Baudynamik

 

Bauwerke unterliegen häufig besonderen dynamischen Beanspruchungen wie Erdbeben, Maschineneinwirkungen, Baustellenerschütterungen, Glockengeläut oder auch Schwingungen, die von Personen hervorgerufen werden. Auch durch immer schlanker werdende Bauteile wird die Schwingungsanfälligkeit von Bauwerken erhöht. Häufig werden viele dieser Einflüsse unterschätzt und bleiben bei der Konstruktion unberücksichtigt, so dass es immer wieder zu immensen Kosten bei erforderlichen Sanierungsmaßnahmen kommt.

Gerade deshalb hört bei uns die Tragwerksplanung nicht dort auf, wo dynamische Beanspruchungen auftreten. Wir bieten eine integrative Beratung bei statischen und den verschiedenen dynamischen Fragestellungen. Dazu zählen einerseits numerische Simulationen von schwingungsgefährdeten Bauwerken mit den erforderlichen Nachweisen, andererseits die Schwingungsmessungen vor Ort zur Ermittlung des tatsächlichen Schwingungsverhaltens. Für die numerischen Untersuchungen stehen verschiedene Finite-Element-Programme und speziell entwickelte Software zur Verfügung. Die Messungen werden mit modernen Mess-Systemen mit einer Vielzahl anwendungsbezogener Auswertungsmöglichkeiten durchgeführt.

Schwingungsmessungen

Schwingungsmessungen sind für die realitätsnahe Erfassung der Schwingungsanfälligkeit von Bauwerken unverzichtbar. KEMPEN KRAUSE INGENIEURE führt Schwingungsmessungen an Hochbauten, Industrieanlagen, Türmen, Brücken, Talsperren etc. durch. Wichtige Ergebnisse sind u.a. die Eigenfrequenzen der Bauwerke sowie die auftretenden Schwingungsamplituden. Durch die Auswertung der Messergebnisse werden die Gefährdung der Bauwerke auf Grundlage der relevanten Normen beurteilt und evtl. erforderliche Maßnahmen ausgearbeitet. Auch die Beweissicherung bei schwingungserzeugenden Baumaßnahmen, Verkehrserschütterungen oder anderen Einwirkungen können wir übernehmen. Für die verschiedensten Problemstellungen, für die Schwingungsmessungen erforderlich sind, steht uns eine moderne, umfangreiche Messtechnik zur Verfügung, die sowohl Einzel- als auch Dauermessungen ermöglicht. 

Monitoring

Bauwerke verändern sich während ihrer Lebensdauer. Die verwendeten Baumaterialien haben infolge Witterung, Korrosion und Verschleiß nach Jahren und Jahrzehnten nicht mehr die gleichen Eigenschaften wie zur Bauzeit. Häufig treten Rissbildungen auf. Einmal aufgetretene Schäden vergrößern sich häufig progressiv. Wertverlust sowie eine Beeinträchtigung der Nutzbarkeit der Gebäude bis hin zur Gefährdung der Standsicherheit sind die Folge. Daher kommt der Bauwerksüberwachung im Hinblick auf eine langfristige, wirtschaftliche Nutzung der Gebäude eine immer größere Bedeutung zu.

Die KEMPEN KRAUSE INGENIEURE sind daher nicht nur im Nachhinein bei der Sanierung bereits geschädigter Gebäude aktiv, sondern bietet im Vorfeld die Möglichkeit des gezielten Monitorings von Bauwerken. Ein solches Monitoring ermöglicht eine dauerhafte Information über den Bauwerkszustand, Prognosen über die weitere Entwicklung sowie das gezielte und wohlüberlegte Ergreifen von Maßnahmen zur Erhaltung der Bauwerksqualität zum richtigen Zeitpunkt. Im Bedarfsfall werden Sanierungskonzepte vorgeschlagen, wobei die interne Kopplung zwischen den Fachbereichen Tragwerksplanung und Baudynamik genutzt wird.

Außerdem sind wir als Sachverständige bei Gericht aktiv (Gerichts- und Privatgutachten). Über besondere Projekte und aktuelle Fragestellungen berichten wir regelmäßig in Fachzeitschriften und auf Fachtagungen.

Maschinen- und Anlagenbau

Der Maschinen- und Anlagenbau stellt unter Schwingungs- und Erdbebenfragestellungen ein besonderes Fachgebiet dar, weil hier ein Schnittpunkt zwischen Maschinenbau und Bauingenieurwesen vorliegt. Daher ist es gerade hier von besonderer Bedeutung, fachübergreifend zusammenzuarbeiten sowie zuverlässige und kostengünstige Lösungen zu entwickeln. Die KEMPEN KRAUSE INGENIEURE sind an dieser Schnittstelle durch die Planung, Berechnung und Bemessung von Tragwerken des Anlagenbaus aktiv. Die Nachweise umfassen die Erdbeben-, Ermüdungs- und Standsicherheit von Anlagen sowie deren Schwingungsanfälligkeit. Neben den Berechnungen auf der einen Seite, komplettieren Schwingungsmessungen auf der anderen Seite unsere Leistungspalette.

Erdbebenuntersuchungen im Anlagenbau

  • Ermittlung der standortspezifischen Erdbebeneinwirkungen
  • Berechnung von Anlagen und Produktionshallen anhand von realitätsnahen Finite-Elemente-Modellen
  • Nachweis der Erdbebensicherheit unter Berücksichtigung aller internationalen und länderspezifischen Normen
  • Rechnerische Untersuchung und wirtschaftliche Konzeption möglicher Verstärkungsmaßnahmen
  • Umfangreiche Erfahrungen in der Realisierung internationaler und nationaler Projekte
  • In-House-Kopplung der Fachbereiche Baudynamik und Tragwerksplanung (und bei Bedarf auch Brandschutz und Bauphysik)


Dynamische Berechnungen im Anlagenbau

  • Berechnung von Anlagen unter dynamischen Belastungen
  • Auslegung von Fundamenten infolge dynamischer Belastung aus Maschinenbetrieb
  • Berechnung, Bemessung, Konstruktion schwingungsempfindlicher Bauwerke
  • Untersuchung der Schwingungsausbreitung und -isolation
  • Entwicklung von Sanierungskonzepten zur Schwingungsreduzierung
  • Untersuchung besonders gefährdete Anlagen unter besonderen Lasten, z.B. Explosionslasten bei Kraftwerken oder Chemieanlagen
  • Erdbebenuntersuchungen im Anlagenbau


Schwingungsmessungen im Anlagenbau

  • Messung und Beurteilung der Erschütterungen schwingungsempfindlicher Konstruktionen am Aufstellort
  • Messtechnische Untersuchung der Erschütterungsübertragung zwischen Emissionsort und Immissionsort
  • Eigenfrequenzmessungen und Modalanalyse
  • Ermittlung von Schwingungsursachen und Beurteilung der Erschütterungs-einwirkungen aus Maschinenbetrieb auf Personen in Gebäuden
  • Gutachtertätigkeit vor Gericht als öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger (IK-Bau NRW) für Baudynamik, Erschütterungen und Schwingungen im Bauwesen

Erdbebenuntersuchungen

Erdbebenuntersuchungen sind für eine Vielzahl verschiedener Bauwerke erforderlich. Die Tätigkeitsfelder der KEMPEN KRAUSE INGENIEURE reichen dabei von gewöhnlichen Hochbauten über Brücken, Talsperren und Türmen bis hin zu Tragwerken aus dem Anlagenbau. Neben der Berechnung und Bemessung geplanter Bauwerke sind zudem vermehrt Überprüfungen bestehender Bauwerke auf Grundlage aktualisierter Erdbebennormen erforderlich. Die Nachweise können sowohl für deutsche Erdbebengebiete als auch für beliebige internationale Standorte gemäß der jeweils relevanten Ländernormen geführt werden. Außerdem stehen wir Ihnen bei allen erdbebenrelevanten Fragestellungen beratend zur Seite.

Bauwerksschwingungen

Bauwerke können aufgrund verschiedener Einwirkungen in Schwingung geraten. Von besonderer Bedeutung sind dabei durch Personen erzeugte Schwingungen und die Auswirkung von Schwingungen auf den Menschen. Personeninduzierte Schwingungen sind besonders bei Decken, Brücken und ähnlichen Tragkonstruktionen relevant, die durch Menschenmengen belastet werden können.Wir führen hier dynamische Untersuchungen zur Ermittlung der zu erwartenden Systemantwort durch. Für bestehende Bauwerke können anstelle oder zusätzlich zu den Berechnungen Schwingungsmessungen durchgeführt werden. Darauf aufbauend kann beurteilt werden, ob die Schwingungsantwort für die Standsicherheit des Tragwerks und das Empfinden der betroffenen Personen akzeptabel ist.

Die Einwirkung auf Menschen ist dabei auch bei Einwirkungen durch Erschütterungen, z.B. bei Baustellen, wichtig. Fragestellungen nach der Zumutbarkeit solcher Einwirkungen, z.B. am Arbeitsplatz, werden ebenfalls von uns beurteilt.

Glockentürme

Glockentürme unterliegen durch ihr Geläut und je nach Standort des Turms auch durch Erdbeben besonderen dynamischen Belastungen. KEMPEN KRAUSE INGENIEURE verfügen über eine jahrzehntelange Erfahrung durch die Planung bzw. Sanierung von Hunderten von Glockentürmen. Bei der Planung umfasst die Bemessung alle statischen und dynamischen Einwirkungen und reicht integrativ vom Glockenstuhl über den eigentlichen Turm bis hin zur Gründung. Bei bestehenden Türmen kann zunächst durch Schwingungsmessungen die Notwendigkeit von Sanierungen überprüft werden. Anschließend entwickelt KEMPEN KRAUSE INGENIEURE Konzepte zur Sanierung. Für die rechnerische Erfassung von Sanierungsmöglichkeiten am Geläut durch Gegengewichte, Gegenpendelanlagen, Verkröpfungen oder Veränderung der Läutewinkel und Anschlagzahlen steht uns das Programm Campana sowie das eigens hierfür entwickelte Softwarepaket INFO-BELL zur Verfügung. Außerdem erstellen wir statisch-dynamische Gutachten für die Standortprüfung von Mobilfunkanlagen in Glockentürmen.