peter mark coda-signalen · ap1: aufnahme kontinuierlicher referenzdaten an beton und stahl...

Korrelationen zwischen Ergebnissen

thermo-mechanischer Experimente an

Stahlbetonstrukturen und verteilten

Coda-Signalen

Projektleiter:

Prof. Dr.‐Ing. 

Peter Mark

CONCRETE DAMAGE ASSESSMENT BY  CODA WAVES

Methoden

Zeitplanung:

AP1: Aufnahme kontinuierlicher Referenzdaten an Beton und Stahl – präzise & hochauflösend in Ort & Zeit

AP2: Entwicklung von Temperatur‐steuerung und Einhausung

AP4: Bewertung räumlicher Korrelationsstrukturen und stochastische Aufbereitung von Ergebnissen

AP3: Thermo‐mechanische Großversuche an Stahlbetonbalken

Bei kombinierter Beanspruchung: • Screening 

(Elementar Effekt Methode)

• Sensitivitätsanalysen(global & lokal)

Interpolation oder Approximation von Messdatenfeldern mittels:• Antwortflächen (multiple lineare 

Regression, kleinste Fehlerquadrate)• Künstliche Neuronale Netze• Kriging (universal, ordinary)• Hauptkomponentenanalyse• Voronoi‐Flächen / Delaunay Triangulation

Versuchsprogramm Stahlbetonbalken:

• Zwillingskonzept• Balkendesign nach DoE

l / b / h ≈ 350 / 25 / 50 [cm]• Vier‐Punkt Biegung• Experimental Design (OFAT):

BewehrungTemperatur (konstant & Gradient)Nutzlaststeigerung (SLS & ULS), Risse

• Begleitende Materialversuche• Kleinbalkenversuche vorab

l / b / h ≈ 200 / 15 / 40 [cm]

Risskamera DRS• Rissbreiten • Rissverteilungen

• FEM Simulation von Temperatur‐feldern zur Positionierung der Wärme‐/Kältequellen

• Dimensionierung von Kapazitäten & Dauern

• Isolierung  (Material, Abmessungen)• Design der Messöffnung 

Entwicklung Temperatursteuerung mit:• temperiertem Wasser• Heizspiralen, Wärmestrahler (lokale 

Störung)• Trockeneis

RUB 2 liefert qualitätsgesicherte räumliche Datenfelder von:

• Verformungen, Verzerrungen, Spannungen

• Temperaturen (stationär, transient)

• Rissbreiten und Rissverteilungen

• Materialdaten: Festigkeiten, E‐Moduln in Form von statistischen Kenngrößen (Mittelwerte, Varianzen, Verteilungsfunktionen)  und als räumliche Zufallsfelder 

• Daten zum Versuchsaufbau

• Last‐Zeit‐Verläufe

Versuchsaufbau Stahlbetonbalken unter 4‐Punkt Biegung mit zentrischerEinhausung zur Isolierung gezielter Temperaturbeanspruchungen

Stochastische Zufallsfelder:

Faser auf Stahl & Beton

Faser in Kapillare 

Aramis (gom GmbH)• Verformungsfelder 2D/3D• Verzerrungsfelder 2D

Faseroptik (Luna Odisi B)• Temperaturfelder 2D • Verzerrungsfelder 2D

Wärmebildkamera• Temperaturfeld 2D