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Was sind Erschütterungen? Schall ist hörbar (hier: Körperschall) (Körperschall-Frequenzbereich über 50 Hz) Vibrationen bzw. Erschütterungen sind spürbar (Frequenzbereich unter 80 Hz) Quellen für Erschütterungen, z. B.: Schienenverkehr, Straßenverkehr Haustechnische Anlagen (z. B. Kältemaschinen, Kompressoren) Medizinische Großgeräte (z. B. Kernspintomographen)
Beurteilungskriterien für Erschütterungen Abgrenzung der Aufgabenstellung DIN 4150 Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 3 Einwirkung von Erschütterungen auf Bauwerke Lärm- und Vibrationsschutzverordnung Gesundheits- und Arbeitsschutz VDI 2038 Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken bei dynamischen Einwirkungen Gerätespezifische Anforderungen Erschütterungsempfindliche Geräte
Beurteilungskriterien für Erschütterungen Abgrenzung der Aufgabenstellung DIN 4150 Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 3 Einwirkung von Erschütterungen auf Bauwerke Lärm- und Vibrationsschutzverordnung Gesundheits- und Arbeitsschutz VDI 2038 Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken bei dynamischen Einwirkungen Gerätespezifische Anforderungen Erschütterungsempfindliche Geräte
Beurteilungskriterien für Erschütterungen Abgrenzung der Aufgabenstellung DIN 4150 Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 3 Einwirkung von Erschütterungen auf Bauwerke Lärm- und Vibrationsschutzverordnung Gesundheits- und Arbeitsschutz VDI 2038 Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken bei dynamischen Einwirkungen Gerätespezifische Anforderungen Erschütterungsempfindliche Geräte
Beurteilungskriterien für Erschütterungen Abgrenzung der Aufgabenstellung DIN 4150 Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 3 Einwirkung von Erschütterungen auf Bauwerke Lärm- und Vibrationsschutzverordnung Gesundheits- und Arbeitsschutz VDI 2038 Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken bei dynamischen Einwirkungen Gerätespezifische Anforderungen Erschütterungsempfindliche Geräte
Beurteilungskriterien für Erschütterungen Abgrenzung der Aufgabenstellung DIN 4150 Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 3 Einwirkung von Erschütterungen auf Bauwerke Lärm- und Vibrationsschutzverordnung Gesundheits- und Arbeitsschutz VDI 2038 Gebrauchstauglichkeit von Bauwerken bei dynamischen Einwirkungen Gerätespezifische Anforderungen Erschütterungsempfindliche Geräte
DIN 4150, Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 Erschütterungsübertragung, Beispiel Schienenverkehr
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 Sekundärer Luftschall, Beispiel Schienenverkehr
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 Erklärung Messtechnik und Prognosemodell
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 Eigenfrequenz / Resonanzfall Sekundäre Immission Primäre Immission
DIN 4150, Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen Projekt Reihenhausbebauung Wandererstraße, Nürnberg
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Wandererstraße, Nürnberg
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Wandererstraße, Nürnberg Schnitt Gebäude Zeile D
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Wandererstraße, Nürnberg
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Wandererstraße, Nürnberg
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Wandererstraße, Nürnberg
DIN 4150, Teil 2 Erschütterungseinwirkungen auf Menschen Projekt Mehrfamilienwohnhaus Neumarkterstraße, Nürnberg
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Neumarkter Straße, Nürnberg Lageplan Schnitt
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Neumarkter Straße, Nürnberg
Erschütterungseinwirkungen auf Menschen DIN 4150 Teil 2 BV Neumarkter Straße, Nürnberg
DIN 4150, Teil 3 Erschütterungseinwirkungen auf Gebäude Monitoring
Erschütterungs- und Lärm-Monitoring MPI München - Meldung 1 - Alarmschwelle 1 überschritten - (treshold value exceeded )
VDI Richtlinie 2038 Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Schwingungsdesign einer Stahlträgerbrücke in der Kassenhalle der HypoVereinsbank in München
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Projektvorstellung: Stahlträgerbrücke HypoVereinsbank in München Büroflächenerweiterung durch Einbau einer Stahlträgerdecke
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Aufgabenstellung IST: Stahlträgerbrücke (Verkehrsweg) SOLL: Stahlträgerdecke (Büronutzung)
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Messtechnische Untersuchung der IST-Situation
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Experimentelle Modalanalyse Anordnung der Messpunkte Ermittelte Eigenformen MP22 MP20 MP18 MP16 MP14 MP12 MP10 MP8 MP21 MP19 MP17 MP15 MP13 MP11 MP9 MP7 Erste Eigenmode ca. 5 Hz Zweite Eigenmode ca. 8 Hz MP6 MP4 MP2 MP5 MP3 MP1 Baudynamikshaker Dritte Eigenmode ca. 20 Hz
frequenzbewertete Schwingstärke KB Fmax [-] Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit (VDI 2038) 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Geringer Komfort Mittlerer Komfort Hoher Komfort Quasistationär (eine laufende Person) Häufig (zwei synchron laufende Personen) Selten (Hüpfen)
frequenzbewertete Schwingstärke KB Fmax [-] Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit (VDI 2038) 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Geringer Komfort Mittlerer Komfort Hoher Komfort Quasistationär (eine laufende Person) Häufig (zwei synchron laufende Personen) Selten (Hüpfen)
frequenzbewertete Schwingstärke KB Fmax [-] Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit (VDI 2038) 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Geringer Komfort Mittlerer Komfort Hoher Komfort Quasistationär (eine laufende Person) Häufig (zwei synchron laufende Personen) Selten (Hüpfen) Fühlbarkeitsschwellen VDI 2057, zurückgezogen stark spürbar gut spürbar gerade spürbar
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen FE-Modell IST-Situation Erstellung eines FE-Modells Modellierung der bestehenden Brücke als Basis für weitere Varianten Bestandskonstruktion Profiltyp: HEB 240 Spannweite: 8,6 m Auflager: gelenkig zus. Ausbaulast: 4 kn/m²
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Validierung FE-Modell anhand der experimentellen Modalanalyse experimentell FEM f 5 Hz f = 5,5 Hz f 8 Hz f = 6,5 Hz f 20 Hz f = 22 Hz
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Validierung FE-Modell durch Vergleich der Strukturantworten Vergleich der Schwingungsamplituden bei Überquerung der Brücke Krafteinwirkung des Menschen (Schrittfrequenz ca. 1,5 bis 2,5 Hz) Vergleich der Strukturantworten Simulation (FEM) Messung Kragarm, Nord Viertelsp., Nord Feldmitte Viertelsp., Süd Kragarm, Süd 100 kg 0 0,5 1 1,5 2 v max,0-peak [mm/s]
Gebrauchstauglichkeit und personeninduzierte Schwingungen Ergebnis der Tragwerksoptimierung Notwendige Maßnahmen für eine hochwertige Büronutzung: Größere Trägerprofile HEA 300 Aufgeschweißte Stahlplatte Einseitige Einspannung Aussteifende Rahmenkonstruktion
Gerätespezifische Anforderungen Erschütterungsempfindliche Geräte
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Erschütterungsempfindliche Geräte, Kernspintomograph Lugano, Luftbild
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Erschütterungsempfindliche Geräte, Kernspintomograph Lugano, Grundriss/ Messgerät
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Erschütterungsempfindliche Geräte, Kernspintomograph Lugano, Messergebnisse hier: Güterzugverbeifahrt
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Erschütterungsempfindliche Geräte, Kernspintomograph Lugano, Lösungsansatz (Variante 1)
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Erschütterungsempfindliche Geräte, z. B. Rasterelektronenmikroskope Fraunhofer ISC Würzburg, Technikum III
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Prüffundamente für Elektromotoren hier: - Prüffundamente als 260 t schwere Stahlbetonfundamente - Eigenfrequenzen f < 3 Hz - Eigenmoden f > 150 Hz
Gerätespezifische Anforderungen - Kurzvorstellung Fachtechnische Unterstützung der weltweit ersten Aufstellung eines Kernspintomographen auf einem Schiff
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