Data science

F - 16 Numerische Untersuchung der Querrissbildung in Betonbalken

Task
1 Objectives
The maintenance and assessment of bridge infrastructure is critical to the economy, as these structures are vital for transportation and commerce Many concrete bridges are aging and may not comply with modern technical standards due to outdated design methods and increased traffic loads. One of the failing mechanisms detected when recalculating existing bridges in accordance with the recalculation guidelines is insufficient shear load-bearing capacity, leading to the premature demolition of numerous bridges.

This project aims to model concrete beams with varying lengths and reinforcement ratios using ATENA software to simulate and analyze shear cracking behavior. The objective is to develop a reliable numerical model that accurately predicts shear cracking, providing a foundation for future experimental testing.

2 Working program
Based on the key aspects, the following tasks should be solved:

• Literature review on shear cracking in concrete.
• Literature review on ATENA software and shear modeling parameters.
• Development of a numerical model with ATENA software
• Evaluation of shear cracking patterns
• Perform parametric studies
• Summarize all the results to draw conclusions and outlooks.

Ansprechpartner:
Kleo Lila, M.Sc.
Telefon: +49 351 463-40471
E-Mail:

F - 15 Messung des Rissfortschrittes ermüdungsbeanspruchter, reparierter Stahlbauteile

Zur Reparatur von Ermüdungsrissen in Stahlbauteilen bieten aufgeklebte Lamellen aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) aufgrund ihrer hohen Steifigkeit und gewichtsspezifischen Festigkeit ein besonderes Sanierungspotential. Um das Vertrauen in diese innovative Reparaturmethode zu stärken, ist es erforderlich die Rissentwicklung des ermüdungsrisssanierten Bauteils am realen Tragwerk zu überwachen und im Labor nachzuvollziehen. Das Problem dabei ist jedoch, dass die Stahlbauteiloberfläche durch die CFK-Lamelle verdeckt und somit nicht zugänglich ist. Hier setzt die Arbeit an.

Im Rahmen der Arbeit sollen Strategien für die Nachverfolgung des Rissfortschrittes sowohl unter Laborbedingungen, als auch bei Anwendung an einem realen Tragwerk erarbeitet und experimentell erforscht werden. Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Konsistenz der Mess- und Analyseverfahren sollen über eine Methodenvalidierung herausgestellt werden. Ziele der Arbeit sind die Ableitung einer Vorzugsmethodik zur messtechnischen Erfassung des Rissfortschrittes sanierter Stahlbauteile, die experimentelle Erprobung der Einflussfaktoren für diese Variante und Erstellung einer Handlungsanweisung zur optimalen Anwendung der Messmethodik.

Details zur Aufgabenstellung werden im Vorfeld der Bearbeitung konkretisiert.

Ansprechpartner:
Max Herbers, M.Sc.
Telefon: +49 351 463-39620
E-Mail:

F - 14 Einfluss der Messdatenqualität auf die messwertgestützte Nachweisführung

Durch sensorische Überwachung von Brückenbauwerken können Tragfähigkeiten und Einwirkungen realitätsnäher abgebildet und damit rechnerische Sicherheitsdefizite vermieden werden. Jedoch fehlen in den Regelwerken konkrete Empfehlungen für die Durchführung messwertgestützter Nachweise. Auch der Umgang mit Messunsicherheiten in Kombination mit dem Sicherheitskonzept ist nicht geregelt. Im Rahmen der Diplomarbeit sind Anforderungen an die Messdaten für ihre Weiterverwendung in der Nachweisführung zu spezifizieren. Sowohl die Datenqualität als auch der Messumfang können einen erheblichen Einfluss auf die Nachweisführung haben. So können bspw. ungenau oder fehlerhaft arbeitende Sensoren den Tragsicherheitsnachweis beeinflussen. Es muss definiert werden, welche Qualitätskriterien für Nachweise erforderlich sind und wie diese beschrieben werden können, sodass eine Berücksichtigung der Messdatenqualität im darauffolgenden Berechnungsprozess erfolgen kann.

Folgende Teilaufgaben können in Projekt- und Diplomarbeiten bearbeitet werden:

• Recherche möglicher Qualitätskriterien für Messdaten an Brücken
• Recherche gängiger Methoden und Algorithmen für die automatisierte Bewertung der Daten hinsichtlich ihrer Qualität
• Validierung der Qualitätskriterien und ausgewählter Algorithmen anhand von realen Messdaten
• Prüfung der Auswirkungen der variierenden Messdatenqualität und des Messumfangs auf Nachweisergebnisse für ein Versagensmechanismus
• Prüfung der Kompatibilität entwickelter Konzepte mit den bestehenden Normen und Regelwerken.

Die konkrete Aufgabenstellung wird nach Rücksprache individuell ausgearbeitet.

Ansprechpartnerin:
Dipl.-Ing. Maria Walker
Tel.: +49 351 463 39820
E-Mail:

F - 13 Erfassung des mehrdimensionalen Spannungs- und Dehnungszustand von Betonbauteilen auf Basis verteilter Dehnungsmessung mit verteilten faseroptischen Sensoren

Faseroptische Sensoren eignen sich zur aufgrund ihrer hohen örtlichen Auflösung zur quasi-kontinuierlichen Dehnungsmessung. Daher haben sie einer große Bedeutung für die Überwachung des Bauwerksverhaltens, wie z. B. Verformungen. Durch netzartige Verlegung kann mit diesen linearen Sensoren auch der dreidimensionale Verformungszustand von Bauteilen erfasst werden.

Daher ist in dieser Abschlussarbeit (Projekt- und/oder Diplomarbeit/Masterarbeit) eine Methodik zur Kompensation von langzeitlichen Einwirkungen bei verteilten faseroptischen Sensoren zu entwickeln. Die Algorithmen werden in ein vorhandenes Python-Software-Framework implementiert und an Experimentaldaten validiert.

Die Arbeit besteht aus folgenden Arbeitspaketen:

• Literaturrecherche zu verteilten faseroptischen Sensoren und effizienten Koordinatentransformationen
• Implementation (georeferenzierter) Lokalisierung und Ausrichtung des faseroptischen Sensors im dreidimensionalen Raum
• Verknüpfung des Sensors mit virtuellen Bauteilmodellen
• Rekonstruktion des Dehnungsfelds durch Interpolation oder numerische Verformungsberechnungen des Bauteils
• Berechnung des Spannungsfelds und Verformungszustand anhand des Dehnungsfelds mittels numerischem oder analytischem Modell
• Implementation der (analytischen) Methoden in ein vorhandenes Python-Software-Framework
• Validierung der entwickelten Methoden an Experimentaldaten

Details zur Aufgabenstellung werden vor Beginn der Bearbeitung sowie während der Bearbeitungszeit präzisiert. Von Vorteil ist Interesse oder Erfahrung an Softwareentwicklung/Programmierung. Die Bearbeitung in Englisch ist möglich.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bertram Richter
Telefon: +49 351 463-32822
E-Mail:

F - 12 Einfluss von Langzeiteinwirkungen auf verteilte faseroptische Sensoren an Betonbauteilen

Faseroptische Sensoren eignen sich zur aufgrund ihrer hohen örtlichen Auflösung zur quasi-kontinuierlichen Dehnungsmessung. Daher gewinnen sie zunehmend an Bedeutung für die Bauwerksüberwachung, insbesondere zum Rissmonitoring. Beton zeigt lastabhängiges und lastunabhängiges Langzeitverhalten. Zudem sind Bauwerke auch Temperaturschwankungen ausgesetzt. Diese verfälschenden Einflüsse auf faseroptische Sensoren müssen für ein Monitoring ab Stunde kompensiert werden.

Daher ist in dieser Abschlussarbeit (Projekt- und/oder Diplomarbeit/Masterarbeit) eine Methodik zur Kompensation von langzeitlichen Einwirkungen bei verteilten faseroptischen Sensoren zu entwickeln. Die Algorithmen werden in ein vorhandenes Python-Software-Framework implementiert und an Experimentaldaten validiert.

Die Arbeit besteht aus folgenden Arbeitspaketen:

• Literaturrecherche zu Langzeitverhalten und Temperaturverhalten von verteilten faseroptischen Sensoren und Beton
• Erstellung eines numerischen Modells zur Untersuchung von Temperaturfeldern und Beton-Langzeitverhalten an einem Betonbauteil
• Ableitung und Entwicklung von Kompensationsansätzen
• Implementation der Methoden in ein vorhandenes Python-Software-Framework
• Validierung der entwickelten Methoden an Experimentaldaten und dem numerischen Modell

Details zur Aufgabenstellung werden vor Beginn der Bearbeitung sowie während der Bearbeitungszeit präzisiert. Von Vorteil ist Interesse/Erfahrung an Softwareentwicklung/Programmierung. Bearbeitung in Englisch möglich.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bertram Richter
Telefon: +49 351 463-32822
E-Mail:

F - 11 Entwicklung einer Methodik zur Schätzung des optimalen Messpunktabstands bei verteilten faseroptischen Sensoren

Faseroptische Sensoren eignen sich zur aufgrund ihrer hohen örtlichen Auflösung zur quasi-kontinuierlichen Dehnungsmessung. Daher gewinnen sie zunehmend an Bedeutung für die Bauwerksüberwachung, insbesondere zum Rissmonitoring. Die Dichte der virtuellen Messpunkt hat auch für die Qualität der Daten ein Optimum. Zu kleine Abstände liefern größere Datenmengen und erhöhtes Rauschen. Bei zu großen Abständen kommt es zu Fehlstellen bei großen Dehnungsgradienten und es sinkt die Detektierbarkeit von Rissen. Der optimale Messpunktabstand ist von einer Vielzahl Faktoren (z. B. Sensortyp, Kleber, Applikationstechnik, erwarteter Belastungszustand) abhängig.

Daher ist in dieser Abschlussarbeit (Projekt- und/oder Diplomarbeit/Masterarbeit) eine Methodik zur optimalen Messpunktabstands bei verteilten faseroptischen Sensoren zu entwickeln. Die Algorithmen werden in ein vorhandenes Python-Software-Framework implementiert und an Experimentaldaten validiert.

Die Arbeit besteht aus folgenden Arbeitspaketen:

• Literaturrecherche zu verteilten faseroptischen Sensoren und deren Sensitivität
• Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Rissbreiten und Höhe der maximalen Dehnung
• Entwicklung der Approximation des Dehnungspeaks eines Risses in Abhängigkeit der Einflussparameter durch geeignete Ansatzfunktionen
• Entwicklung eines Schätzers für den optimalen Messpunktabstand
• Implementation der Methoden in ein vorhandenes Python-Software

Details zur Aufgabenstellung werden vor Beginn der Bearbeitung sowie während der Bearbeitungszeit präzisiert. Von Vorteil ist Interesse oder Erfahrung an Softwareentwicklung/Programmierung. Die Bearbeitung in Englisch ist möglich.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bertram Richter
Telefon: +49 351 463-32822
E-Mail:

F - 10 Qualitätsmaße für Messdaten verteilter faseroptischer Sensoren

Faseroptische Sensoren eignen sich zur aufgrund ihrer hohen örtlichen Auflösung zur quasi-kontinuierlichen Dehnungsmessung. Daher gewinnen sie zunehmend für das Bauwerksmonitoring an Bedeutung. Die Datenqualität wird von einer Vielzahl an Faktoren beeinflusst (Sensortyp, Applikationstechnik, Messverfahren, etc.). Unterschiedliche Sensorapplikationen und deren Eignung zum Rissmonitoring wurden untersucht, können aufgrund fehlender Qualitätsmaße jedoch nicht objektiv bewerten werden.
Im Rahmen einer Abschlussarbeit (Projekt- und/oder Diplomarbeit/Masterarbeit) sollen daher Qualitätsmaße für Daten verteilter faseroptischer Sensoren entwickelt werden. Die Algorithmen werden in ein vorhandenes Python-Software-Framework implementiert und an Experimentaldaten validiert.

Die Arbeit besteht aus folgenden Arbeitspaketen:

• Literaturrecherche zu verteilten faseroptischen Sensoren und Signalverarbeitung
• Gegenüberstellen vorhandener Ansätze für Qualitätsmaße, Entwicklung eigener Ansätze
• Entwicklung von Bewertungskriterien für messtechnische Anomalien (Rauschen, Messfehler, Ausfälle)
• Entwicklung von Bewertungskriterien für Dehnungspeaks (Erkennbarkeit, Stabilität)
• Implementation der Ansätze in ein vorhandenes Python-Software-Framework
• Vergleich der Ansätze anhand experimenteller Daten
• Auswertung der Experiment und Ausarbeiten von Empfehlungen für folgende Experimente

Details zur Aufgabenstellung werden vor Beginn der Bearbeitung sowie während der Bearbeitungszeit präzisiert. Von Vorteil ist Interesse oder Erfahrung an Softwareentwicklung/Programmierung. Die Bearbeitung in Englisch ist möglich.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bertram Richter
Telefon: +49 351 463-32822
E-Mail:

F - 9 Bereinigung von messtechnischen Anomalien in Messdaten verteilter faseroptischer Sensoren

Faseroptische Sensoren eignen sich zur aufgrund ihrer hohen örtlichen Auflösung zur quasi-kontinuierlichen Dehnungsmessung. Daher gewinnen sie zunehmend für das Bauwerksmonitoring an Bedeutung. Die Daten weisen drei unterschiedliche messtechnische Störeinflüsse, welche vor der Weiterverarbeitung (z. B. Rissbreitenberechnung) behoben werden müssen. Besonders bei großen Belastungen häufen sich diese Störeinflüsse bis zur Unbrauchbarkeit der Daten.
Im Rahmen einer Abschlussarbeit (Projekt- und/oder Diplomarbeit/Masterarbeit) sollen daher Ansätze zur Bereinigung dieser Störeinflüsse entwickelt werden. Die Algorithmen werden in ein vorhandenes Python-Software-Framework implementiert und an Experimentaldaten validiert.

Die Arbeit besteht aus folgenden Arbeitspaketen:

• Literaturrecherche zu verteilten faseroptischen Sensoren und Signalverarbeitung
• Gegenüberstellen und Weiterentwicklung vorhandener Ansätze zur Anomalieerkennung, Entwicklung eigener Ansätze
• Entwicklung von Ansätzen zur Rekonstruktion von Fehlstellen
• Implementation der Ansätze in ein vorhandenes Python-Software-Framework
• Vergleich und Validierung der Ansätze an experimentellen Daten

Details zur Aufgabenstellung werden vor Beginn der Bearbeitung sowie während der Bearbeitungszeit präzisiert. Von Vorteil ist Interesse oder Erfahrung an Softwareentwicklung/Programmierung. Die Bearbeitung in Englisch ist möglich.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bertram Richter
Telefon: +49 351 463-32822
E-Mail:

F - 8 Untersuchungen zum rissnahen Verbundverhalten verteilter faseroptischer Sensoren an Betonbauteilen

Faseroptische Sensoren eignen sich zur aufgrund ihrer hohen örtlichen Auflösung zur quasi-kontinuierlichen Dehnungsmessung. Daher gewinnen sie zunehmend für das Bauwerksmonitoring an Bedeutung. Für die Berechnung der Rissbreite auf Basis faseroptischer Sensoren ist das Verbundverhalten des Sensors an Rissen von zentraler Bedeutung. Bei der Rissbreitenberechnung unterscheidet man zwischen einem Erstrissbild und einem abgeschlossenen Rissbild. Das Erstrissbild mit einzelnen, isolierten Rissen unterscheidet sich grundlegend vom abgeschlossenen Rissbild mit lückenlos angrenzenden Rissen. Für Letzteres gibt es in einem schon bestehenden Python-Software-Framework Ansätze mit guten Ergebnissen. Für isolierte Risse sind Ansätze noch zu entwickeln.

Im Rahmen einer Abschlussarbeit (Projekt- und/oder Diplomarbeit/Masterarbeit) soll daher das Materialverhalten von Sensor und Beton in Rissbereich untersucht werden. Daraus sollen Verfahren zur stabilen Bestimmung der Einflusslänge, welche beide Fälle – Erstrissbildung und abgeschlossenes Rissbild – vereint, entwickelt werden. Ansätze zur Kompensation der Zugversteifung in diesem Bereich werden weiterentwickelt. Die Algorithmen werden in das bestehende Python-Software-Framework implementiert und an Experimentaldaten validiert.

Die Arbeit besteht aus folgenden Arbeitspaketen:

• Literaturrecherche zu verteilten faseroptischen Sensoren und ihrem Verbundverhalten
• Entwicklung eines numerischen Modell zur Untersuchung der Dehnungsübertragung von Bauteil in den Sensorkern
• Entwicklung eines Maßes zur Begrenzung der Einflusslänge eines Risses im Beton
• Untersuchung des Zugversteifungseinflusses von Beton und Entwicklung von Kompensationsmöglichkeiten
• Implementation der Methoden in ein vorhandenes Python-Software-Framework
• Validierung der entwickelten Methoden an Experimentaldaten

Details zur Aufgabenstellung werden vor Beginn der Bearbeitung sowie während der Bearbeitungszeit präzisiert. Von Vorteil ist Interesse oder Erfahrung an Softwareentwicklung/Programmierung. Die Bearbeitung in Englisch ist möglich.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Bertram Richter
Telefon: +49 351 463-32822
E-Mail:

F - 7 KI-basierter Entwurfsassistent für die Vorplanung von Brücken

Eine Bearbeitung kann in unterschiedlichem Umfang erfolgen: (Bachelorarbeit), Projektarbeit, Diplomarbeit oder einer Kombination. Eine Detaillierung und Gliederung der Aufgabe erfolgt vor Bearbeitungsbeginn mit dem Studierenden in Abhängigkeit individueller Interessen. Die Arbeit gliedert sich in die institutsinterne Forschung zum Thema „Parametrisierung“ und „Künstliche Intelligenz“ im Brückenbauentwurf.

Der Brückenentwurf ist im Allgemeinen ein kreativer Prozess mit vielfältigen Anforderungen und Randbedingungen. Häufig erfolgt der Entwurfsprozess manuell und ohne teilautomatisierte Un-terstützungsprozesse. Er ist demnach optimierungsfähig und insbesondere in Zeiten von hohem Neubaubedarf und wachsenden Nachhaltigkeitsanforderungen. Der Brückenentwurf erfolgt innerhalb gegebener, vielzähligen Randbedingungen. In der Leistungsphase „Vorplanung“ wird eine Vorzugsvariante gefunden unter Berücksichtigung wichtiger Randbedingungen wie bspw. der Topografie und dem Lichtraum- und Straßenprofil. Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) und des Maschinellen Lernens (ML) ermöglichen heutzutage Unterstützungsmöglichkeiten für allgemeine Entwurfsmethoden und auch für die Brückenplanung. Es können dabei Daten von gebauten Brücken berücksichtigt und daraus neue Entwurfsvorschläge abgeleitet werden.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen digitalen Entwurfsassistenten für die Vorplanung einer Brückentypologie mittels KI-Methoden zu entwickeln der für vorgegebene Randbedingungen mögliche Brückenvarianten vorschlägt.

Die Bearbeitung erfolgt in folgenden Schritten:

• Recherchen und Kategorisierung von KI-Methoden für den Entwurfsprozess
• Entwicklung eines parametrischen FEM-Optimierungsmodells
  (Software: Grasshopper+Karamba+ bspw. Galapogos)
• Aufbau eines Datensatzes mit synthetischen und realen Brückenbemessungen von Überbauten
• Untersuchung der synthetische Datenbank optimierter Brücken für vorhandene Brücken (Software: OrangeDataScience). Dafür soll eine Clusteranalyse statisch-konstruktive Zusammenhänge erfassen. Eine Korrelationsanalyse soll für bestimmte Entwurfsparameter die Zusammenhänge mit den Zielgrößen genauer erläutern.
• Training von vorhanden Regressionsalgorithmen und Auswertung der Zuverlässlichkeit

Ansprechpartner:
Jakob Grave, M.Sc.
Telefon: +49 30 2207-7774
E-Mail:

F - 6 Literaturrecherche zu Alterungserscheinungen bei Structural-Health-Monitoring-Systemen

Die messtechnische Überwachung für Infrastrukturbauwerke wird in Zukunft eine immer wichtigere Rolle spielen, da diese eine kontinuierliche Überwachung des Bauwerks und eine Informationsbereitstellung bei der Digitalisierung im Bauwesen ermöglicht. Bauwerke werden heutzutage mit sogenannten Structural-Health-Monitoring-Systemen überwacht. Problematisch ist jedoch, dass nicht nur das Bauwerk, sondern das Messsystem selbst einem Alterungsprozess unterliegt, wodurch sich die Messgenauigkeit verringert und damit die Zuverlässigkeit solcher Systeme abnimmt. Die Schwierigkeit besteht darin, dass die Messsysteme nicht vollständig ausfallen, sondern scheinbar plausible, jedoch fehlerhafte Daten liefern.

Im Rahmen einer Projekt- oder Diplomarbeit soll eine Literaturrecherche zu vorhandenen nationalen und internationalen Forschungserkenntnissen zu Alterungserscheinungen bei Messsystemen durchgeführt werden. Darauf aufbauend soll ein Versuchsprogramm entwickelt werden, welches unterschiedliche Umwelteinflüsse wie bspw. Temperatur oder Luftfeuchtigkeit berücksichtigt.

Ansprechpartner:
Jan-Hauke Bartels, M. Sc.
Telefon: +49 351 463-36399
E-Mail:

F - 3 Literaturrecherche: Untersuchung zur digitalen Bestandsaufnahme großer Infrastrukturbauwerke (gilt für Projektarbeit)

Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 2388 "Hundert plus" ist die Nibelungenbrücke Worms als Validierungsbauwerk ausgewählt worden. Infolgedessen wird auf dieser Brücke ein Überwachungssystem eingesetzt. Darüber hinaus soll ein digitaler Zwilling entwickelt werden.

Als zentrales Objekt eines digitalen Zwillings ist ein genaues 3D-Modell der Struktur sehr wichtig. Um das 3D-Modell einer bestehenden Struktur zu erstellen, gibt es viele optische Technologien wie bspw. Laser-Scanning, Infrarot-Scanning, Fotogrammmetrie und viele weitere. In dieser Projektarbeit soll der Stand der Technik untersucht und zusammenfasst werden. Außerdem sollen die unterschiedlichen Methoden anhand ihrer Vor- und Nachteile, ihres Zeitaufwands, und ihres wirtschaftlichen Aufwands verglichen werden.

Weitere Informationen zum Schwerpunktprogramm 100+ finden Sie unter diesem Link: https://tu-dresden.de/bu/bauingenieurwesen/imb/forschung/spp-2388

Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Chongjie Kang
Telefon: +49 351 463-37305
E-Mail:

F - 2 Beschreibung von Alterungsprozessen bei Dehnungsmessstreifen in Bauwerksmonitoringsystemen

Im Zuge der Digitalisierung im Bauwesen nimmt der digitale Zwilling eine immer wichtigere Rolle ein. Dieses virtuelle Abbild des realen Bauwerks ermöglicht neben der Bemessung vor allem die Überwachung während der Nutzungsphase. Da diese Phase den größten Teil des Bauwerkslebens einnimmt, müssen kontinuierlich Informationen über den Zustand des Bauwerks gesammelt werden. Hierfür eignen sich Monitoringsysteme, die eine lebenslange Verknüpfung von realem und virtuellem System gewährleisten. Im Laufe der Zeit wird sich die reale Tragstruktur (z. B. durch Alterung) verändern. Diese Veränderung muss durch das Monitoring sicher erfasst und an den Digitalen Zwilling übertragen werden. Jedoch sind auch Monitoringsysteme einem Alterungsprozess unterworfen. Die Qualität der Messanlage verschlechtert sich über die Lebensdauer der Realstruktur deutlich bezüglich Datenquantität und -qualität. Eine Schwierigkeit besteht darin, dass Komponenten des Messsystems nicht sofort vollständig ausfallen, sondern das System noch scheinbar plausible, jedoch fehlerbehaftete Daten liefert.

Im Zuge der studentischen Arbeit soll aufgezeigt werden, wie die Funktionsweise von Monitoringsystemkomponenten (Dehnungsmessstreifen, Kabel, Messverstärker, A/D-Wandler) physikalisch beschrieben werden kann. Welche Messsystemkomponenten unterliegen einem nennenswerten Alterungsprozess? Was sind sinnvolle Verfahren zur Beschreibung dieser Alterungsprozesse? Welche Signalanalysen eignen sich für die Messdatenauswertung? Um diese Fragen zu beantworten, sollen unterschiedliche Signalanalyseverfahren für alterungsbedingte Messwertänderungen bei Dehnungsmessstreifen untersucht werden.

In Abhängigkeit vom Projektfortschritt und den Interessen der Studierenden können folgende Teilaufgaben bearbeitet werden:

• Auswertung zeitunabhängiger Laborversuche mit unterschiedlichen Einflussparametern wie Kabellänge und Temperatur sowie die physikalische Beschreibung der Messsystemkomponenten
• Auswertung zeitabhängiger, mechanisch unbelasteter Laborversuche mit unterschiedlichen Einflussparametern wie Zeit, Kabellänge, Luftfeuchte etc.

Auswertung zeitabhängiger, mechanisch belasteter Laborversuche mit unterschiedlichen Einflussparametern wie Zeit, Kabellänge, Kraft, Luftfeuchte etc.

Ansprechpartner:
Jan-Hauke Bartels, M. Sc.
Telefon: +49 351 463-36399
E-Mail:

F - 1 Schädigungsbeurteilung von zyklisch belasteten Betonstrukturen mit Ultraschallmessungen

Betontragwerke unter einer bestimmten Lasteinwirkung versagen nicht, weil sie abrupt von einem „normalen“ Zustand in einen Bruchzustand wechseln, sondern, weil der Degradationsprozess mit zunehmender Belastung so lange voranschreitet, bis ein Materialversagen eintritt. Unter Einwirkung mechanischer Lasten konzentrieren sich zuerst die Spannungen in der Umgebung von Materialdefekten oder Grenzflächen in der Mikroskala und zerstören die Bindungen zwischen einzelnen Molekülen. Bei zunehmender mechanischer Last wachsen und vereinen sich die Mikrorisse dann, was zur Entstehung von Makrorissen führt. Während dieses Prozesses wird die Gitterstruktur des Stoffes, die als Ausbreitungsmedium für die Spannungswellen eines Ultraschallimpulses dient, fortschreitend geändert und auf diese Weise kann die Schädigung erfasst werden.

Ziel dieser Diplomarbeit ist es, Ultraschallmessungen der Degradationsentwicklung aus zyklisch beanspruchten Betonproben und Balken mit den Hypothesen der Schadensakkumulation in Beziehung zu setzen. Aus diesen Zusammenhängen und unter Verwendung von Konzepten der Robustheit und Redundanz sollen Sicherheitsfaktoren ermittelt und die verbleibende Restnutzungsdauer bewertet werden.

Ansprechpartner:
Raúl Enrique Beltrán Gutiérrez, M. Sc.
Telefon: 0351 463-33675
E-Mail: