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ISD - Eröffnungskolloquium19.05.2005

ISD – Eröffnungskolloquium

19.05.2005

Einsatz aktiver und passiver Schwingungsdämpfer bei Tragstrukturen

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Überblick

1. Einleitung

2. Theorie der Tilger und Schwingungsdämpfer (passiv)

3. Praxisbeispiele für den Einbau passiver Schwingungsdämpfer

4. Theorie der aktiven Schwingungsdämpfer

5. Praxisbeispiele für den Einbau aktiver Schwingungsdämpfer

6. Zusammenfassung

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Schlanke Konstruktionen

Hochhaus Taiwan

Klughafenbrücke

Millenniumbridge in London

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Schwingungstilger

Physikalisches Modell

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Schwingungsdämpfer

u(t)

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Konstruktionen von Schwingungsdämpfern

a) Reibungsdämpfer (Maurer, Petersen)b) Physikalisches Pendel in Silikonöl, fD < 0,8Hzc) Physikalisches Pendel in Silikonöl mit seitlichen Federn, fD > 0,8Hzd) Fluiddämpfer

e) VertikalrichtungStahlfedern fD < 8Hz

Elastomere fD > 4Hz

a) b) c) d) e)

mD

cD

FluidSiliconöl

kD

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Fußgängerbrücke über die A2

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Schwingungsdämpfer für die Brücke

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Einbau des Schwingungsdämpfers

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Stele in Stuttgart (Daimler-Chrysler)

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Messehalle in Berlin

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Schwingungsdämpfer mit kontinuierlicher Masse

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Schwingungsdämpfer in Berlin

Nach dem Einbau der Schwingungsdämpfer:δ ≥ 0,3

amax = 0,017m/s2 < azul.

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Philharmonie Luxemburg

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Innenansicht der Philharmonie

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Neues System eines Schwingungsdämpfers

Biegestab Ø25

5 5

37

160

37

610

1290

160Masse

Der Zylinder wird mit

dem Siliconöl gefüllt,

bis eine Dämpfung von

Dopt = 0,127

vorhanden ist.Siliconöl

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Ansicht der Schwingungsdämpfer

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Durchführung eines 1:1 Versuches

Hinten

längsMitte

Vornequer

1 2 3

zu 60% mit Beton gefülltVorne 1:

zu 100% mit Beton gefülltVorne 2:

ohne Maßnahme

mit Dämpfer

Mitte 1:

Mitte 2:

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Dämpfung der Stützen

ohne Dämpfer mit Dämpfer

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Veränderung der Eigenfrequenz in Abhängigkeit vom Masseverhältnis: mGes. / mEigen.

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Semi-aktive und aktive Dämpfer

StrukturStruktur

DämpfungEigenfrequenz

DämpfungEigenfrequenz

SensorSensor

Kontroll-algorithmus

Kontroll-algorithmus

Blockschaltbild eines semi-aktiven Dämpfers (reagieren)

Leistungs-verstärkerLeistungs-verstärker AktorAktor StrukturStruktur SensorSensor

ReglerRegler

Blockschaltbild eines aktiven Dämpfers (agieren)

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Semi-aktive Schwingungsdämpfung

Beispiel für eine schwingungsanfällige Fußgängerbrücke

Fußgängerbrücke Forchheim

Abb.: Fußgängerbrücke Forchheim (links); semi-aktiver Schwingungsdämpfer (rechts)

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Beispiel eines aktiven Dämpfers

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Aktiv geregelte Schwingungsdämpfer

Der dynamische Schwingungsdämpfer

Abb.: Generalisiertes Ersatzsystem für ein Bauwerk mit dynamischem Schwingungsdämpfer; passive Ausführung (links), aktive Ausführung (rechts)