Einleitung
Laborbauten unterliegen oft strengen Anforderungen an die Erschütterungsarmut. Immer häufiger werden Laborflächen auch in den Obergeschossen realisiert. Gleichzeitig gibt es aus Nachhaltigkeitsgründen den Wunsch, Labordecken in Holz-Beton-Verbundbauweise zu konstruieren.
Problemstellung
Laborbetreiber haben unterschiedliche Anforderungen an die Erschütterungsarmut ihrer Laborflächen. Diese Anforderungen werden in der Regel durch die VC-Linien (Vibration Criteria nach Colin C. Gordon) definiert. Neben Umgebungserschütterungen und Erschütterungen durch den Gebäudebetrieb stellt auf Geschossdecken vor allem der Personenverkehr die dominierende Erschütterungsquelle dar.
Um eine Prognose der zu erwartenden Erschütterungen zu erstellen, sind die dynamischen Fusskräfte erforderlich. Auf Basis dieser Kräfte können mithilfe eines Finite-Elemente-Modells der Geschossdecken und einer Zeitschritt-Simulation die zu erwartenden Erschütterungen vorhergesagt und beurteilt werden.
Der Bedarf an solchen Simulationen steigt nicht nur bei Laborbauten, sondern auch bei Holzbauten. Die Analyse dynamischer Kräfte infolge Gehens, Rennens und Hüpfens ist zudem entscheidend für die Beurteilung von Fussgängerbrücken, Tribünen in Stadien, Konzertlokalen und Gymnastikräumen.
Leistungen ZC Ziegler Consultants AG
Um die dynamischen Fusskräfte beim Gehen, Rennen und Hüpfen zu messen, stellte die Firma Kistler aus Winterthur eine 3D-Kraftmessplatte zur Verfügung. Damit konnten die Kräfte unter verschiedenen Bedingungen – unterschiedliche Frequenzen, Schuhwerk und Personen – erfasst werden.
Die gemessenen Kräfte wurden analysiert und so aufbereitet, dass sie als Eingangsgrössen für Finite-Elemente-Simulationen verwendet werden können. So steht der ZCAG eine umfassende Bibliothek „eigener“ dynamischer Kräfte zur Verfügung, die wir gezielt in unseren Projekten einsetzen.
Dies ermöglicht es, die zu erwartenden Schwingungen der Decken genauer vorherzusagen und die erforderlichen baulichen Massnahmen präziser zu bestimmen. So können wertvolle Ressourcen sowie Kapital gespart werden.




