Thomas Braml

Universität der Bundeswehr München · Institute of Structural Engineering

The preservation of the degrading transport infrastructure is vital, as replacing it is impossible in view of limited budgets and environmental impacts. One component in overcoming this challenge is the evaluation of the reliability and the calculation of the remaining service life of existing structures. These structural reliability reassessments...

The term “digital twin” is becoming increasingly prevalent in both research and politics with regard to infrastructure structures. Industry is making significant advancements in the fields of automation and autonomy. While numerous definitions are in circulation, some of which are identical, many are similar in nature. This work examines the digita...

In recent times, the value of data has grown. This tendency is also observeable in the construction industry, where research and digitalisation are increasingly oriented towards the collection, processing and analysis of different types of data. In addition to planning data, measurement data is a main focus. fibre optic measurements offer a highly...

Recently there has been an observed change in security policy across the globe which implies that humanity must prepare for hybrid and asymmetric acts of war. This security situation will result in spontaneous attacks from non-military groups. The threats include ballistic attacks from commercially available weapons, detonation of explosives, and i...

Der Erhalt der bestehenden Verkehrsinfrastruktur ist eine große Herausforderung, da die Bauwerke fortwährend altern, die Verkehrsbeanspruchung zunehmend steigt und deren umfassender Ersatz mit Blick auf begrenzte Budgets und Ressourcen nicht möglich ist. An Bestandsbauten können tatsächliche Materialkennwerte, Geometrien oder Einwirkungen objektspe...

Im zweiten Teil dieses Beitrags werden die Grenzzustandsfunktionen für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit für Biegung mit Normalkraft, Querkraft mit Querkraftbewehrung und Torsion vorgestellt. Die Eingangsgrößen der mechanischen Widerstandsmodelle werden durch zahlreiche Abbildungen illustriert. Auf Grundlage der probabilistischen Mode...

Im vorliegenden Beitrag wird untersucht, inwieweit Carbonbeton‐Sandwichelemente als Fertigteilwände zum Gebäudeschutz beitragen können. Der Kompositwerkstoff Carbonbeton ermöglicht aufgrund der korrosionsbeständigen Bewehrung dünnwandige Konstruktionen. Die Sandwichplatte besteht aus zwei 3 cm dünnen Carbonbetonschichten, zwischen denen 8 cm Minera...

Der Begriff „Digitaler Zwilling“ findet im deutschsprachigen Raum zunehmend Verwendung für die digitale Verwaltung und Überwachung des Zustands von Brücken. Während in der Industrie und Medizin bereits normative Entwicklungen für den Einsatz Digitaler Zwillinge angestoßen wurden, werden im Bauwesen derzeit erste Prototypen umgesetzt. Für den Betrie...

Bei der Bemessung neuer Bauwerke sowie bei der Nachrechnung bestehender Bauwerke werden streuende Größen wie Materialeigenschaften oder Bauteilabmessungen durch Rechenwerte abgebildet. Bei der Betondruckfestigkeit handelt es sich um eine streuende Größe. Kleinere Streuungen ermöglichen den Ansatz von günstigeren Materialkennwerten, da dadurch Unsic...

Die Brückenerhaltung stellt in den nächsten Jahren eine wesentliche Aufgabe zur Aufrechterhaltung der Infrastruktur dar. Gerade bei Brücken mit kleinen und mittleren Stützweiten im kommunalen Straßennetz steht mittlerweile in vielen Fällen nicht mehr ausreichend Personal für Bauwerksprüfung und ‐unterhalt zur Verfügung. Es ist daher zukünftig erfor...

For the purpose of validation and identification of mechanical systems, measurements are indispensable. However, they require knowledge of the inherent uncertainty to provide valid information. This paper describes a method on how to evaluate uncertainties in strain measurement using electric strain gages for practical engineering applications. The...

Globally, a change in security policy can be observed, which implies that the population must prepare for hybrid and asymmetric acts of war. The intensified security situation, that is to be recognized, will show spontaneous attacks from non-military groups. The threats are, for example, ballistic attacks from commercially available weapons, detona...

A resource‐efficient use of concrete as a construction material can be achieved by adapting the individual shape of a component under consideration to the stresses that occur and by arranging composite construction materials (e. g. reinforcing steel, prestressing steel or structural steel) in suitable areas of the component. Due to the advancing di...

The digitization of processes and methods has been in the focus of construction industry in recent years. Whereas in the automotive industry predictive maintenance is state of the art, the prediction of the service lifetime for bridges is not standardized due to missing sufficient data to develop and train machine learning algorithms. Structural He...

Information about an existing structure can be collected at certain costs to evaluate the reliability and condition as realistically as necessary. This information can be relevant or irrelevant, true or biased, precise or imprecise. The incorporation of relevant and quality‐assessed measured information into reliability reassessment offers the chan...

Recognising reinforced concrete defects (RCDs) is a crucial element for determining the structural integrity, traffic safety and durability of bridges. However, most of the existing datasets in the RCD domain are derived from a small number of bridges acquired in specific camera poses, lighting conditions and with fixed hardware. These limitations...

Reliably identifying reinforced concrete defects (RCDs)plays a crucial role in assessing the structural integrity, traffic safety, and long-term durability of concrete bridges, which represent the most common bridge type worldwide. Nevertheless, available datasets for the recognition of RCDs are small in terms of size and class variety, which quest...

Building Information Modeling (BIM) is considered a method that enables the continuous use of digital information throughout the entire lifecycle of a construction project. Open questions about the scope of service concern structural engineers, construction companies and administrations. Unless mandated by the federal government, the construction c...

The results of and the validity in reliability assessment of existing bridges essentially depend on the information available about the considered system. Information about the actual condition as well as structural and material characteristics can be observed on-site to refine the computation models used in assessment. Non-destructive testing (NDT...

The Isogeometric Analysis is a novel method for the numerical solution of boundary value problems of different types. Since its introduction in 2005, it has successfully been applied to different problems of structural mechanics, among others. It offers significant advantages compared to the classical Finite Element Method. Nevertheless, this metho...

Digitalisation processes are being adopted in the construction industry, with industrial automation, Building Information Modelling as a planning method and machine learning methods playing an important role. This article focuses on the Isen Bridge in Schwindegg, Germany, which was equipped with sensors during its construction. The aim was to creat...

Structural health monitoring is the process of implementing a continuous damage detection strategy to optimize the inspection and maintenance schedules of bridges, and extend their lifespans. One of the main challenges of automated damage detection is the lack of data on damaged states, which makes it difficult to validate new approaches in the res...

Point cloud learning has recently gained strong attention due to its applications in various fields, like computer vision, robotics, and autonomous driving. Point cloud semantic segmentation (PCSS) enables the automatic extraction of semantic information from 3D point cloud data, which makes it a desirable task for construction-related applications...

Der Einsatz innovativer Fertigungstechnologien in der Baubranche unterstützt die Realisierung vollständig automatisierter Herstellungsverfahren mit dem Ziel, die Ausführungszeit, die Individualität und die Qualität von Bauteilen zu verbessern. Die Herstellung von Stahlfaserbetonbauteilen im selektiven Zementaktivierungsverfahren, welches das dreidi...

The necessity of recalculating existing engineering structures has inspired a bunch of methods to ensure reliability. Among them is probabilistic modelling of material properties for the probabilistic structural analysis or methods of Bayesian System Identification that allow for the verification of the model parameters in a finite element calculat...

Assessing the load bearing capacity of civilian bridges is a challenging task for routine re-assessment jobs, especially in the military context. In order to ensure mobility of troops, the load bearing capacity of bridges needs to be assessed to make the safe crossing of military vehicles possible at home and abroad. For this reason, rapid assessme...

Ein ressourceneffizienter Einsatz des Baustoffs Beton kann erreicht werden, indem die individuelle Form eines betrachteten Bauteils an die auftretenden Beanspruchungen angepasst wird und Verbundbaustoffe (z. B. Betonstahl, Spannstahl oder Baustahl) in geeigneten Bauteilbereichen angeordnet werden. Durch die fortschreitende Digitalisierung im Bauwes...

Digital twins map physical objects, processes, and further entities from the real (physical) world into digital space. Going one step further, hybrid digital twins combine physics-based modeling with data-based techniques to form a simulation tool with predictive power. In the light of an increasing digitalization of our built world, such digital t...

Kernaussagen • Die neuartige Anwendung von Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB) besteht darin, diesen als gespritzten Beton auf vorhandene Betonstrukturen zu applizieren. • Mit Ultra-Hochleistungs Faserverstärktem Spritzbeton (UHFSB) kann eine Erhöhung des baulichen Schutzes gegen hochdynamische Belastungen erreicht werden. • Die Ergebnisse von Vo...

p>Bridges worldwide are facing challenges of aging, increasing traffic, and heavier vehicles, for which they were not originally designed. Lack of funds and skilled labour to strengthen and maintain existing structures have further intensified the need for bridge rehabilitation. Intelligent lifecycle management is proposed as a countermeasure to th...

Datengestützte Modellierung eröffnet nicht nur neue Wege in der Nachrechnung, ein digitaler Ansatz in der Planung der Datengewinnung nutzt auch das Potential, das in der Digitalisierung von Infrastrukturbauwerken liegt. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie junge Technologien wie das Building Information Modeling (BIM), die Visualisierung mittels 3D-...

Zusammenfassung Die alternde Infrastruktur des Verkehrswegenetzes in Deutschland erfordert neue Wege in der Bewertung und Über-wachung von Ingenieurbauwerken. Dieser Beitrag beschreibt zwei Beispielprojekte anhand derer die Möglichkeiten moderner Bauwerksüberwachung aufgezeigt werden. Die Art der Maßnahme wurde jeweils so gewählt, dass sich aus den...

Zum Schutz öffentlicher Veranstaltungen vor Fahrzeugattacken werden zunehmend mobile Fahrzeugsperren eingesetzt. Allerdings weisen verfügbare Systeme häufig Defizite, z.B. hinsichtlich der Passierbarkeit oder des einfachen Aufbaus auf. Im Rahmen der Entwicklung einer flexibel einsetzbaren mobilen Fahrzeugsperre, die aus leichten Stahlbauteilen als...

Facing a continually growing stock of buildings reaching critical ages considering the occurrence of damage, the inspection of built structures is more important than ever. Due to staff shortages and limited financial resources, authorities may fail to ensure essential frequent inspections. Therefore, many companies and research institutions have r...

KURZFASSUNG: Die Herstellung von Betonbauteilen mittels additiver Verfahren gewinnt infolge internationaler Forschungs-und Entwicklungstätigkeiten zunehmend an Bedeutung. Durch den Einsatz des 3D-Drucks entsteht die Möglichkeit Bauteile in nahezu jeder Form automatisiert und unter Verzicht auf eine Schalung herzustellen. Diesen Vorteilen der konven...

Für einen ressourcenschonenden Einsatz des Baustoffs Beton spielt die Digitalisierung und Automatisierung von Planungs- und Fertigungsprozessen eine große Rolle. Die additive Fertigung mittels 3D-Druck kann dabei in Kombination mit der Planung von Freiformbauteilen zur Einsparung von Baustoffen führen. In diesem Beitrag wird eine neue Methode aufge...

KURZFASSUNG: Im Rahmen dieses Beitrages wird eine Methode vorgestellt, mit der sich ebene Bauteiloberflächen, mithilfe von Laserscanning digitalisieren und hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit, automatisiert auswerten lassen. Die Methode eignet sich sowohl für die Anwendung von Laser-Linienscannern mit einem hohen Detailgrad die für eine größ...

Es wird eine Methode vorgestellt, mit der sich ebene Bauteiloberflächen, mithilfe von Laserscanning digitalisieren und hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit, automatisiert auswerten lassen. Das Ziel ist die Berechnung des Volumens zwischen einer beliebig im Raum definierten Ebene und einer rauen Bauteiloberfläche, die als Dreieckspolygonnetz g...

Vor dem Hintergrund eines alternden Bauwerksbestands sowie des stetigen Anstiegs des Schwerverkehrs ist eine regelmäßige und qualitativ hochwertige Bauwerksprüfung unabdingbar. Bei der Bewältigung dieser Aufgabe birgt die Zuhilfenahme digitaler Methoden im Rahmen der digitalisierten Inspektion (DI) großes Verbesserungspotenzial in Hinblick auf Wirt...

Facing a continually growing stock of buildings reaching critical ages considering the occurrence of damage, the inspection of built structures is more important than ever. Due to staff shortages and limited financial resources, authorities may fail to ensure essential frequent inspections. Therefore, many companies and research institutions have r...

Link: https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/APP/article/view/8392 +++++++ Download: https://ojs.cvut.cz/ojs/index.php/APP/article/download/8392/6418/30050 +++++++ Abstract: The acquisition and appropriate processing of relevant information about the considered system remains a major challenge in assessment of existing structures. Both the values...

Reassessment of infrastructure buildings has become an essential approach to deal with increasing traffic loads on ageing infrastructure buildings and to verify the service-life of those structures. Good estimation of the actual material properties is highly relevant for reliable structural reassessment. Although this holds for all building materia...

In structural engineering and bridge construction, probabilistic calculations are only performed in a few exceptional cases. The ability to directly use information from the existing structure is an important advantage of probabilistic methods. Geometric data or the position and quantity of the installed reinforcing steel and tendons can be measure...

Digital images of reinforced concrete structural elements are the basis for the development of advanced methods in design, analysis and construction. Especially disruptive methods and procedures like Building Information Modeling (BIM), 3D-concrete-printing, and robotic assembly highly depend on the provision of proper geometric, three-dimensional...

The constantly increasing age of our infrastructure requires special attention on their reliable condition assessment based on testing and monitoring data. Many structures are achieving the designed service live in the near future or exhibit premature deterioration due to more severe ambient conditions or greater loads than expected during design....

Intelligente Systeme (IS) erreichen derzeit die Industrie 4.0 [1, 2] in einem vielfältigem Einsatzspektrum. Mit dem Erhalt von Big Data können IS‐Anwendungen von neuen Techniken des maschinellen Lernens (ML) erweitert werden, um auf Basis der IS erzeugte Digitale Zwillinge direkt umzusetzen. Auf Ingenieurbauwerke können diese Techniken durch ein Ba...

Based on the rising shortage of skilled workers in the construction industry and the increase of the observable reduction in quality at in-situ-concrete construction sites, the entry of automation into prefabricated concrete plants provides major advantages. This contribution deals with the optimisation of automatically and individually produced re...

In recent years, several companies and researchers have started to tackle the problem of damage recognition within the scope of automated inspection of built structures. While companies are neither willing to publish associated data nor models, researchers are facing the problem of data shortage on one hand and inconsistent dataset splitting with t...

Die Industrie 4.0, Digitalisierung und Automatisierung haben das Potenzial, den Werkstoff Stahlbeton unter anderem in Hinblick auf Ressourcenschonung, Vorfertigung, Dauerhaftigkeit, Qualität der Ausführung sowie viele weitere Aspekte entscheidend weiterzuentwickeln. Bereits jetzt können in Fertigungshallen immer häufiger Roboter und Robomaschinen a...

Due to an increasing threat of attacks with small arms or explosions on (government) buildings or structural facilities requiring special protection, protection against such impacts is becoming more and more important. For this reason, the Chair for Concrete Construction at the Institute of Structural Engineering at the Bundeswehr University Munich...

The reassessment of bridges continues to take great importance both nationally and internationally. A major challenge is to find computation models reflecting the actual properties of the considered structures sufficiently accurate. Besides regular inspections, the conduction of advanced measurements is suitable to generate reliable information abo...

Ageing infrastructure and the pursuit of minimal life cycle costs provide a basis for a wide range of surveillance and recalculation techniques such as structural health monitoring and model updating. For many of these applications, the accompanying uncertainties in the measurement of structural reactions are key to the success of these methodologi...

Fibre-reinforced concrete can offer decisive advantages for the dimensioning of structures against dynamic loadings such as explosions or impact. On the one hand, increasing ductility increases the deformability and also the energy absorption capacity. On the other hand, fibres can prevent flying debris. In this study, the material properties of fi...

Auf dem Weg zur digitalen Brücke existieren bereits erste Lösungen, die den Lebenszyklus einer Brücke abbilden können. Für die Planung, den Bau und den Unterhalt stehen unterschiedlichste Werkzeuge, z. B. BIM, DIN 1076, SIB‐Bauwerke, Monitoring etc. zur Verfügung, die jeweils mit unterschiedlichen Datenformaten arbeiten. Für ein intelligentes Erhal...

p>Reassessment of masonry arches necessitates feasible methods for analysing the static behaviour of the persisting structure. In this paper, a method is presented that gives an approximation of the load bearing capacity using only very few geometrical dimensions. Unlike other commercial software kits, the methodology is not tailored to do an exact...

Reassessment of masonry arches necessitates feasible methods for analysing the static behaviour of the persisting structure and an applicable way how to calculate the remaining load bearing capacity. Especially when a quick assessment of a structure is necessary, easily measurable characteristics, such as geometric properties have to be used. In th...

Die Digitalisierung und der Einsatz der BIM‐Technologie werden für die Baubranche immer wichtiger. Doch nicht nur für die Planung und den Bau von Neubauten, sondern auch für die Umsetzung und den Betrieb von Messeinrichtungen an bestehenden Hoch‐ und Ingenieurbauten können die BIM‐Methode und die visuelle Darstellung des Objekts in den physikalisch...

Making optimal decisions about the reliability of existing structures requires that the information used in assessment adequately represents the properties and the condition of the structures. The knowledge gap regarding a structure to be assessed can be successively filled by individually purposeful observations on site. This paper gives an overvi...

Der Weg zur digitalen Brücke ist eingeschlagen. Im Bereich der Planung, Bauüberwachung und -ausführung wird aktuell das Building Information Modelling (BIM) eingeführt. Ist eine Brücke in der Baulast von Bund und Ländern errichtet, wird ihr Zustand im Zuge von wiederkehrenden Bauwerksprüfungen nach DIN 1076 lückenlos überwacht. Abgespeichert werden...

Ageing infrastructure and growing life loads necessitate in many times a recalculation of existing structures by means of probabilistic methods. These techniques rely very much on the underlying distribution of the relevant input variables. A reduction in the uncertainty of concrete strength properties thus leads to a more realistic assessment of s...

Durch die Einbeziehung von gemessenen Daten bei der Bewertung von bestehenden Bauwerken können Unsicherheiten bei der Beurteilung des Tragverhaltens reduziert werden, ohne das normative Zuverlässigkeitsniveau einzuschränken. Informationen sind die wesentliche Grundlage für die Analyse der Zuverlässigkeit von Tragwerken. Umso wichtiger ist die Kennt...

Auf Basis von Spallationsversuchen an faserbewehrten Betonproben im Split‐Hopkinson‐Bar wurden die dynamischen Kennwerte Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Bruchenergie ermittelt. Untersucht wurden Betonproben der Festigkeitsklassen C20/25, C40/50 und C80/95 mit Stahlfasergehalten von 0 bis 2,0 Vol.‐ % sowie mit Carbon‐ und PP‐Fasern im Dehnraten...

There is a continuing need for reassessments of existing bridges. The validity of reassessment results depends to a large extent on the information used for the calculations. In the meanwhile, the application of non-destructive testing (NDT) methods on concrete is suitable for gathering quantitative information about individual structures that are...

Increasing life-loads on bridges and the degradation of infrastructure necessitate in many cases a re-evaluation of the reliability of existing infrastructure using probabilistic methods. In accordance with the German guidelines for re-calculation and assessment for road bridges, probabilistic methods are a vital part in assessing infrastructure ,...

Sicherheit ist der Zentralbegriff der Nachrechnung. Sicherheit kann dann geschaffen werden, wenn es gelingt die Unsicherheit in den Systemparametern zu reduzieren. Um statische Systeme in den tatsächlichen Systemeigenschaften zu beschreiben, sind Messungen unabdingbar. Im Rahmen des vorgestellten Forschungsvorhabens wurden Versuche an einer Spannbe...

Structures made of structural concrete are designed to withstand different time‐dependent or time‐independent influences during their expected service lifetime. Most of these influences can be considered in a sufficient manner by mathematical and statistical approaches, while some do appear combined with certain structural, environmental, and mater...

Fortwährend besteht ein wesentlicher Bedarf an Nachrechnungen von bestehenden Brückenbauwerken. Die Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse hängt insbesondere von der Anzahl und von der Qualität der einbezogenen Informationen ab. Durch die Anwendung von zerstörungsfreien Prüfmethoden können quantitative Informationen gesammelt werden, die für die...

Die alternde Infrastruktur des Verkehrswegenetzes in Deutschland erfordert neue Wege in der Bewertung und Überwachung von Ingenieurbauwerken. Dieser Beitrag beschreibt zwei Beispielprojekte anhand derer die Möglichkeiten moderner Bauwerksüberwachung aufgezeigt werden. Die Art der Maßnahme wurde jeweils so gewählt, dass sich aus den spezifischen Geg...

The planning methods of Building Information Modeling (BIM) are already used as standard for the planning of buildings and bridges. 3-D models of the structures are created. From these 3-D models, 2-D drawings are derived and made available to the construction site for construction. This derivation of 2-D drawings takes a lot of work and questions...

Nowadays it is quite common to use the methods of Building Information Modeling (BIM) for the planning and construction process of buildings and bridges. In the planning phase typically 3-D models of the structures are created, whereas for the construction site 2-D drawings have to be derived from that 3-D model subsequentially. This derivation of...

Kurzfassung Gemäß Eurocode 1 [1] ist in Deutschland für die Unterbauten von Brücken außerorts in Fahrtrichtung eine horizontale Anpralllast von 1.500 kN zu berücksichtigen. Gemäß ZTV‐ING [2] ist dagegen für die Stiele von Verkehrszeichenbrücken eine Anpralllast von 100 kN anzusetzen. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens [3] wurde aufbauend auf einer...

Dieser praxisrelevante Artikel stellt mehrere Use Cases zu Augmented Reality (AR) im Bereich Smart Cities dar. Die Ergebnisse einer Umfrage geben Einblicken in die Bewertung dieser Anwendungsszenarien.

The reassessment of bridges is becoming increasingly important. The basic requirement for analyses of structural safety is reliable knowledge about individual structures. This paper introduces the new approach to evaluate the quality of measured data gained from non-destructive testing (NDT) to provide reliable, objective, and relevant information...

Gegenüber dem Neubauentwurf können bei der Bewertung von bestehender Bausubstanz Sicherheitsreserven genutzt werden, da Unsicherheiten, die beim Bau auftreten können, besser bekannt oder nicht mehr vorhanden sind. Können solche Unsicherheiten genauer bewertet werden, z. B. durch die Feststellung der genauen Lage der Spannglieder bei einer Spannbeto...

p>Reducing the consumption of resources is one of the greatest challenges we currently face in the construction industry. Not only because of the very strong increase in the world population from 7.72 billion inhabitants in 2020 to approx. 9.55 billion inhabitants in 2050, only limited resources are available to every inhabitant of the earth. It is...

Das neue Konzept AgilesBIM2 wird vorgestellt. Dieses kann für die Umsetzung eines effizienten BIM-Prozesses für den Brückenbau bzw. Ingenieurbau verwendet werden. Es ist äußerst flexibel und setzt vor allem auf Automatisierung der CAD-Prozesse und ist sowohl für kleine als auch für sehr große und geometrisch komplexe (gekrümmte) Bauwerke geeignet....

The non-destructive testing methods available for civil engineering (NDT-CE) enable the measurements of quantitative parameters, which realistically describe the characteristics of existing buildings. In the past, methods for quality evaluation and concepts for validation expanded into NDT-CE to improve the objectivity of measured data. Thereby, a...

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