Angewandte Baudynamik: Grundlagen Und Praxisbeispiele by Helmut Kramer

By Helmut Kramer

Obwohl Schwingungsprobleme in der Praxis zunehmend auftreten, werden sie von Tragwerkplanern gern umgangen. Statische Ersatzlasten, Stoßfaktoren oder Schwingbeiwerte werden angewendet, ohne sich der Anwendungsgrenzen bewusst zu sein. Dieses Buch weckt das Grundverständnis für die den Theorien zugrunde liegenden Modellvorstellungen und die Begrifflichkeiten der Dynamik. Die wichtigsten Kenngrößen werden beschrieben und mit Beispielen verdeutlicht. Darauf baut der anwendungsbezogene Teil mit den Problemen der Baudynamik – Stoßvorgänge, freie und erzwungene Schwingungen, Amplitudenreduktion durch Schwingungsdämpfer, menscheninduzierte Schwingungen, Einführung in die Baugrunddynamik und
Maßnahmen des Erschütterungsschutzes – anhand von Beispielen auf. Mit diesem Rüstzeug kann sich der Nutzer in spezielle Fälle wie Glockentürme, dynamische Windlasten oder erdbebensicheres Bauen einarbeiten. Dem Bedarf der Praxis folgend wurde die
2. Auflage korrigiert, erweitert und um folgende Abschnitte ergänzt:

- Eigenfrequenzen von Pfahlgründungen,
- Diskretisierung homogener Systeme infolge „stehender Wellen“,
- Ermüdung bei schwingungsanfälligen Stahlbrücken,
- konstruktiver Explosionsschutz,
- dynamische Kräfte bei Kurbeltrieb,
- Abschirmung von Bodenwellen durch vertikale Schlitzkonstruktionen.

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Die Neigung des Schra¨gpfahls zur Horizontalen betra¨gt a ¼ 65 . 1.

Ihre Nichtbeachtung fu¨hrt zu erheblichen Bauscha¨den an Glockentu¨rmen. Glocken sind physikalische Pendel. Bei großem Ausschlagwinkel (La¨utewinkel) du¨rfen die ho¨heren Anregungsfrequenzen nicht mehr vernachla¨ssigt werden. In DIN 4178 wird die horizontale Lagerkraft H [kN] einer Glocke angegeben [27]: HðtÞ ¼ G½b1 sin Wt þ b3 sin 3Wt þ b5 sin 5WtŠ W¼ pn 30 ð4:16Þ mit: G bi n Gewicht der Glocke bezogene Amplitude nach DIN 4178 Glockenschwingzahl je Minute Anmerkung 3: Die Grundfrequenz eines Tones wird Grundton oder Ho¨rton genannt.

Amplitude und Schwingweite Streng genommen spricht man von einer Amplitude nur bei harmonischen Schwingungen. In allen anderen Fa¨llen spricht man vom Gro¨ßtwert bezogen auf die statische Ruhelage. Der Abstand zwischen dem Gro¨ßtwert und dem Kleinstwert wird auch als peak to peak oder Schwingweite bezeichnet. Er betra¨gt fu¨r harmonische Schwingungen 2^ s. 3 aus dem Phasenwinkel bðtÞ herleiten: dbðtÞ dl dl ¼ ¼ 2p U 2p s^ ð4:2Þ 18 4 Begriffe und Kenngro¨ßen Daraus folgt mit dl ¼ ^sdbðtÞ die Umlaufgeschwindigkeit: u¼ Weg Zeit ) uðtÞ ¼ dl s^dbðtÞ ¼ dt dt und fu¨r s^ ¼ 1 die Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise Kreisfrequenz: !

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