Zeitsynchrones Messen mit bis zu 32 SYSCOM MR3003

In einigen Gebäuden besteht die Situation, dass Erschütterungsquellen und Bereiche mit hohen Anforderungen an Erschütterungsarmut innerhalb desselben Gebäudes vorhanden sind. Dieses Problem kann mit Trennungen zwischen den Erschütterungsquellen und erschütterungsempflindlichen Gebäudeteilen gelöst werden. Um solche Trennfugen zu beurteilen und deren Effektivität zu quantifizieren, kann ein Gebäudeteil gezielt angeregt werden und die Erschütterungen beidseits der Trennfuge zeitsynchron aufgezeichnet werden. Anschliessend können die Messdaten verwendet werden um Transferfunktionen abzuleiten und zu beurteilen. Zeitsynchrones Messen ist auch bei einer Modalanalyse eines Tragwerks oder auch bei Ausbreitungsmessungen über mehrere Sensoren gefragt.

Beispiel einer Messaufgabe die synchrones Aufzeichnen erfordert

In einem Neubau soll im Sockelgeschoss, auf den Decken über EG und 1.OG mit mehreren grossen, Spritzgussmaschinen produziert werden, während in den 5 Geschossen über der Produktion die Büros (Turm) angeordnet sind. Die baudynamischen Abklärungen in der Projektphase haben gezeigt, dass ein monolithisches Verbinden der Sockelgeschosse mit dem Kern des Turmes zu spürbaren und nicht tolerierbaren horizontalen Schwingungen in den Büros führen würde. Als Massnahme zur Reduktion der Turmschwingungen wurde das Tragwerk des Sockelgeschosses ab der Decke mit einer weichen elastischen Fuge getrennt. In der Zwischenzeit ist der Rohbau des Sockelgeschosses realisiert und die Kernwände des Turmes fertiggestellt. Bevor der Innenausbau in den Sockelgeschossen erfolgt und die Fuge abgedeckt wird, wurden Erschütterungsmessungen durchgeführt.

Elastische Gebäudefuge mit Sylomer (gelb)

Synchronisierte Messung und Transferfunktionsanalyse

Die Grundvoraussetzung für eine Messung der Lagerung sind mehrere Messpunkte mit genau synchronisierter Uhr.
Dazu wurden die Schwinggeschwindigkeitssensoren an mehreren Orten beidseits der Fuge installiert. Die Geräte werden über Ethernet miteinander verbunden. Ein einziges Messgerät innerhalb wird als Zeitgeber definiert, alle anderen Messgeräte synchronisieren ihre Uhrzeit von der Master-Uhr In dieser Konfiguration sind die MR3003 in der Lage während einer längeren Zeitdauer die Daten synchron mit einer Genauigkeit von ca. 1ms aufzuzeichnen.

Während der synchronen Messung wird das Gebäude in Bewegung gebracht. In diesem Beispiel wurde das Sockelgeschoss mit Hilfe eines Fahrzeuges durch abruptes Bremsen in die beiden Raumrichtungen angeregt und zeitgleich die Bewegungen des entkoppelten Tragwerks aufgezeichnet. Das lokale Übertragungsverhalten der entkoppelten Tragwerksteile werden mit der Transferfunktion beschrieben und interpretiert. Die Transferfunktion wird durch die Division der Fouriertransformierten von jeweils zwei Messpunkten beidseits der Fuge berechnet.

Vorteile im Überblick:

• Flexibler Aufbau der synchronisierten Messkette mit vielen Messpunkten (bis zu 32 MR3003 mit je 3 Achsen).
• Verbindung der Messgeräte über einen POE-Switch erlaubt die gleichzeitige Speisung der Geräte.
• Indoor-Anwendung ist möglich (ohne GPS-Empfang).
• Unterschiedlichste Messaufgaben, wie die Bestimmung von Eigenformen, die Ermittlung von Transferfunktionen, Admittanzen und Transferadmittanzen können realisiert werden.

Einstellungen beim MR3003 für die Zeitsynchronisierung

Während der Messung ist zu beachten, dass jeder zusätzliche Switch zusätzliche Latenzen verursacht und dadurch die Genauigkeit der zeitlichen Synchronisation der Messgeräte beeinträchtigt. Eine Beispiel-Einstellung ist im Screenshot unten zu sehen.

Einstellungen SYSCOM MR3003