Integrale Bewertung und Optimierung von Überwachungs- und Inspektionsverfahren in alternden Bauwerken mittels Bayes'scher Netzwerke

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Straub
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb ; Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 229790985

Die Forschung und Entwicklung von Überwachungssystemen (Monitoring) für alternde Bauwerke ist ein sich stark entwickelndes Feld. Gleichzeitig sind nur begrenzt systematische, quantitative Ansätze zur Beurteilung des Nutzens solcher Systeme vorhanden. Dies trifft insbesondere auf die Bewertung von Kombinationen verschiedener Überwachungssysteme und Inspektionsstrategien zu, welche in der Praxis am erfolgversprechendsten sind. Das Ziel dieses Projektes ist es, solche Ansätze zu entwickeln und an konkreten Beispielen umzusetzen. Damit soll der Effekt von Überwachungssystemen auf die Bauwerkszuverlässigkeit besser verstanden werden und der sogenannte Value of Information, welcher aus diesen Systemen gewonnen wird, quantifiziert werden. Zu diesem Zweck werden in dem Forschungsprojekt physikalisch-basierte Schädigungsmodelle von Bauwerken kombiniert mit probabilistischen Modellen von Überwachungssystemen und Inspektionsmethoden. Von wenigen Ausnahmen abgesehen wurde dieser Ansatz in der Vergangenheit nicht verfolgt, ein Hauptgrund dafür war der damit verbundene Rechenaufwand. Kürzlich eingeführte Ansätze zur probabilistischen Modellierung von Schädigungen und Inspektionen basierend auf Bayesschen Netzwerken bieten hier nun ausgezeichnete Möglichkeiten, um diesen Rechenaufwand auf ein praktikables Maß zu reduzieren. Erste Resultate für einzelne Bauwerkselemente unter Ermüdung sind vielversprechend. Auf dieser Basis sollen in diesem Forschungsprojekt Methoden entwickelt werden, mit denen der Effekt von Überwachungssystemen in Kombination mit Inspektionen auf die Zuverlässigkeit von alternden Bauwerken bewertet werden kann. Dies geschieht auf der methodischen Grundlage von Bayesschen Netzen. Um die Machbarkeit sicherzustellen, wird sich dieses Projekt auf Offshore Stahlbauten unter Ermüdung fokussieren. Die entwickelten Methoden werden aber auf andere Bauwerke und Schädigungsmechanismen übertragbar sein. Es wird auch erwartet, dass die Resultate des Projektes zu einem besseren Verständnis führen darüber, welche Informationen ein Überwachungssystem liefern muss, um effektiv zu sein. In Anbetracht der Ressourcen, welche gegenwärtig und zukünftig in solche Systeme fließen, besteht ein hohes Potenzial für die in diesem Forschungsprojekt zu gewinnenden Erkenntnisse.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen