Tieffrequente Bauwerksentkopplungen als Schutz gegen - bei GERB

2.3 Antwortspektren für Erschütterungsprognosen
(response-spectrum-method)
Diese im Ingenieurwesen gebräuchliche Methode (auch als response spectrum method
bekannt) wurde auf die Erschütterungsprognose übertragen. Bei diesem Verfahren wird
die maximale Erschütterung in einem Bauwerk bestimmt. Die Berechnung hierfür wird im
Zeitbereich für bestimmte Bauwerksparameter (Massen, Eigenfrequenzen, etc.) durchgeführt.
Im Antwortspektrum wird der berechnete Erschütterungswert über z. B. der zugrundegelegten
Deckeneigenfrequenz aufgetragen. Die Berechnung wird nun für verschiedene
Deckeneigenfrequenzen wiederholt und der Erschütterungswert wiederum im
response-spectrum eingetragen. Auf diese Weise verfährt man für alle interessierenden
Frequenzen und erhält ein vollständiges Antwortspektrum. Der Vorteil liegt darin, daß mit
Hilfe des Antwortspektrums bei bekannter Deckeneigenfrequenz direkt die zu erwartende
Erschütterung abgelesen werden kann. Als Auswertegrößen bieten sich sowohl die
Schwinggeschwindigkeit (Einheit: mm/s) als auch die Wahrnehmungsstärke (Einheit: KB)
an. Die dynamische Abstimmung von Geschoßdecken kann mit Hilfe eines Antwortspektrums
schon in der Planungsphase durchgeführt werden.
Das Antwortspektrum ist außerdem dazu geeignet, das dynamische Verhalten eines
Bauwerks zu verdeutlichen. So erkennt man in Bild 5, daß unterschiedliche U-Bahn-Signale
zu nahezu gleichem Antwortverhalten führen.
Geschwindigkeit [mm/s]
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
5
9
13
17
21
25
29
33
37
41
Eigenfrequenz [Hz]
45
49
53
57
61
Antwortspektrum
65
69
73
77
81
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Modell:
Einmassenschwinger
Systemdaten
Eingangssignal: versch. U-Bahn-Vorbeifahrten U1
Frequenzbereich: 1 - 80 Hz
Eigenfrequenzbereich: 5 - 81 Hz
Dämpfung: 3%
U1-Messung 5
U1-Messung 3
U1-Messung 1 verschiedene U-Bahnen
U1-Messung 1
U1-Messung 2
U1-Messung 3
U1-Messung 4
U1-Messung 5
U1-Messung 6
Bild 5: Antwortverhalten eines Ein-Massen-Schwingers, Kurfürstenstraße, Berlin