Ermittlung der dynamischen Eigenschaften eines mehrgeschössigen Holzrahmenbaus mittels Ausschwingversuch

Die Grundschwingzeit T1 ist einer der wichtigsten Parameter für Ingenieure bei der Ermittlung der auftretenden Erdbebenkräfte. Ist diese kleiner als die EckperiodeTC, entstehen aufgrund der dynamischen Verstärkungen grosse Kräfte auf dem Plateau des Antwortspektrums. Ist sie länger als TC, werden die auf das Gebäude wirkende Kräfte geringer, wenn die Grundschwingzeit sich auf dem absteigenden Ast befindet. Hierbei muss aber sichergestellt sein, dass die angenommene Gebäudesteifigkeit realistisch ist. Untersuchungen haben gezeigt, dass Holzrahmenbauwände deutlichsteifer sind als angenommen. Daher hat der Ingenieur keine verlässliche Methode, wie er die Grundschwingzeit eines Holzrahmenbaus in realistischer Weise einschätzen kann. Um die normativen Rechenwerte mit den verschiedenen Bestimmungsmethoden zu vergleichen, wird ein Versuchsbau im Massstab 1:1 erstellt. Am Versuchsbau werden mit Ausschwingversuchen durch Auslenkung des Gebäudes mit verschiedener Messtechnik die Eigenfrequenzen sowie die Dämpfung des Gebäudes bestimmt. Die dazu eingesetzten Holzrahmenwände werden zuerst im Labor an der BFH auf ihre Steifigkeit untersucht und anschliessend als vierstöckigen Versuchsbau aufgerichtet. Ebenfalls sind alle relevanten Eigenschaften der eingesetzten Materialien bekannt. Ziel ist es einerseits, die bestehenden Berechnungs- und Modellierungsmethoden mit der Erstellung eines Leitfadens für Ingenieure zu ergänzen und zusätzlich die Zusammenhänge der, je nach Amplitude der Anregung, verschiedenen Steifigkeiten zu verstehen.