D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

Der Einbau der elastischen Lagerung erfolgt in der Trennfuge der tragenden Wände zumFundament. Die Dimensionierung der Elastomerlager erfolgte aufgrund der statischenGewichtslasten und anteiliger Nutzlast als Flächenlast auf die Geschoßflächen verteiltangesetzt. Zur Einhaltung der Formstabilität bei gleichzeitig hoher Dämpfung wurden für dienumerische Betrachtung unterschiedliche Elastomere hinsichtlich Ihrer Eigenschaftenkombiniert. Elastomere sind gummielastische Werkstoffe mit weitmaschig vernetztenMolekülketten (vulkanisiert). Es entsteht ein zähelastisches Netzwerk von hoher dynamischerFestigkeit, das sich mit Federwirkung elastisch verformt und bei Entlastung die Ausgangsformpraktisch wieder einnimmt (Rückstellvermögen). Die für den AnwendungsfallErdbebeneinwirkung entwickelten Lager können eine statische Dauerlast von 0,011 N/mm² bis1,2 N/mm² (Lastspitzen bis 6,0 N/mm²) aufnehmen, bei gleichzeitig sehr geringeAmplitudenabhängigkeit, ausgeprägtem Langzeitverhalten und hoher Materialdämpfung [3].Für die Beurteilung unterschiedlicher Elastomerlager wurden in Summe sechsModellvariationen analysiert, wobei Modell 1 das Referenzmodell ohne elastische Lagerungdarstellt, diese werden in weiterer Folge als Modell 1 bis 6 bezeichnet:Modell 1: ohne Elastomerlager (Referenzmodell!)Modell 2: mit Elastomerlager in EG, Dicke 3.75 cm, Verlust Faktor 12%Modell 3: mit Elastomerlager in EG, Dicke 3.75 cm, Verlust Faktor 20%Modell 4: mit Elastomerlager in EG, Dicke 3.75 cm, Verlust Faktor 30%Modell 5: mit Elastomerlager in EG, Dicke 3.75 cm, Verlust Faktor 40%Modell 6: mit Elastomerlager in EG, Dicke 5.00 cm, Verlust Faktor 12%2.2 DämpfungDas Dämpfungsverhalten der Elastomerlager wird durch den mechanischen Verlustfaktorbeschrieben. Für das kombinierte Lager ist der Verlustfaktor in Abhängigkeit derMaterialzusammensetzung mit maximal 40% für die Modellvariante 5 angegeben. Zwischenmechanischen Verlustfaktor η und dem LEHR‘schen Dämpfungsmaß D besteht folgendeBeziehung: 2 D(1)Das Lehrsche Dämpfungsmaß beschreibt die Energiegröße für die Dämpfung einerSchwingung und ist dimensionslos.2 x 2D x x 0(2)0 0Das Dämpfungsverhalten der Elastomerlager wurde in Form der Rayleighdämpfungimplementiert. Bei diesem proportionalen Dämpfungsanastz setzt sich die Dämpfungsmatrixaus einer Linearkombination von Massen- und Steifigkeitsmatrix zusammen. Das Rayleigh-Dämpfungsmodell beschränkt sich auf zwei Terme.C M K(3)Der von α abhängige Term stellt eine verteilte äußere Dämpfung dar und wirkt wie eine äußereReibung oder die Bewegung in einem zähen Fluid. Der durch β gekennzeichnete Term eineinnere Dämpfung oder Materialdämpfung [4].3401