelt multifunktionale, genormte Bauteile für Wohnungs- und Industriebau

Persönliches:
Nachruf Dr.-Ing. Günter Timm

Veranstaltungen:
Workshop: “Eisenbahnbrücken und Denkmalpflege”

Rezensionen:
Reparieren - Ertüchtigen - Erhalten. Ansätze und Strategien seit der Antike

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Zum Titelbild:
Auf einem Abschnitt der A61 bei Koblenz wurde erstmals in Deutschland eine durchgehend bewehrte Betonfahrbahn in horizontaler Hybridbauweise hergestellt. Die Idee hinter solchen Bauweisen: Der richtige Baustoff soll an der richtigen Stelle eingesetzt werden. Während die hauptsächlich von PKWs befahrene Überholspur konventionell aus Asphalt besteht, wird die durch LKWs stark beanspruchte rechte Fahrspur als durchgehend bewehrte Betonfahrbahn hergestellt.
In der von der Firma Schnorpfeil auf der Baustelle errichteten mobilen Mischanlage wurde ein Dyckerhoff HOZ Doppel (CEM III/A 42,5 N) eingesetzt. Experten erhoffen sich von bewehrten Betonfahrbahnen eine Nutzungsdauer von bis zu 50 Jahren - deutlich länger als die Lebensdauer von alternativen Fahrbahndecken und somit ein Beitrag zu echter Nachhaltigkeit. (Foto: Schnorpfeil)

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Der Regelermüdungsnachweis für Straßenbrücken nach Eurocode kann mit dem aus einem Einzelfahrzeug bestehenden Ermüdungslastmodell ELM3 und den sogenannten Schadensäquivalenzfaktoren &lgr;i geführt werden, ohne das aufwendige Ermüdungslastmodell ELM4 mit mehreren Fahrzeugtypen anwenden zu müssen. Allerdings unterliegt dieser Regelnachweis Einschränkungen. So können beispielsweise Brücken mit Stützweiten oder Einflusslinienlängen außerhalb des Intervalls [10 m - 80 m] nicht nachgewiesen werden. Darüber hinaus wird ein messdatengestützter Ermüdungsnachweis vorgestellt. Dabei kann der Schadenäquivalenzfaktor &lgr;1 für Monitoringdaten berechnet und ausgewertet werden. Aufbauend auf dem vorliegenden Regelermüdungsnachweis nach Eurocode wird in diesem Beitrag eine Methode zum Ermüdungsnachweis vorgeschlagen, die auf der Tragwerksantwort der zu untersuchenden Bauwerke fußt. Mithilfe dieser Methode lässt sich der Schadenäquivalenzfaktor &lgr;1 für beliebige Einflusslinienlängen und Monitoringspektren ohne Einschränkungen ermitteln.

New method for fatigue verification of existing road bridges using monitoring data
For road bridges, the fatigue verification based on Eurocode can be carried out in general with the simple fatigue load model ELM3 and the damage equivalence factors &lgr;i allowing to avoid using the complex fatigue load model ELM4, which consists of five vehicle types. However, this application is limited. For example, bridges with spans or influence lines outside the interval [10 m-80 m] cannot be verified. Furthermore, a fatigue verification based on monitoring is presented in order to calculate and evaluate the damage equivalence factor &lgr;1 for the monitoring data. Based on the current fatigue verification according to Eurocode, this paper presents a method for fatigue verification using the vibration response of bridges. This method is developed in order to calculate the damage equivalence factor &lgr;1 for all bridge spans as well as for all monitoring spectra without any limitation.