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Adaptive Spannbetonstruktur mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem

Adaptive fuzzy controlled prestressed concrete structure

  • Im Rahmen des vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) geförderten Forschungsprogramms "Straße im 21. Jahrhundert" wurde eine adaptive Spannbetonstruktur mit lernfähigem Fuzzy-Regelungssystem entwickelt. Durch die Realisierung eines sich an Beanspruchungsänderungen selbstanpassenden Betontragwerks werden aufgrund der Adaptivität kritische Zustände des Tragwerks vermieden und auftretende Verformungen reduziert. Mittels eines Sensorsystems gemessene Tragwerksreaktionen werden dem lernfähigen Regelungsalgorithmus als Eingangswerte übergeben. Dieser ermittelt die je nach Beanspruchungszustand erforderliche Vorspannkraft zur Erfüllung der jeweiligen Zielsetzung. Die Aktualisierung der Vorspannung des Tragwerks wird von einem hydraulischen Stellantrieb vorgenommen. Zur Untersuchung der Funktionsfähigkeit der entwickelten adaptiven Spannbetonstruktur werden Versuche an zwei Prototypen durchgeführt. Die jeweiligen Zielsetzungen der Verformungsminimierung bzw. Spannungsoptimierung werden durch die Regelung effektiv erreicht. Das Potential der adaptiven Vorspannung wird bestätigt und ausführlich demonstriert.
  • In context of the research programme "Road in the 21st Century", which is sponsored by the Federal Ministry of Transport, Building and Urban Development (BMVBS), an adaptive fuzzy controlled prestressed concrete structure was developed. By realization of a construction that self-adjusts to changes of the load conditions critical stresses are avoided and deformations are reduced. Reactions of the structure, which are measured by means of sensors, are sent to the adaptive control algorithm as input values. Depending on the particular purpose the fuzzy control calculates the updated prestressing force from the load condition. Actualizations of the architecture are executed by a hydraulic actuation system. Tests on two prototypes are performed to investigate the functionality of the developed adaptive structure. The objectives of decreasing deformations and optimizing stresses are effectively accomplished by the control system. The potential of adaptive prestressing is confirmed and extensively demonstrated.

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Metadaten
Author:Martina Schnellenbach-Held, Daniel Steiner, Abdalla Fakhouri, Oliver Kühn
Document Type:Article
Language:German
Date of Publication (online):2015/10/01
Contributing corporation:Institut für Massivbau (Essen)
Release Date:2015/10/01
Tag:Balken; Bauwerk; Belastung; Brücke; Fuzzy Logik; Hydraulik; Prototyp; Regelkreis (kybernetisch); Sensor; Spannbeton; Steuerung; Versuch; Veränderung; Vorspannung
Beam; Bridge; Control; Cybernetics; Engineering structure; Fuzzy logic; Hydraulics (fluid); Load; Modification; Prestressed concrete; Prestressing; Prototype; Sensor; Test
Source:Bauingenieur. - 89 (2014), H. 2, S. 57-66
Institutes:Abteilung Brücken- und Ingenieurbau / Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
Sonstige / Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
collections:BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 24 Brückenentwurf

$Rev: 13581 $