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Author(s) | Title | Journal | Issue | Page | Category |
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Haslbeck, Matthias; Friedrich, Sebastian; Hindersmann, Iris; Bednorz, Jennifer; Braml, Thomas | Digitalisierung der Versuchsplanung im Ingenieurbau - Planung von Messprojekten mit MR-Brillen, 3-D-Druck und QR-Codes für Monitoring und datengestützte Bestandsbewertung | Bautechnik | 3/2022 | 182-190 | Aufsätze |
AbstractDie 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. x | |||||
Schnellenbach-Held, Martina; Steiner, Daniel | KI-Methoden zur Integration tragwerksplanerischen Wissens in frühe Phasen des Gebäudeentwurfsprozesses | Bautechnik | 3/2022 | 191-198 | Aufsätze |
AbstractEine 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. x | |||||
Stroetmann, Richard; Otto, Jens; Eisele, Johann; Bleicher, Volkmar; Wisnewski, Joachim; Dorn, Charlotte; Trautmann, Benjamin; Bauer, Max | Bewertung der Adaptivität von Geschossbauten für den städtischen Raum | Bautechnik | 3/2022 | 199-212 | Aufsätze |
AbstractDemografische 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. x | |||||
Schacht, Gregor; Fritsch, Christina; Voigt, Chris; Ewert, Eric; Arndt, Ralf | Structural Information Modeling - Die digitale Transformation der Bauwerksdiagnostik | Bautechnik | 3/2022 | 213-221 | Berichte |
AbstractBauwerksdiagnostische 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. x | |||||
Kaplan, Felix; Steinbock, Oliver; Saloga, Katrin; Ebell, Gino; Schmidt, Sebastian | Überwachung der Brücke am Altstädter Bahnhof | Bautechnik | 3/2022 | 222-230 | Berichte |
AbstractDie 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. x | |||||
Drei neue Auflagen in der AHO-Schriftenreihe | Bautechnik | 3/2022 | 230 | Nachrichten | |
Bautechnik aktuell 3/2022 | Bautechnik | 3/2022 | 231-234 | Bautechnik aktuell | |
AbstractNachrichten: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Bautechnik | 3/2022 | 235 | Veranstaltungskalender | |
Titelbild: Bautechnik 2/2022 | Bautechnik | 2/2022 | Titelbild | ||
Abstract
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Inhalt: Bautechnik 2/2022 | Bautechnik | 2/2022 | Inhalt | ||
Hahn, Oliver | Keine Angst vor Daten | Bautechnik | 2/2022 | 93-94 | Editorials |
Herbrand, Martin; Lazoglu, Alex; Ullerich, Christof; Marx, Steffen; Zehetmaier, Gerhard | Aggregation von Zustandsindikatoren aus Inspektions- und Monitoringdaten im Brückenbau | Bautechnik | 2/2022 | 95-103 | Aufsätze |
AbstractDie Bewertung des Bauwerkszustands von Brückenbauwerken erfolgt in Deutschland anhand der auf Grundlage regelmäßiger Bauwerksprüfungen ermittelten Bauwerksnote. Eine Methodik zur Einbindung von Monitoringdaten in die Bauwerksbewertung existiert dagegen derzeit noch nicht. Dabei kann ein Bauwerksmonitoring zur Unterstützung der klassischen Bauwerksprüfung genutzt werden, um das Auftreten oder die Entwicklung von Bauwerksschäden vorübergehend oder dauerhaft zu überwachen und so die von den Schäden ausgehenden Risiken zu mindern. Des Weiteren können in vielen Fällen rechnerische Standsicherheitsdefizite mittels gezielt eingesetzter Messmaßnahmen kompensiert werden. Herausforderungen hinsichtlich der integralen Zustandsbewertung ergeben sich aus der unterschiedlichen Bewertung von Bauwerksschäden (Benotung) und Standsicherheitsnachweisen (Ausnutzungsgrad). Dieser Beitrag stellt eine Methodik vor, die Monitoringdaten und Bauwerksschäden in einer Echtzeitbewertungskennzahl aggregiert, die auch für Nichtfachleute verständlich ist. Neben dem allgemeinen Bewertungsverfahren, das bekannte Elemente aus dem Bewertungsschema nach SIB-Bauwerke einschließt, werden zwei konkrete Anwendungsfälle anhand des smartBRIDGE-Konzepts an der Köhlbrandbrücke in Hamburg gezeigt. Dabei handelt es sich um zwei aktuelle rechnerische Standsicherheitsdefizite, die durch eine messtechnische Überwachung kompensiert werden. x | |||||
Wedel, Frederik; Opitz, Daniel; Tiedemann, Christoph; Meyer-Westphal, Markus | Das 3-D-Modell als Grundlage des digitalen Zwillings | Bautechnik | 2/2022 | 104-113 | Aufsätze |
AbstractNachdem andere Wirtschaftszweige wie die Automobilindustrie mit statusbasierten Wartungsintervallen für Autos oder dem autonomen Fahren bereits erheblichen Erfolg im Bereich der Digitalisierung verzeichnen dürfen, befindet sich nun auch die Bauindustrie im Wandel. Der digitale Zwilling spielt insbesondere bei der prädiktiven Instandhaltung eine zentrale Rolle. Durch ihn können alle Daten und Informationen zum Bauwerk gesammelt, strukturiert und mit einem zeitlichen und räumlichen Kontext versehen werden. Die Grundlage zur Verortung von Informationen ist ein 3-D-Modell. Das Building Information Modeling liefert dafür im Bauwesen die perfekte Basis, ist im Bestand aber häufig nur mit großem Aufwand umsetzbar. Da die Erstellung und Änderung solcher Modelle oftmals durch Experten erfolgen muss, einen i. d. R. aufwendigen Prozess darstellt und die Datenstruktur keine Verwaltung von Massendaten zulässt, ist zu überlegen, welche Daten direkt in das 3-D-Modell integriert werden und wo der Linked-Data-Ansatz sinnvoller ist. Der Beitrag zeigt verschiedene Datenintegrationsmöglichkeiten für digitale Modelle und verdeutlicht am Beispiel des Pilotprojekts smartBRIDGE Hamburg die Vorgehensweise als Proof of Concept. Ziel ist die optimale Nutzung von 3-D-Modellen im Kontext des digitalen Brückenzwillings. Im Ergebnis kann festgehalten werden, dass sowohl für Massendaten als auch für singuläre Ergebnisse aus der Bauwerksinspektion der Linked-Data-Ansatz ein vielversprechender ist. x | |||||
Braml, Thomas; Wimmer, Johannes; Varabei, Yauhen; Maack, Stefan; Küttenbaum, Stefan; Kuhn, Thomas; Reingruber, Maximilian; Gordt, Alexander; Hamm, Jürgen | Digitaler Zwilling: Verwaltungsschale BBox als Datenablage über den Lebenszyklus einer Brücke | Bautechnik | 2/2022 | 114-122 | Aufsätze |
AbstractAuf dem Weg zur digitalen Brücke existieren bereits erste Lösungen, die den Lebenszyklus einer Brücke abbilden können. Für die Planung, den Bau und den Unterhalt stehen unterschiedlichste Werkzeuge, z. B. BIM, DIN 1076, SIB-Bauwerke, Monitoring etc. zur Verfügung, die jeweils mit unterschiedlichen Datenformaten arbeiten. Für ein intelligentes Erhaltungsmanagement müssen aber alle Daten mit den verschiedenen Datenformaten zusammengeführt, abgelegt und so verwaltet werden können, dass über den gesamten Lebenszyklus einer Brücke die Abbildung eines ganzheitlichen digitalen Zwillings eines Bauwerks möglich ist. Die Autoren haben dafür mit BBox den Prototyp einer Verwaltungsschale (VWS) auf Grundlage von Industrie 4.0 entwickelt. Damit wird das physikalisch-ingenieurtechnische Modell zur Zustandsbewertung der Brücke in den Mittelpunkt gestellt und der gesamte Lebenszyklus einer Brücke kann unabhängig von Datenformaten digital erfasst werden. Da der Aufbau der VWS durch die Granularität optimal strukturiert ist, bietet die Ablage und Einspeisung von Messdaten sowohl die Grundlage eines Live-Monitorings als auch den Grundstein für maschinelles Lernen (ML). Der Datenzugriff via S3-Schnittstelle erleichtert die Entwicklung von eigenen Prognosemodellen mit Informationsmustern (SHIP - Structural Health Information Pattern). Am Beispiel der Heinrichsbrücke Bamberg wird die praktische intelligente Umsetzung des Bauwerksmonitorings inkl. VWS mit Informationsmustern und ML gezeigt. x | |||||
Placzek, Dietmar; Mahrzahn, Gero; Kranz, Jörg; Oehler, Thomas | Brückenwiderlager aus geokunststoffbewehrter Erde (KBE) - Alternative für den Neubau und Ersatzbau von Brückenbauwerken | Bautechnik | 2/2022 | 123-133 | Aufsätze |
AbstractFür die Verbesserung der Infrastruktur in der Bundesrepublik Deutschland ist der Neu- und Ausbau von Straßen und Autobahnen mit dem Ersatz von Brücken und Widerlagern erforderlich, der auch mit Nachdruck betrieben wird. In diesem Zusammenhang werden auch alternative Bauweisen untersucht, die zu einer Zeit- und Kostenreduzierung führen sollen. Eine dieser neuen und innovativen Bauweisen stellt die Herstellung der Brückenwiderlager aus geokunststoffbewehrter Erde (KBE) dar. Hierbei handelt es sich im Gegensatz zu den bisher vorhandenen und im Bau befindlichen Brücken in Deutschland um eine bisher nicht geregelte Bauweise, sodass für ein Pilotprojekt eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich wurde. Im Rahmen dieses Beitrags werden die Konstruktion, der Aufbau, die Berechnungs- und Bemessungsansätze, das begleitende Messprogramm und die Messergebnisse für die Brückenwiderlager dieses Pilotprojekts vorgestellt. Ebenso werden die Erkenntnisse dieses Pilotprojekts im Hinblick auf Standsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Bauzeit bewertet und ein Ausblick auf die Übertragbarkeit auf vergleichbare Bauprojekte gegeben. x | |||||
Taraben, Jakob; Helmrich, Marcel; Morgenthal, Guido | Datenmodelle für digitale Zwillinge von Brücken und bildbasierte Zustandsaufnahmen | Bautechnik | 2/2022 | 134-142 | Aufsätze |
AbstractFür eine präventive und nachhaltige Instandhaltung von Infrastrukturbauwerken sind regelmäßige visuelle Inspektionen von großer Bedeutung, um Schäden frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Moderne Technologien wie unbemannte Flugsysteme, ausgerüstet mit hochauflösenden Kameras, unterstützen immer mehr den Inspektionsprozess und die damit verbundene Dokumentation. Dadurch entstehen große Mengen an Bilddaten, Orthofotos, Punktwolken und Oberflächennetzen, welche die gesamte Bauwerksoberfläche in einem ausreichend hohen Detailgrad darstellen und die Annotation von visuell detektierbaren Anomalien ermöglichen. Um diese Datenmenge effektiv nutzen und verwalten zu können, sind Methoden zur Verarbeitung und entsprechend verknüpfte Datenmodelle notwendig. Vor dem Hintergrund einer kontinuierlich zu wiederholenden Bauwerksüberwachung ist eine Automatisierung der einzelnen Analyseschritte besonders vielversprechend. In diesem Aufsatz werden Ansätze für die Verarbeitung großer bildbasierter Datensätze zu einem verknüpften Inspektionsmodell beschrieben. Dazu wird gezeigt, wie Annotationen in Bildern und Orthofotos im Kontext von idealisierten Simulationsmodellen genutzt werden und den Prozess der Zustandsbewertung unterstützen können. Der daraus entstehende digitale Zwilling soll eine konsistente Datenbasis über mehrere Zustände abbilden und damit die Verwaltung heterogener Inspektionsdaten ermöglichen. x | |||||
May, Ilka; Rösner, Christine | Skalierbare Technologie zur Erstellung von 3-D Digital Twins für Bestandsbrücken | Bautechnik | 2/2022 | 143-149 | Berichte |
AbstractUnter einem 3-D digitalen Zwilling wird gemeinhin ein virtuelles Abbild eines physischen Elements verstanden. Solche virtuellen Abbilder können in verschiedenen Erscheinungsformen mit sehr unterschiedlichen Charakteristiken und Einsatzbereichen - und zu stark unterschiedlichen Preisen - auftreten. Hohe Kosten bei der Erstellung von 3-D-Modellen von Bestandsbrücken sowie fehlende Integration behindern jedoch die großflächige Adoption einer vielversprechenden Technologie für das Monitoring und Management von Bestandsbrücken und anderen Bauwerken und technischen Anlagen. Der Bericht erläutert, wie durch eine Weiterentwicklung von Spieletechnologie und dem Einsatz von KI die Kosten und Hürden für die Erstellung von digitalen Zwillingen signifikant reduziert und damit eine skalierbare Lösung für viele Anwendungsbereiche geschaffen wird. Damit die 3-D Digital Twins den gewünschten Mehrwert entfalten, ist neben einer einfachen Handhabung insbesondere die Integration der jeweiligen Systeme von entscheidender Bedeutung. Dabei sind Aspekte wie Cloud-, IoT- und ERP-Anbindung, Fragen der Konnektivität sowie Security & Privacy zentrale Elemente einer gelungenen Integration von 3-D digitalen Zwillingen in ein bestehendes Daten- und IT-Ökosystem. x | |||||
Mauerwerkstage 2022 wieder online | Bautechnik | 2/2022 | 149 | Veranstaltungen | |
Moormann, Christian | Jahresbericht 2021 des Arbeitskreises "Pfähle" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) | Bautechnik | 2/2022 | 150-153 | Berichte |
Bautechnik aktuell 2/2022 | Bautechnik | 2/2022 | 155-160 | Bautechnik aktuell | |
AbstractWettbewerbe: x | |||||
Kongresse - Symposien - Seminare - Messen | Bautechnik | 2/2022 | 160 | Veranstaltungskalender | |
Titelbild: Bautechnik 1/2022 | Bautechnik | 1/2022 | Titelbild | ||
Abstract
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Bautechnik: Jahresinhaltsverzeichnis des 98. Jahrgangs 2021 | Bautechnik | 1/2022 | Jahresinhaltsverzeichnis | ||
Inhalt: Bautechnik 1/2022 | Bautechnik | 1/2022 | Inhalt | ||
Hochuli, Antonina; Trouillet, Jean-Georges; Brühwiler, Eugen; Schulz, Olaf; Hoffmann, Michael | Erneuerung einer festen Fahrbahn der Bahn unter Verwendung von UHFB - weltweit erstmaliger Einsatz von UHFB im Gleisbau - Teil 1: Bericht über Technologie, Wirtschaftlichkeit und Baumanagement | Bautechnik | 1/2022 | 1-9 | Aufsätze |
AbstractDieser Aufsatz in zwei Teilen berichtet über die Instandsetzung und Anpassung der festen Fahrbahn im stark frequentierten unterirdischen Bahnhof Zürich Flughafen. Die 1980 eingebaute feste Fahrbahn hatte die vom Systemanbieter vorausgesagte Nutzungsdauer erreicht und wies Schäden auf. Damit die Bahnsteige die Vorgaben des Behindertengleichstellungsgesetzes (BehiG) erfüllen, musste außerdem die Gleisgeometrie abschnittweise durch eine Absenkung angepasst werden. Aus diesem Grund war ein einfacher Austausch der Schwellenblöcke nicht möglich und eine Sonderlösung erforderlich. Mit der Anwendung des ultrahochleistungsfähigen zementgebundenen Faserverbundbaustoffs UHFB wurde eine nachhaltige und wirtschaftliche Lösung für ein Projekt gefunden, bei dem eine traditionelle Lösung zeit- und kostenaufwendig gewesen wäre. Außerdem wurde im Rahmen dieses Projekts festgestellt, dass die Anwendung des UHFB mit deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften die Nutzungsdauer der festen Fahrbahn erhöht. Mit dem Einsatz von UHFB wird die Nutzungsdauer der festen Fahrbahn gleich derjenigen der gesamten Bahnhofanlage, was die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert. Der erste Teil dieses Aufsatzes berichtet über die Planungsarbeiten in früheren Projektphasen und die Bauvorgänge während der Ausführung. Es werden außerdem die Hintergründe erläutert, die zur Anwendung von UHFB geführt haben, und die Ergebnisse der erfolgreichen Anwendung dieses Baustoffs für feste Fahrbahnen der Eisenbahn sowie das weitere Optimierungspotenzial aufgezeigt. x |