Teilprojekt Y1

Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung von Baukonstruktionen bei baumechanischen Untersuchungen mit Hilfe digitaler photogrammetrischer Verfahren

Leitung

Prof. Dr. habil. Hans-Gerd Maas

Mitarbeiter

Dr.-Ing. Uwe Hampel

Ziele

• Grundlagenuntersuchungen zu den Einsatzmöglichkeiten digitaler photogrammetrischer Systeme und Verfahren bei baumechanischen Untersuchungen an textilverstärkten Konstruktionen bzw. Probekörpern
• Bestimmung optimaler Verfahren und Parameter, Optimierung und Weiterentwicklung von Auswertealgorithmen zur Steigerung der Messgenauigkeit und Auwertegeschwindigkeit, Katalogisierung charakterisitscher material- und verfahrensbedingter Parameter
• Simultaner Einsatz geometrisch und zeitlich hochauflösender digitaler Kameras sowie Infrarotthermographie und zeitaufgelöster Computertomographie.
• Einsatz bildgebender Verfahren zur Bewertung des mechanischen Verhaltens mit textilen Bewehrungen verstärkter Bauwerke. Die Ergebnisse werden den Teilprojekten B1 und C1 zur Verfügung gestellt.

Ergebnisse

• Verfahren der digitalen Photogrammetrie und Bildverarbeitung ermöglichen die Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung für eine gro?e Auswahl von baumechanischen Untersuchungen an textilbewehrten Probekörpern und Baukonstruktionen.
• Im Rahmen des Teilprojektes wurden Algorithmen und Module für ein photogrammetrisches Messystem entwickelt, welches eine Basis für die Durchführung von Grundlagenuntersuchungen und vielseitigen Messaufgaben aus dem bautechnischen Versuchswesen darstellt, die bisher in dieser Qualität und Aussagekraft nicht durchgeführt werden konnten.
• Die Ergebnisse machen deutlich, dass zum einen die digitale Nahbereichsphotogrammetrie ein flexibel anwendbares Werkzeug sowohl für 2D wie auch für 3D-Messungen darstellt. Zum anderen erfordern spezielle Messaufgaben - die sehr hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit, die Robustheit und das Messvolumen stellen - optimierte Verfahren, deren Leistungsfähigkeit durch die Einbeziehung von a priori Wissen gesteigert werden kann.
• Im Zusammenhang mit der Auswahl, dem Einsatz und der Entwicklung optimaler Verfahren stellt die Bestimmung der charakteristischen material- und verfahrensbedingten Eingangsparameter eine wesentliche Rolle dar.
• Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurde eine Konzeption entwickelt, die neben wichtigen Grundlagenuntersuchungen den universellen Einsatz eines modular aufgebauten photogrammetrischen Messystems bei baumechanischen Untersuchungen zur Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung ermöglicht.

Anwendungsbeispiele

• Verifikation / Soll-Ist-Messungen
• Photogrammetrische Dehnungsmessung zur Kalibrierung von Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBG) unter Verwendung der Spiegelphotogrammetrie (TP A2)
• Photogrammetrische Erfassung der Rissbreite, Risslage und Dehnung bei Zugversuchen an textilverstärkten Probekörpern (TP B1)
• Photogrammetrische Dehnungsmessung bei Untersuchungen zur flächigen übertragung von Schubspannungen (TP C1)
• Photogrammetrische Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung bei baumechanischen Untersuchungen von textilverstärkten Holzproben (TP C3)
• Photogrammetrische Verformungsmessung bei Schubversuchen (TP D2)

Veröffentlichungen

2010

• Hampel, U.: Crack detection during load tests in civil engineering material testing with digital closed range photogrammetry – algorithms and applications. In: ISPRS Commission V Symposium 2010, Newcastle (UK), 22.06-24.06.2010

2009

• Hampel, U.: Photogrammetrische Messprozesse im bautechnischen Versuchswesen – Aufgaben, Anforderungen und Optimierung. In: Luhmann, Th. (Hrsg.): Photogrammetrie – Laserscanning – Optische 3D-Messtechnik; 8. Oldenburger 3D-Tage, 28.1-29.1.2009. Heidelberg : Verlag Herbert Wichmann, 1. Aufl., 2009, S. 356-366 – ISBN 978-3-87907-478-5
• Hampel, U.; Maas, H.-G.: Dynamische Rissdetektion mittels photogrammetrischer Verfahren – Entwicklung und Anwendung optimierter Algorithmen. In: Curbach, M. (Hrsg.), Jesse, F. (Hrsg.): Textile Reinforced Structures : Proceedings of the 4th Colloquium on Textile Reinforced Structures (CTRS4) und zur 1. Anwendertagung, Dresden, 3.-5.6.2009. SFB 528, Technische Universität Dresden, D–01062 Dresden : Eigenverlag, 2009, S. 355-364 – ISBN 978-3-86780-122-5 URN: urn:nbn:de:bsz:14-ds-1244047882026-24052

2008

• Hampel, U.; Maas, H.-G.: Cascaded image analysis for dynamic crack detection in material testing. In: ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 64 (2008) 4, pp. 345-350 – doi:10.1016/j.isprsjprs.2008.12.006
• Hampel, U.: Photogrammetrische Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung bei baumechanischen Untersuchungen. Fakultät Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften, Technische Universität Dresden, Februar 2008 – Dissertation – urn:nbn:de:bsz:14-ds-1213691909563-21395

2007

• Hampel, U.: Neuere Ergebnisse zu photogrammetrsichen Verformungsmessungen. In: Curbach, M.; Opitz, H.; Marx, S. (Hrsg.): 4. Symposium – Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen, Dresden, 27. September 2007. Band 12 der Reihe Konstruktiver Ingenieurbau Dresden, Dresden : Technische Universität Dresden, S. 139-149

2006

• Ortlepp, R.; Hampel, U.; Curbach, M.: A new Approach for Evaluating Bond Capacity of TRC Strengthening. In: Cement and Concrete Composites 28 (2006) 7, 589–597 – doi:10.1016/j.cemconcomp.2006.05.003
• Maas, H.-G.; Hampel, U.: Photogrammetric Techniques in Civil Engineering Material Testing and Structure Monitoring. In: Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 72 (2006) 1, pp. 39-45

2005

• Hampel, U.: Besonderheiten bei photogrammetrischen Verformungs- und Rissmessungen im bautechnischen Versuchswesen. In: VDI – Verein Deutscher Ingenieure (Hrsg.): Strukturanalyse, GESA-Symposium 2005, Saarbrücken, 21.-22.9.2005. VDI/VDE – Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, VDI Verlag, VDI Berichte, Nr. 1899, S. 231-240 – ISBN 3-18-091899-3
• Schulze, M.; Nöthe, M.; Kieback, B.; Maas, H.-G.: Material analysis applying microfocus computer tomography (µCT) and 3D Photogrammetry. In: Deutsche Physikalische Gesellschaft Frühjahrstagung, Berlin, Germany, 2005
• Nöthe, M.; Schulze, M.; Kieback, B.; Maas, H.-G.: Analysis of particle rearrangements during sintering by microfocus computer tomography (µCT). In: Sintering 2005, 4th International Conference on Science, Technology and Applications of Sintering, Grenoble, France, 2005.
• Schulze, M.: Materials analysis applying microfocus computertomography and voxel-based photogrammetry. In: 7th Optical 3-D Measurement Techniques, Vienna, Austria, 2005.
• Hampel, U.: Genauigkeitspotenzial photogrammetrischer Messverfahren bei Belastungsversuchen textilverstärkter Beton- und Holzkonstruktionen. In: Curbach, M. et al. (Hrsg.): 3. Symposium Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen (SEUB3), Dresden, 23.6.2005. Dresden : Eigenverlag, Institut für Massivbau, TU Dresden, 2005, S. 43-52

2004

• Schulze, M.; Hampel, U.: Erfassung und Analyse von Prüfkörpern in der Materialprüfung durch Computertomographie. In: Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation. Band 13, Halle (Saale), Germany, 2004, S. 317-324

2002

• Hampel, U.: Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung bei Baukonstruktionen mit Bildverarbeitung. In: Schwarz, W. (Ed.): Interdisziplinäre Messaufgaben im Bauwesen. 60. DVW-Seminar, Weimar, 16.-17.09.2002. Wittwer Verlag, Stuttgart, 2002. S. 43-56
• Hampel, U.: Einsatz bildgebender Verfahren zur Bewertung des mechanischen Verhaltens von Baukonstruktionen (Photogrammetrie, Computertomographie). In:Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen - 2. Symposium,Technische Universität Dresden, Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung, 26.9.2002. S. 79-92
• Hampel, U.; Maas, H.-G.: Schubversuche an textilverstärkten Betonproben. InLuhmann, Th. (Ed.): Nahbereichsphotogrammetrie in der Praxis - Beispiele und Problemlösungen, Wichmann Verlag, Heidelberg, 2002. S. 281-284

2001

• Hampel, U. Schreiber, F. und Flach, B.: Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung textilverstärkter Baukonstruktionen mit Hilfe digitaler photogrammetrischerVerfahren. In: 1. Fachkolloquium Textilbeton. RWTH Aachen, 2001, S. 265-276 (PDF-Datei, 464 kB)
• Opitz, H., Hampel, U.: Einsatz der digitalen Photogrammetrie und Bildverarbeitung bei Verformungs-, Riss- und Schädigungsmessungen an textilbewehrten Holz- und Betonprobekörpern. In: GESA-Symposium 2001 – Sicherheit und Zuverlässigkeit durch experimentelle Struktur- und Beanspruchungsanalyse. VDI Berichte, 2001

2000

• Hampel, U.; Schreiber, F.; Flach, B.: Erfassung der Verformungs-, Riss- und Schädigungsentwicklung von Baukonstruktionen bei baumechanischen Untersuchungen mit Hilfe der digitalen Photogrammetrie und Bildverarbeitung. In: Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen, 1. Symposium, Schriftenreihe des Instituts für Tragwerke und Baustoffe. Heft 11, 2000, S. 27–44
• Maas, H.-G.: Verarbeitung von Bildsequenzen von digitalen Hochgeschwindigkeitskameras. In: Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen, 1. Symposium, Schriftenreihe des Instituts für Tragwerke und Baustoffe. Heft 11, 2000
• Regensburger, K.; Hampel, U.: Digitale photogrammetrische Erfassung der Verformungs- und Rissentwicklung an Baukonstruktionen im bautechnischen Versuchswesen. 2000

1999

• Hampel, U.: Einsatz der digitalen Photogrammetrie im bautechnischen Versuchswesen. In: Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie und Fernerkundung. Vorträge der 19. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF. Band 8, S.301–307, 1999
• Opitz, H., Hampel, U.: Einsatz der digitalen Photogrammetrie bei Belastungsversuchen von Baukonstruktionen. VDI Berichte 1463, 1999.