Forschung

Strategien zur BIM-basierten Lebensdauerberechnung von Brücken (Innosuisse)

Projektleitung: Prof. Dr. Ivan Markovic
Projektmitarbeiter: Dr. Alexander Kagermanov
Finanzierung: INNOSUISSE (Schweizerische Nationalagentur für Innovationsförderung

 

Projektbeschrieb:
Wir identifizieren die relevanten strukturellen und umgebungsbedingten Parameter sowie die Funktionsroutinen, um die Tragfähigkeit und Lebensdauer typischer technischer Infrastrukturobjekte wie Betonbrücken durch Analyse in einer BIM-Umgebung vorherzusagen. Dazu sind zwei Schlüsselkomponenten erforderlich:

  1. ein funktionales digitales Modell des Objekts in der BIM-Umgebung;
  2. eine nichtlineare Finite-Elemente-Software, die die komplexen Berechnungen der bestehenden Strukturen durchführen kann. 
     

Die folgenden Schlüsselfragen werden im Projekt behandelt:

  1. Wie kann ein Berechnungsmodell aus einem BIM-Modell einer bestehenden Infrastrukturstruktur generiert werden, um komplexe strukturelle Sicherheits- und Lebenszyklusberechnungen durchzuführen?
  2. Welche mechanischen und physikalischen Parameter sind erforderlich, um die komplexen Berechnungen der Tragfähigkeit bestehender korrodierter und beschädigter Infrastrukturen durchzuführen?
  3. Wie kann man eine Verbindung zwischen den Ergebnissen des Berechnungsmodells und der Ausgabe der Ergebnisse in einem digitalen BIM-Modell herstellen?

 

 

Quelle:

3D-Modellierung der kommunalen Straßeninfrastruktur im BIM mit Georadarmessungen (Innosuisse)

Projektleitung: Prof. Dr. Ivan Markovic, Dr. Johannes Hugenschmidt
Finanzierung: INNOSUISSE (Schweizerische Nationalagentur für Innovationsförderung)

 
Projektbeschrieb:
In diesem Projekt möchten wir die räumliche Struktur bestehender städtischer oder kantonaler Straßen (Pflasterdicke, genaue räumliche Lage und Abmessungen aller Werksleitungen, Lage und Abmessungen von Schächten, Struktur der Unterkonstruktion inkl. Felsbrocken usw.) mittels Georadarmessungen erfassen. Die mit dem Georadar gewonnenen Messdaten können dann in ein GIS oder BIM übertragen werden und dienen als sehr wichtige Grundlage für die Projektierung und Durchführung der Reparaturmaßnahmen. Die kommunale Straßeninfrastruktur ist ein komplexes System, das aus vielen räumlichen Komponenten wie Gehwegen, Unterbauten, Wasser- und Abwasserleitungen, Elektro-, Telekommunikations- und Gasleitungen besteht. Andere Komponenten (Signal- und Beleuchtungsmasten einschließlich Fundamente, Schächte, Kanäle usw.) können ebenfalls vorhanden sein. Im GIS können wir alle diese Komponenten gut darstellen, aber die räumlichen Darstellungsmöglichkeiten des GIS sind begrenzt. Oft ist nicht genau bekannt, wie dick der Belag bestehender Straßen ist, in welcher Tiefe sich die Werkleitungen, Schächte und andere unterirdische Komponenten befinden. Im Straßenbau führen diese Unbekannten oft zu Bauverzögerungen, Schäden an den Rohrleitungen und Mehrkosten. Die Erfassung der genauen räumlichen Lage und Abmessungen aller Komponenten mit Georadar kann die Risiken in der Ausführung und damit die Gesamtkosten deutlich reduzieren.

 

 

Optimierung von Betonmischungen für den 3D-Beton-Druck (3D-Beton-Printing)

Finanzierung: Industriepartner
Projektleitung: Prof. Dr. Ivan Markovic

 
Projektbeschrieb:
Es werden verschiedene Betonmischungen ohne und mit Stahlfasern hergestellt und optimiert, um damit die 3D-Beton-Drucktechnik mit additiver Fertigung machbar zu machen. Nach der Festlegung von geigneten Mischungen werden Prüfkörper hergestellt, die in 3-Punkt-Biegeversuchen getestet werden.

 

 

New Swiss Guideline for Fibre Concrete - Neues SIA-Merkblatt für Faserbeton

Projektleitung: Prof. Dr. Ivan Markovic Finanzierung: SIA

 
Projektbeschrieb:
In diesem Projekt wird neues SIA Merkblatt für Faserbeton im Rahmen der SIA-Arbeitsgruppe "Faserbeton" erstellt. Das Ziel des Merkblattes ist Grundlagen für Bemessung und Ausführung der tragenden Konstruktionen aus Stahlfaserbeton und aus Polymer-Faserbeton zu definieren. Die Grundlagen welche dabei benutzt werden sind: SIA-Empfehlung 162/6 (Stahlfaserbeton), SIA-Merkblatt 2052 (UHFB), sowie Norm SIA 262 (Betonbau) und Norm EN1992-1-1 (Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken).

 

 

 

New Swiss Guideline for Fibre Concrete - Neues SIA-Merkblatt für Faserbeton

Projektleitung: Prof. Dr. Ivan Markovic Finanzierung: SIA

 
Projektbeschrieb:
In diesem Projekt wird neues SIA Merkblatt für Faserbeton im Rahmen der SIA-Arbeitsgruppe "Faserbeton" erstellt. Das Ziel des Merkblattes ist Grundlagen für Bemessung und Ausführung der tragenden Konstruktionen aus Stahlfaserbeton und aus Polymer-Faserbeton zu definieren. Die Grundlagen welche dabei benutzt werden sind: SIA-Empfehlung 162/6 (Stahlfaserbeton), SIA-Merkblatt 2052 (UHFB), sowie Norm SIA 262 (Betonbau) und Norm EN1992-1-1 (Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken).

 

 

 

Numerische Modellierung von bestehenden Brückenbauten mit korrodierten Bewehrung

Quelle:

Projektleitung: Prof. Dr. Ivan Markovic
Projektmitarbeiter: Dr. Alexander Kagermanov

 
Projektbeschrieb:
Das Ziel des Projektes ist Vorhersage des Tragvermögens der bestehenden Stahlbeton-Brücken ohne und mit Berücksichtigung der Korrosion der Bewehrung. Zuerst wurde das numerische Modell auf Basis von vorhandenen Versuchen aus der Literatur kalibriert. Anschliessend wurde das Tragvermögen einer Strassenbrücke im Kanton Aargau berechnet, basierend auf der detaillierten Zustandserfassung.

Kontakt:

Institut für Bau und Umwelt

Fachstelle Konstruktiver Ingenieurbau

Oberseestrasse 10

Postfach 1475

8640 Rapperswil

Prof. Dr. Ivan Marković

T +41 (0)55 222 4969

ivan.markovic(at)hsr.ch

Kontakt:

Institut für Bau und Umwelt

Fachstelle Konstruktiver Ingenieurbau

Oberseestrasse 10

Postfach 1475

8640 Rapperswil

Prof. Simone Stürwald

T +41 (0)55 222 4159

simone.stuerwald(at)hsr.ch

Kontakt:

Institut für Bau und Umwelt

Fachstelle Konstruktiver Ingenieurbau

Oberseestrasse 10

Postfach 1475

8640 Rapperswil

Prof. Felix Wenk

T +41 (0)55 222 4980

felix.wenk(at)hsr.ch