Detaillierte Ermüdungsuntersuchungen für rechnerische Nachweise über die Normung hinaus am Beispiel von Glockenturmschwingungen

Wenn Baukonstruktionen dynamischen Einwirkungen unterliegen, so ist auch die Ermüdungssicherheit nachzuweisen. Liegen mehrere dynamische Einwirkungen vor, führen vereinfachte Berechnungsansätze oft zu sehr konservativen Ergebnissen. Durch genauere Betrachtungen können daher vorhandene Reserven genutzt werden.

Eine Methode für solche genaueren Betrachtungen bei mehreren dynamischen Einwirkungen wird in diesem Artikel am Beispiel eines Stahlturms erläutert, der durch mehrere Glockenlasten angeregt wird.

Für Glockentürme sind in der DIN 4178 Orientierungswerte für die Schwinggeschwindigkeiten angegeben. Werden diese unterschritten, so gelten die Schwingungen als unbedenklich. Werden die Orientierungswerte überschritten, kommen verschiedene schwingungsreduzierende Maßnahmen in Betracht. Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, rechnerisch die Unbedenklichkeit der vorhandenen Schwinggeschwindigkeiten über die Orientierungswerte hinaus nachzuweisen, z. B. durch einen Ermüdungsnachweis.

Dabei kann auch der Ermüdungsnachweis mit vereinfachtem oder genauerem Ansatz verschiedener dynamischer Lasten geführt werden. Sowohl für einen vereinfachten als auch einen detaillierten Ermüdungsnachweis wird anhand des Fallbeispiels des Stahlturms das Vorgehen zur Ermittlung der für den Ermüdungslastfall maßgebenden Lasten und insbesondere der maßgebenden Lastspielanzahl erläutert.

Dabei wird deutlich, wie unnötige Sanierungsmaßnahmen durch einen erhöhten Denk- und Nachweisaufwand zur genaueren Erfassung der dynamischen Einwirkungen vermieden werden können.