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Obwohl Schwingungsprobleme in der Praxis zunehmend auftreten, werden sie von Tragwerksplanern 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.
List of contents
EINFÜHRUNG
Gliederung und Formelzeichen
Umrechnung von Dimensionen
BESONDERHEITEN DER BAUDYNAMIK
Baustatik und Baudynamik
Die "sichere Seite"
Schwingungsmessungen
Fernwirkung
Dämpfung und Duktilität
Die statische Ersatzlast
Maschinendynamik
Schäden
TECHNISCHE REGELN IN DER BAUDYNAMIK
Allgemeines
Hamburgische Bauordnung (Auszug)
Bundes-Immissionsschutzgesetz (Auszug)
Technische Baubestimmungen
Normen
Richtlinien und Empfehlungen
Internationale technische Regeln
Allgemein anerkannte Regeln der Technik
BEGRIFFE UND KENNGRÖSSEN
Allgemeines
Zeitabhängigkeit
Masse
Steifigkeit
Anwendungsbeispiele (Pfahlbock)
BEWEGUNGEN STARRER KÖRPER
Allgemeines
Reine Translation
Reine Rotation
Massenträgheitsmoment
Wuchtgüte von Maschinen
Anwendungsbeispiele (Krängungswinkel bei seitlicher Schiffsanfahrung, Stabilität eines schwimmenden Körpers)
STOßVORGÄNGE
Der harte Stoß
Der weiche Stoß
Konstruktiver Explosionsschutz
Anwendungsbeispiele (Elastischer Einpfahldalben, Plastischer Anfahrpoller, Bungee-Springen, Duktile Stahlbetontragwerke)
FREIE SCHWINGUNGEN
Allgemeines
Systeme mit einem Freiheitsgrad
Systeme mit mehreren Freiheitsgraden
Homogene Systeme
Anwendungsbeispiele
ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN
Allgemeines
Systeme mit einem Freiheitsgrad
- Direkte konstante Anregung - kraftgesteuerte Vorgänge
- Direkte konstante Anregung - weggesteuerte Vorgänge
- Impedanzen
- Direkte quadratische Anregung - Fliehkräfte
- Selbstzentreirung im überkritischen Bereich
- Passive Schwingungsisolierung - indirekte Anregung
- Aktive Schwingungsisolierung - direkte Anregung
- Aktive Schwingungsisolierung - indirekte Anregung
- Isolierwirkungsgrad
- Resonanzüberhöhung in dB
Der Zweimassenschwinger (Schwingungstilger/-dämpfer, Maschinenfundament)
Lösungswege der Baudynamik bei periodischer Anregung
Anwendungsbeispiele (Fußgängerbrücke, Schmelzofenschwingungen, Stahlbrücken)
AMPLITUDENREDUKTION
Allgemeines
Amplitudenreduktion an der Quelle
Amplitudenreduktion auf der Übertragungsstrecke
Amplitudenreduktion am Empfänger
Dissipative Dämpfung
Anwendungsbeispiele Dämpfungsberechnung
MENSCHENINDUZIERTE SCHWINGUNGEN
Allgemeines
Anregungsspektrum
Dimensionierungsfalle
Erzwungene Schwingungen
Zumutbare Amplituden
EINFÜHRUNG IN DIE BAUGRUNDDYNAMIK
Allgemeines
Wellenausbreitung
Boden-Bauwerk Wechselwirkung
Erschütterungsbedingte Sackungen
Anwendungsbeispiele (verankerte Spundwand, Windkraftanlage)
ANFORDERUNGEN AN DEN ERSCHÜTTERUNGSSCHUTZ
Allgemeines
Einwirkungen auf bauliche Anlagen
Einwirkungen auf Menschen
Einwirkungen auf empfindliche Geräte
SCHWINGUNGSMESSUNGEN
Motivation
Einleitung
Anregung von Schwingungen
Aufbau einer Messkette
Schwingungsaufnehmer
Durchführung von normgerechten Schwingungsmessungen
Beispiele für gemessene Freifeldschwingungen
Fazit
Literaturverzeichnis
Stichwortverzeichnis
About the author
Prof. Dr.-Ing. Helmut Kramer lehrte Baudynamik an der Technischen Universität Hamburg-Harburg. Er ist in der Firma baudyn GmbH als Sachverständiger für Schwingungstechnik tätig. In dieses Buch fließt der reiche Erfahrungsschatz aus 40jähriger Tätigkeit als Beratender Ingenieur und Prüfingenieur ein.
Summary
Obwohl Schwingungsprobleme in der Praxis zunehmend auftreten, werden sie von Tragwerksplanern 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.
