Analyse von Gebäuden durch Prädiktionsverfahren

Statiker müssen per Gesetz wissen, wie sicher und stabil ihre Konstruktionen sind. Darüber hinaus müssen sie vertiefte Kenntnisse darüber besitzen, wie sich die strukturelle Unversehrtheit von Gebäuden über einen langen Zeitraum und unter widrigen und oft auch unerwarteten Bedingungen entwickelt. Zu diesem Zweck wurden fortschrittliche Analysesysteme entworfen. Eines davon sind Belastungs-Zeit-Diagramme.

Die Statik ist zu einem Berufszweig geworden, in der Software für das computergestützte Konstruieren (Computer-Aided Design, CAD) und Berechnungsprogramme längst unentbehrliche Hilfsmittel sind. Solche Programme sind inzwischen so verbreitet, dass sich ihre Anwender zur Gewinnung eines Verständnisses über die strukturelle Unversehrtheit und Zuverlässigkeit der Konstrukltionen nur allzu oft fast ausschließlich auf die Daten dieser Programme verlassen. Problematisch wird es allerdings, wenn einmal eine Struktur ihren Belastungen nicht mehr standhält, denn dann müssen die Ingenieure herausfinden, wie es dazu kommen konnte. Warum hat eine Gebäudestruktur versagt, wenn doch alle Daten und alle zugrunde gelegten Spezifikationen ihre Zuverlässigkeit bestätigt haben?

Dach neuesten technologischen Entwicklungen zur Beurteilung der Zuverlässigkeit von Gebäudestrukturen stehen den Ingenieuren jetzt zuverlässigere wahrscheinlichkeitstheoretische Verfahren zur Bewertung der strukturellen Unversehrtheit und des Langzeitverhaltens von Gebäuden zur Verfügung. CAD-Systeme ermöglichen allerdings nur deterministische Analysen. Und genau darin liegt das größte Dilemma der Statik: Wie erzielt man bessere Analysen auf der Grundlage wahrscheinlicher Werte, wenn herkömmliche Verfahren nur auf deterministischen Werten basieren?

Die Entwicklung dieses tschechischen Forschungsinstituts führt jetzt beide Analysetypen durch sein Verfahren des Belastungs-Zeit-Diagramms zusammen. Diese innovative Technologie liefert zuverlässige Daten durch vergleichende Analyse der berechneten Ausfallwahrscheinlichkeit gegenüber der Auslegungs- oder Zielwahscheinlichkeit. Kurz gesagt, bereitet sie wahrscheinlichkeitstheoretische und deterministische Daten zu Informationen auf, die vom Ingenieur interpretierbar sind. Da sie außerdem auf einem Monte-Carlo-Simulations-Tool basiert und Zugriff auf Datenhistogramm-Ausdrücke hat, kann der Konstrukteur sie unmittelbar beeinflussen. Diese bedeutet, dass die Analyse nicht mehr rein passiv abläuft, wobei der Ingenieur lediglich vorgeschriebene Daten interpretiert, sondern den Ingenieuren als aktives Hilfsmittel zum Ableiten, Prognostizieren, Testen und Analysieren wahrscheinlicher Ausfallursachen dient.

Mit der Entwicklung der simulationsbasierten Zuverlässigkeitsanalyse, wie sie durch das Verfahren der Belastungs-Zeit-Diagramme möglich geworden ist, steht den Ingenieuren jetzt ein leistungsstarkes und per Internet zugängliches Tool zur Verfügung, das sowohl die Wissenschaft von der strukturellen Unversehrtheit von Gebäudestrukturen als auch die Computerkodierung das dafür entwickelten Programme voran bringen dürfte.

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Klara Cerna
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