Wenn die Erde bebt: Rütteltischversuche bei der ZAG in Ljubljana

Das ZAG Ljubljana ist Sloweniens nationales Institut für Hoch- und Tiefbau. Zusammen mit dem Erdbeben-Ingenieurwesen führt das Institut Tests zur Beurteilung der dynamischen und statischen Eigenschaften von Gebäudekonstruktionen aus. Seit mehr als dreißig Jahren mit dabei: Technik von HBM.

Geprüft werden Gebäude, Tiefbau- und Maschinenbaukonstruktionen sowie deren Konstruktionselemente und Baugruppen im Labor und Feldversuch. Zusammen mit dem Erdbeben-Ingenieurwesen führt das Institut Tests zur Beurteilung der dynamischen und statischen Eigenschaften von Gebäudekonstruktionen aus.

Die Anzahl der Messwertaufnehmer ist abhängig von der Gebäudeart.

Für ein zweistöckiges Reihenhaus benötigt man:

  • Sieben induktive Wegaufnehmer W100 und W50 zum Messen der Bewegung der Wände und des Fundaments
  • Sieben Beschleunigungsaufnehmer B12/200
  • Vier DD1-Dehnungsaufnehmer im Inneren des Hauses zum Anzeigen der ersten Risse

HBM-Technik seit mehr als 30 Jahren

Im Konstruktionslabor befinden sich ein KWS/6T-5-Messverstärker von HBM und ein MBS4-Magnetband-Aufnahmegerät, die schon vor über 30 Jahren verwendet wurden. Die Entwicklung des hydraulischen Steuersystems wurde begleitet von computerbasierter Datenerfassung, wodurch die Anzahl der Messpunkte erhöht werden konnte.  Später wurden u. a. Messverstärker KWS 6A-5, KWS 3073, KWS 3082A, und Messwertaufnehmer W200, W100, W50, W20, B12/200, D1 eingesetzt.

Rüttelversuche erfordern sehr hohe Messgenauigkeit

Alle Modelle werden in mehreren Schritten getestet, wobei die Bewegung des Rütteltisches verstärkt wird. Die maximale Bewegung im ersten Schritt beträgt etwa 0,6 mm, wobei jedoch nur die relative Bewegung des Hauses zum Fundament interessiert. Sie beträgt normalerweise maximal 0,1 mm. Die Subtraktion zweier gleichartiger Werte (Bewegung des Daches und Bewegung des Fundaments) erfordert eine sehr hohe Messgenauigkeit, damit genaue Ergebnisse erzielt werden können.

Neue Technik liefert höhere Qualität

Anfang 2003 wurde erstmals ein neues Datenerfassungs- und Steuerungssystem verwendet: zwei MGCplus-Systemgeräte mit 13 Messverstärkereinschüben ML55B, Wegaufnehmer WA/200mm, Beschleunigungsaufnehmer B12/200, Dehnungsaufnehmer DD1, Dehnungsmessstreifen, eine GP-IB-Schnittstelle und die Datenerfassungs-Software LabView 6.1, sowie ein PCI-6052E NI-DAQ-Gerät. Durch die präzise Kalibrierung des WA/200 und die Vorteile des MGCplus mit hoher Auflösung, Filterung und simultanem Abtasten wurden sehr präzise und reproduzierbare Ergebnisse erzielt, und das auch bei Erdbeben der niedrigsten Stärke.

…und erleichtert Prüfverfahren und Analyse

Durch die hohe Auflösung des Messverstärkers brauchte auch der Messbereich vom Anfang (0,1 mm Relativbewegung) bis zum Ende des Versuches (bis zu 50 mm Relativbewegung) nicht verändert werden. Dadurch waren Prüfverfahren und Analyse erleichtert und mögliche Fehlerquellen ausgeschaltet. Vereinfacht wurde das Arbeiten auch durch die Filterfunktionen des MGCplus.

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