Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten ... - BALGEOS

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and ArchitectureIsmail KABASHIOnline ingenieurgeodätisches Monitoring einesalten Gebäudes mit geodätischen Methoden

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010EinleitungSensoren und KonzepteDas Projekt- Rißmonitoring (Setzmaß) anbestehenden Bauwerken-altes Gebäude amBruck/LeitherDie Messsysteme-Automatische Totalstationen zurautomatischen Setzungsmessung angrenzenderBauwerkeMethodik der Messwerterfassung und AuswertungZusammenfassung

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 20101.EinleitungBedeutung von MonitoringMonitoring ≡ Bestimmung von Abweichungen vom normalenVerhalten (Niemeier, 2005)In dieser Definition wird ausgedrückt, dassa) für viele Objekte eine statische Auffassung nicht ausreicht, esvielmehr wichtig ist, das zeitliche, physikalisch oder thermischbedingte Verhalten zu kennen, d.h. mögliche Veränderungen undderen Ursachen in die Bewertung mit einzubeziehen.b) es erforderlich ist, einen Normalzustand bzw. ein normalesVerhalten zu definieren und mit funktionalen Abhängigkeiten zubeschreiben.c) es für die Abweichungen wichtig ist, eine Größenordnung zukennen, die als verträglich, normal bzw. unkritisch anzusehen istund entsprechend Schwellwerte als Warnung bzw. Grenzwerte fürein konkretes Eingreifen zu definieren.

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010DIN 18710 - 4: ÜberwachungÜberwachungsvermessung: Vermessung zur Feststellung vonBewegungen und Verformungen von technischen und natürlichenObjekten, die in der Gesamtheit aller notwendigen Maßnahmen derPlanung, Durchführung, Auswertung und Dokumentation besteht.Zielgrößen einer Überwachungsvermessung nach DIN 18710-4, 4.2sind:- Verschiebung, Verdrehung, Setzung, Hebung, Senkung,Schiefstellung,Scherung, Dehnung, Stauchung, Biegung,Verwindung, Scherwinkel, Verzerrung.

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Teilaspekte von grundsätzlich mehrskaligen geometrischenFragestellungen sind hier nach der Objektdiemnsiongegliedert. Für einige dieser Anwendungsfälle werden in denfolgenden Unterabschnitten ausgewählte Lösungsansätzepräsentiert:-cm - dm Veränderung von Bauteile unterunter-schiedlichen Lasten, thermischen undchemischen Einflüssen-cm - m Rissmonitoring an bestehenden Bauwerken-m - 100m Überwachung des Langzeitverhaltens ganzerBauwerke-m - km Überwachung rutschungsgefährdete Hänge,Ufer und Felsblöcke-10m - 100km Monitoring von Vulkane, Spaltengebiete-global Global Earth Monitoring System

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Anwendungsfälle von MonitoringHier ergeben sich für das geodätische Monitoring unterschiedlicheAnwendungsfälle:Monitoring als VorsorgemaßnahmeZiel ist die Beweissicherung und vollständige Schadensvermeidungdurch rechtzeitige Gegenmaßnahmen.Monitoring als vorbereitendes oder begleitendesBeobachtungsinstrumentZiel ist es, durch kontinuierliche Messungen in einemRückkopplungsprozess unnötige und kostspielige Arbeiten zuvermeiden.Monitoring als Notfall- und WarnsystemDas Monitoring wird eingesetzt, um die Wirksamkeit von zeitnahenNotfallmaßnahmen zu prüfen und bei weiterem Fortschreiten oderBeschleunigen der Deformationen eine Warn- oder Alarmketteauszulösen. Ziel ist die Vermeidung weitergehender Sach- oderPersonenschäden in der Umgebung.

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Sensoren und KonzepteMonitoring mit Automatisierten Messsysteme- geodätischen SensorenEine wichtige Zielsetzung des Monitoring ist die Gewinnung von relevantenAussagen über bestimmte Eigenschaften und Verhalten des Untersuchungsobjektes.Die geforderten Aussagen beziehen sich dabei meinst aufFunktionalitäten, die Standsicherheit oder die Gültigkeit von Modellannahmen.Obwohl die klassischen periodischen Überwachungs-verfahrenauch Teil des Monitoring angesehen werden können, liegt sein Schwerpunktin den kontinuierlichen Messungen unterschiedlicher Art.Monitoring mit einem Monitoring mit mehreren Monitoring mitMotorisierten Tachymeter GNSS-Antennen NeigungssensorenProgramm Anbieter Infromationen (Stand 2009)GeoMos Leica Geosystems http://www.leica-geosystems.comGeomonitor Solexperts AG http://www.solexperts.comIGM intermetric http://www.intermetric.deGOCA GeoNav GmbH, FH Karlsruhe http://www.goca.info4D Control Trimble http://www.trimble.comDC3 Dr. BERTGES Vermessungstechnik http://www.dr.bertges.de

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Das Projekt- Rissmonitoring (Setzmaß)an bestehenden Bauwerken-alte Gebäudeam Bruck/LeitherFoto (I. Kabashi)

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UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Wann wird überwacht - Überwachungsintervalle?Mit Absprache mit dem Statiker ist es festzulegen, wann dieÜberwachungsmessungen beginnen sollen und in welchen Zeitabständensie zu wiederholen sind.ÜberwachungsvorgangDie Entscheidung, welche Messinstrumente eingesetzt werden und wie dieMessintervalle gewählt werden müssen, hängt unter anderem von folgendenFaktoren ab: Art des zu überwachenden Objekts, Ausdehnung desMessgebietes, Genauigkeitsanforderungen, Gefahrenpotential, Größe derDeformationen, Geforderte Reaktionszeit etc.MessergebnisseNulllinie (Nullmessung) – GrafikAndere EpochenDie Diagramme sollen die aktuellen Differenzen (Höhen und Lage) allerPunkte zur Nullmessung präsentieren.Wer beurteilt die Entwicklung des SetzmaßesDie Entscheidung soll interdisziplinär getroffen werden: Bodenmechaniker,Statiker, Geodät

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Methodik der Messwerterfassung und AuswertungGNSS/GPS/LPS based Online Control and Alarm System (GOCA)Die GOCA-Hardware besteht aus einemSatz von GPS und LPS-Sensoren undKommunikationseinheiten, die als Sensor-Arrayim Überwachungsbereichinstalliert werden.GOCA-Software Festlegung sowieÜberprüfung des stabien Refernzpunktrahmensüber Netzausgleichung (Stufe 1). 3D-Georeferenzierung der Objektpunkt überfortlaufende Ausgleichung der GNSS- u. LPS-Sensordaten, Visualisierung derObjektpunktzeihen (Stufe 2). OnlineDeformationsanalyse über Gleitenden Mittelwert,Verschiebungsschätzung und Kalmanfilter (Stufe3). Automatische Alarmierung über kritischeWerte sowie statistische Tests fürObjektpunktdeformationenGOCA-Software

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010GOCA Deformationsanalyse-KonzeptKlassische Unterteilung des Überwachungsgebietes inStabilbereich und ObjektbereichStabil-und Objektpunkte sind bei der Projektinitialisierung in der Goca-Software zuspezifizieren.

UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010•GOCA-Deformationsanalysesoftware•Verwaltung von GOCA-Projekten (Empfängerdaten,•Benutzerkoordinatensystem, Epochen-Manager).•Bestimmung der Koordinaten der stabilen Referenzpunkte.•Überprüfung der Stabilität der Referenzpunkte.•Kontinuierliche Aufzeichnung von Objektpunkt-Zeitreihenund Visualisierung in einem Graphikfenster.•Online- und Postprocessing-Filter, wie Polynome, Splinesund gleitender Mittelwert und Visualisierung.•Online-Abschätzung von Verschiebung, Geschwindigkeit undBeschleunigung basierend auf einem Kalman-Filter.Visualisierung der Ergebnisse.•Berechnung der Wahrscheinlichkeit für einen Alarm für jedenObjektpunkt basierend auf den Ergebnissen der Kalman-Filterung.

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UNIVERSITY OF PRISHTINAFaculty of Civil Engineering and Architecturewww.uni-pr.eduAss.Prof.Dr. Ismail KABASHI, ikabashi@gmx.net“Online ingenieurgeodätisches Monitoring eines alten Gebäudesmit geodätischen Methoden”BALGEOS – second workshop, Vienna 2010Zusammenfassung.In einer hochtechnisierten Welt mit immer anspruchsvollerenAufgaben für Ingenieurwelt steigen auch die damit einergehendenRisiken für Mensch und Infrastruktur. Kleinste strukturelleBewegungen in Bauwerken oder im Gelände könnenkatastrophale Folgen haben.Konventionelle Überwachungsmethoden sind kostenintensiv undliefern lediglich Momentaufnahmen. Um Bewegungen komplexerObjekte in ihrer Gesamtheit kontinuierlich erfassen undbeherrschen zu können, bedarf es neuer innovativerÜberwachungssysteme wie GOCA. So lassen sich Gefahrenfrühzeitig erkennen und Bevölkerung und Infrastruktur dauerhaftschützen.

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