Statische und dynamische Berechnungen für Hochhäuser aus Holz

Leipzig (pm) – Ein Gros der Hochbauten besteht aus Stahlbeton, da Beton in Verbindung mit Stahl große Lasten tragen und weite Flächen überspannen kann. Die Kehrseite: Das Verbundmaterial verbraucht Unmengen an Energie und Rohstoffen und setzt viele Treibhausgase frei. Ein Ziel der Forschenden der HTWK Leipzig ist es, Holz als Alternative – auch im Hochbau – zu etablieren.

Damit Bauunternehmen Holz für mehrstöckige Bauten verwenden können, benötigen sie vielerlei statische Daten und Berechnungsmodelle, unter anderem zum Schwingungsverhalten von Holz. Wie verhält sich das Baumaterial beispielsweise, wenn das Gebäude regelmäßigen Erschütterungen aufgrund von fahrenden Straßenbahnen oder Autos ausgesetzt ist? Ein Modell für derartige statische und dynamische Berechnungen für Holzbauten erstellte Armin Lenzen. Als Forschungsgrundlage analysierten der Professor für Baumechanik und sein Team des Instituts I4S der HTWK Leipzig ein fünfstöckiges Haus aus Massivholz in Leipzig-Lindenau. Dabei erarbeiteten sie praxisorientierte Methoden, um mehrgeschossige Holztragwerke im urbanen Raum zu planen und präzise Prognosen über das Erschütterungs- und Schwingungsverhalten zu treffen.

Dazu erfassten die Forschenden die tatsächlich auftretenden Erschütterungen und Schwingungen während des Bauprozesses. Auf Grundlage der Messdaten identifizierten sie Modelle, anhand derer sich das Schwingungsverhalten neuer Holzbauten umfassend prognostizieren lässt. Messungen im Bauzustand sowie Laborversuche erfassten weitere Einflüsse auf das dynamische Verhalten von Tragkonstruktionen, sei es der Einsatz unterschiedlicher Verbindungsmittel oder Randeinspannungen von Deckenplatten. Die Ergebnisse wurden 2021 im „Journal of Sound and Vibration“ veröffentlicht.

Publikation:
Max Vollmering, Maximilian Breitkreuz, Armin Lenzen (2021): Estimation of mechanical parameters based on output-only measurements using Kronecker product equivalence and mass perturbations. Journal of Sound and Vibration 500: 116016. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2021.116016

_{Pressemitteilung: Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig / Autorin: Katrin Haase}