DE202009008750U1

DE202009008750U1 - Bauwerk oder Bauwerkteil mit Schwingungsdämpfung

Info

Publication number: DE202009008750U1
Application number: DE200920008750
Authority: DE
Original assignee: Guenther Troester E K; Guenther Troster Ek
Current assignee: Guenther Troester E K; Guenther Troster Ek
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2019-06-25

Abstract

Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) mit mindestens einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) mindestens einen Stoßdämpfer (9) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauwerk oder Bauwerkteil mit mindestens einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung.
Unter Bauwerk wird beispielsweise ein beliebiges Gebäude verstanden, aber auch eine Brücke, eine Überdachung und ein Strommast sind Bauwerke. Unter dem Begriff Brücke werden nachfolgend nicht nur Straßen- oder Eisenbahnbrücken verstanden, sondern auch hochliegende Verbindungen (Verbindungsbrücken) zwischen zwei oder mehreren Gebäuden, insbesondere Hochhäusern oder Wolkenkratzern, beispielsweise Stege oder Übergänge. Ein Bauwerk kann auch aus mehreren Teilen bestehen, beispielsweise kann ein erster Teil das Hauptbauwerk sein und ein zweite Teil eine Stützkonstruktion für dieses Hauptbauwerk. Im Falle einer Brücke ist die eigentliche Brücke das Hauptbauwerk, die Stützkonstruktion ist unterhalb der Brücke angeordnet. Bauwerke werden üblicherweise aufgelagert, beispielsweise indem eine Tragkomponente des Bauwerks auf einem Fundament aufliegt. Additiv oder alternativ ist auch eine Anbindung an andere Bauwerke oder an geeignete Geländestrukturen, beispielsweise Felsen, möglich. Aber auch mehrere Teile eines Bauwerks können aneinander angebunden sein.
Unter Bauwerkteilen werden Teile verstanden, die zu einem Gesamtbauwerk gehören, beispielsweise eine Fassade oder eine Kuppel. Diese Bauwerkteile sind üblicherweise an die übrigen Teile des Bauwerk, dessen Teil sie sind, angebunden. Unter Anbindung ist jede Art der Verbindung zu verstehen, es kann sich beispielsweise um eine feste Verbindung, um eine starre Verbin dung, aber auch um eine verformbare, insbesondere eine elastisch verformbare Verbindung handeln. Typischerweise dient die Anbindung der Befestigung, dies muss jedoch nicht der Fall sein. Additiv oder alternativ ist auch eine Auflagerung möglich, beispielsweise auf anderen Teilen des Bauwerks, dessen Teil sie sind.
Verkehrslasten, Wind, Erdbeben und dergleichen können zu Schwingungen der Bauwerke und Bauwerkteile führen. Durch Vorsehen von Einrichtungen zur Schwingungsdämpfung sollen diese Schwingungen minimiert werden, um Beschädigungen der Bauwerke oder Bauwerkteile oder gar deren Einsturz zu verhindern.
Das Vorsehen von Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung bei Gebäuden ist an sich bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, Zusatzmassen in Gebäuden aufzuhängen, die extern angeregten Schwingungen, ausgelöst beispielsweise durch ein Erdbeben, entgegenwirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bauwerke und Bauwerkteile mit einer einfachen und kostengünstigen Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des Erfindung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung mindestens einen Stoßdämpfer umfasst.
Mit anderen Worten: Die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung besteht aus einem oder mehreren Stoßdämpfern, oder sie umfasst neben weiteren Komponenten einen oder mehrere Stoßdämpfer.
Bei den Stoßdämpfern handelt es sich vorzugsweise um an sich bereits bekannte Stoßdämpfer aus dem Bereich der Verkehrstechnik, d. h. um für beispielsweise Kraftfahrzeuge oder Züge hergestellte Stoßdämpfer. Diese Stoßdämpfer werden in großen Stückzahlen hergestellt, sie sind somit im Vergleich zu Spezialanfertigungen erheblich kostengünstiger zu erhalten. Darüber hinaus ist ihre Entwicklung weit vorangeschritten. Da es sich bei Stoßdämpfern in der Verkehrstechnik um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, werden sie umfangreichen Tests und Erprobungen unterworfen und erfüllen höchste Qualitätsanforderungen.
Bei diesen Stoßdämpfern handelt es sich typischerweise um hydraulische Stoßdämpfer. Bei hydraulischen Stoßdämpfern wird ein Kolben an einer Kolbenstange in einem ölbefüllten Zylinder geführt. Bei axialer Bewegung der Kolbenstange und des Kolbens gegenüber dem Zylinder strömt das Öl durch enge Kanäle und Ventile im Kolben. Dadurch erwärmt sich das Öl, die Schwingungsenergie wird in Wärme umgewandelt.
Aufgabe eines Stoßdämpfers ist die Dämpfung einer Schwingung, im Unterschied zu einer reinen Federung, bei der Stöße zu einer dauerhaften Schwingung führen, lediglich Reibungsverluste führen hier zu einem Abklingen der Schwingung.
Die Vorteile der Erfindung liegen somit darin, dass Schwingungen des Bauwerks oder Bauwerkteils, die durch externe Ursachen, beispielsweise sich ändernde Verkehrslasten (z. B. auf Brücken), Wind, Erdbeben, usw., ausgelöst werden, mittels des oder der Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung schnell gedämpft werden. Durch das entsprechende Vorsehen der Stoßdämpfer lassen sich somit auf einfache und kostengünstige Weise Beschädigungen an Bauwerken und Bauwerkteilen verhindern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst das Bauwerk oder Bauwerkteil einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Der erste Teil ist hierbei das Hauptbauwerk, er ist auch ohne den zweiten Teil selbsttragend, d. h. sei ne Statik ist derart ausgelegt, dass er unter den zu Grunde gelegten normalen Bedingungen und Belastungen in sich selbst tragfähig ist, ohne zusätzliche Stützkonstruktionen. Der zweite Teil bildet jedoch dennoch als Sicherungsmaßnahme eine Stützkonstruktion zur Sicherung des ersten Teils. Hierzu ist der zweite Teil derart zum ersten Teil angeordnet, dass bei einem Versagen und/oder statischen Nachgeben des ersten Teils der zweite Teil den ersten Teil abstützt. Beispielsweise kann es sich bei dem Bauwerk um eine Brücke handeln. Der erste Teil ist dann die eigentliche Brücke, das Hauptbauwerk, der zweite Teil die Stützkonstruktion für das Hauptbauwerk.
In der vorgenannten Ausführungsvariante sind erster Teil und zweiter Teil über den mindestens einen Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung, vorzugsweise über mehrere Stoßdämpfer, miteinander verbunden. Die Stoßdämpfer sorgen dafür, dass Schwingungen des einen Teils nicht oder nur gedämpft auf den anderen Teil übertragen werden, beispielsweise werden Schwingungen des ersten Teils nicht oder nur gedämpft auf den zweiten Teil übertragen. Ist das Bauwerk beispielsweise eine Brücke, so werden die von der sich ändernden Verkehrslast ausgehenden Schwingungen des Hauptbauwerks, der eigentlichen Brücke, nicht oder zumindest nur gedämpft auf die Stützkonstruktion übertragen. Die Stützkonstruktion wird somit nicht durch die noch tolerablen Alltagsschwingungen des Hauptbauwerks belastet. Dies gilt analog für beliebige andere Bauwerke und Bauwerkteile.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante besteht das Bauwerk oder Bauwerkteil ebenfalls aus einem ersten und einem zweiten Teil. Bei dem ersten Teil handelt es sich um einen temporär oder dauerhaft einsturzgefährdeten Teil, d. h. beispielsweise um die Außenmauer eines entkernten Gebäudes (beispielsweise die unter Denkmalschutz stehende Fassade eines ansonsten abgerissenen und völlig neu aufgebauten Gebäudes) oder um Gebäude im Umfeld großer Baumaßnahmen, beispielsweise nahe U-Bahn-Baustellen, oder um im Bau befindliche Gebäude. Temporär, d. h. zeitweise, sind diese ersten Teile einsturzgefährdet. Es kann sich aber auch um dauerhaft einsturzgefährdete Teile handeln, beispielsweise aufgrund sich ändernder Untergrund bedingungen oder aufgrund von entstandenen Schäden im Bauwerk, beispielsweise durch Erdbeben. Der zweite Teil bildet für die Zeit der Einsturzgefahr (d. h. temporär oder dauerhaft) eine Stützkonstruktion zur Sicherung des ersten Teils. Hierzu ist der zweite Teil derart zum ersten Teil angeordnet, dass ein Versagen und/oder statisches Nachgeben des ersten Teils verhindert wird, der zweite Teil stützt den ersten Teil ab und sicher diesen damit gegen Einsturz. Beispielsweise kann es sich bei dem zweiten Teil um ein Korsett zur Sicherung der Außenmauer bzw. Fassade beim Entkernen von Gebäuden oder allgemein bei der Gebäuderenovierung handeln, oder um ein Stützgerüst für einzelne Bauwerkteile in der Bauphase eines Bauwerks.
Auch in der vorgenannten Ausführungsvariante sind erster Teil und zweiter Teil über den mindestens einen Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung, vorzugsweise über mehrere Stoßdämpfer, miteinander verbunden. Die Stoßdämpfer sorgen wiederum dafür, dass Schwingungen des einen Teils nicht oder nur gedämpft auf den anderen Teil übertragen werden, beispielsweise werden Schwingungen des ersten Teils nicht oder nur gedämpft auf den zweiten Teil übertragen.
Gemäß einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass der Stoßdämpfer ein Stoßdämpfer mit Aussteifungsfunktion ist. Solche Stoßdämpfer werden beispielsweise auch als Plungerstoßdämpfer bezeichnet. Zur Aussteifung des Stoßdämpfers wird beispielsweise die Bewegung des Kolbens und der Kolbenstange im Zylinder blockiert. Ferner ist mindestens ein Sensor zur Erfassung von Verformungen des ersten Teils vorgesehen, der das Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Verformungsgrenzwertes signalisiert und dadurch die Aussteifungsfunktion des Stoßdämpfers aktiviert. Über den oder die Sensoren lässt sich somit eine übermäßige Verformung des ersten Teils, beispielsweise des Hauptbauwerks der Brücke, registrieren. Bei dieser übermäßigen Verformung besteht die Gefahr einer Beschädigung des Bauwerks, beispielsweise eines Einsturzes des ersten Teils. Um dies zu vermeiden, wird die Aussteifungsfunktion des Stoßdämpfers aktiviert. Die Aussteifung des Stoßdämpfers ermöglicht eine Kraftübertragung vom ersten auf den zweiten Teil, d. h. der erste Teil wird durch die Stützkonstruktion abgestützt. Im Falle einer Brücke wird diese auch dann, wenn der erste Teil, das Hauptbauwerk, nicht mehr selbsttragend ist, durch den zweiten Teil, die Stützkonstruktion, aufgefangen und getragen. Dies gilt analog für andere Bauwerke und Bauwerkteile.
Dies Weiterbildung hat somit den Vorteil, dass im Normalfall, d. h. bei tolerablen Schwingungen, der erste Teil und der zweite Teil schwingungstechnisch zumindest weitgehend entkoppelt sind. Der erste Teil ist ohne den zweiten Teil, die Stützkonstruktion, stabil. Im Ausnahmefall, bei extremer Belastung des ersten Teils, bei Ermüdung oder Ähnlichem, was zum Einsturz des ersten Teils führen könnte, erfüllt jedoch der zweite Teil seine Sicherheitsaufgabe und stützt den ersten Teil weiterhin ab. Dadurch wird sichergestellt, dass das Bauwerk auch im Ausnahmefall zumindest für eine bestimmte Zeit stabil bleibt, eine Brücke oder ein Gebäude stürzt nicht ein, Personen können sich noch in Sicherheit bringen.
Diesen Zweck könnte grundsätzlich auch eine Stützkonstruktion, die mit Abstand zum Hauptbauwerk aufgestellt wird, erfüllen. Der Abstand muss hierbei jedoch derart gering gehalten werden, dass die Stützwirkung eintritt, bevor das Hauptbauwerk zu stark beschädigt ist und der Einsturz droht. Der Vorteil der Stoßdämpfer mit Aussteifungsfunktion liegt in dem relativ großen Abstand zwischen erstem und zweitem Teil, der durch die Verwendung der Stoßdämpfer ermöglicht wird. Sobald die Aussteifungsfunktion aktiviert ist, besteht eine feste Verbindung zwischen Hauptbauwerk und Stützkonstruktion, das Hauptbauwerk muss nicht erst soweit einsacken, bis es auf der Stützkonstruktion aufliegt. Dadurch lässt sich möglicherweise sogar die Beschädigung des Bauwerks insgesamt verhindern, nach dem Abklingen der externen Störung kann gegebenenfalls sogar die Aussteifungsfunktion des Stoßdämpfers wieder deaktiviert werden und das Gebäude oder Gebäudeteil geht in seinen Ausgangszustand zurück.
Vorzugsweise können der oder die Sensoren in oder an den Stoßdämpfern angeordnet sein. Dadurch wird die Bewegung des ersten Teils direkt an oder in den Stoßdämpfern ermittelt, d. h. anhand von deren inneren Bewegungen. Der Sensor, mehrere der Sensoren oder auch alle Sensoren können jedoch auch andernorts in oder an dem Bauwerk oder Bauwerkteil angeordnet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der bzw. können die Stoßdämpfer mit einer Datenfernübertragung, insbesondere einer drahtlosen Datenfernübertragung, ausgestattet sein, zur Übermittlung von Daten, beispielsweise der Zustandsparameter des jeweiligen Stoßdämpfers und/oder gegebenenfalls der Sensorsignale, an eine Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung. Dadurch ist eine Fernüberwachung und/oder eine Fernwartung und/oder eine Fernauswertung der Stoßdämpfer und gegebenenfalls der Sensoren möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der mindestens eine Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung horizontal und/oder vertikal und/oder diagonal angeordnet ist. Die Orientierung der Stoßdämpfer wird hierbei bezogen auf ihre Dämpfungsrichtung angegeben, bei einem herkömmlichen hydraulischen Stoßdämpfer ist dies die Bewegungsrichtung des Kolbens und der Kolbenstange. Vertikale Anordnung bedeutet demnach eine Ausrichtung der Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers in Schwerkraftrichtung, horizontale Anordnung eine Ausrichtung in einer Ebene senkrecht zur Schwerkraft. Eine diagonale Anordnung ist eine Anordnung mit einer Projektionskomponente in vertikale und einer Projektionskomponente in horizontale Richtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stoßdämpfer oder mindestens einer der Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung in das Fundament und/oder Auflager des Bauwerks eingebaut ist oder in die Anbindungskonstruktion des Bauwerkteils integriert ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Fundament oder im Auflager oder in der Anbindungskonstruktion mindestens zwei Stoßdämpfer mit unterschiedlicher Ausrichtung vorgesehen sind. Beispielsweise kann mindestens ein Stoßdämpfer horizontal und mindestens ein Stoßdämpfer vertikal angeordnet sein. Ist das Bauwerk oder Bauwerkteil eine Brücke, werden von dem oder den horizontal angeordneten Stoßdämpfern die Schubkräfte aufgenommen und von dem oder den vertikal angeordneten Stoßdämpfern die von den Lasten ausgehenden Kräfte. Wie bereits eingangs angesprochen, ist dies nicht nur für Straßen- oder Eisenbahnbrücken von Bedeutung, sondern auch für Verbindungsbrücken zwischen zwei oder mehreren Gebäuden, beispielsweise einen Steg oder einen Übergang zwischen zwei Hochhäusern. Die Brücke wird dadurch von den beiden Gebäuden schwingungsmäßig weitgehend entkoppelt, wodurch auch die beiden Gebäude schwingungsmäßig entkoppelt sind. Dies gilt analog für alle Bauwerke und Bauwerkteile.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung mindestens ein Gummielement und/oder Federn. Es kann beispielsweise ein Gummielement mit integrierten Federn vorgesehen sein, das beispielsweise zur Kraftübertragung auf ein Fundament dient und gleichzeitig zur Dämpfung von Schwingungen beiträgt. Das Gummielement selbst kann aus Gummi oder Kunststoffschaum, beispielsweise Polyurethan, bestehen. Der Begriff Gummielement ist aber auch allgemein als Element aus einem verformbaren Material zu verstehen. Bei den Federn kann es sich um Spiralfedern oder um ein Federpaket handeln, auch Kombinationen aus Gummielement und Federn sind möglich.
Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsvariante sieht vor, dass das Bauwerk oder Bauwerkteil eine Raumfachwerkkonstruktion umfassend Knoten und Stäbe ist oder umfasst. Bei dieser Raumfachwerkkonstruktion weist mindestens ein Auflagerknoten eine Befestigungsplatte auf, an der zur Auflagerung des Bauwerks oder zur Anbindung des Bauwerkteils das mindes tens eine Gummielement und der mindestens eine Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung angeordnet sind.
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass das Bauwerk oder Bauwerkteil eine Raumfachwerkkonstruktion umfassend Knoten und Stäbe ist oder umfasst, bei der mindestens ein Stab den Stoßdämpfer der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung umfasst oder durch diesen ersetzt ist. Die Orientierung des Stoßdämpfers, d. h. seine Dämpfungsrichtung, entspricht der Orientierung des jeweiligen Stabes, dem der Stoßdämpfer zugeordnet ist bzw. den der Stoßdämpfer ersetzt. Bei einem Ersatz des Stabes durch den Stoßdämpfer erstreckt sich der Stoßdämpfer zwischen den jeweils zugeordneten Knoten. Bei dieser Variante ist die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung direkt in das Raumfachwerk integriert. Gemäß einer Weiterbildung kann der Stoßdämpfer zusätzlich von einer Feder, insbesondere einer Spiralfeder, umgeben sein. Diese kann sich ebenfalls zwischen den jeweils zugeordneten Knoten erstrecken. Stoßdämpfer und Feder können einzeln, aber auch als Einheit in das Raumfachwerk integriert sein. Das Raumfachwerk kann beispielsweise aus Carbon (CFK), Polycarbonat, Stahl und/oder Aluminium bestehen.
Bei allen vorgenannten Ausführungsvarianten können der bzw. die Stoßdämpfer und die Gummielemente und/oder Federn sowohl als Einheit als auch separat in das Bauwerk oder Bauwerkteil eingebaut oder daran angebaut sein.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
1 in einer Ausschnittsdarstellung ein erfindungsgemäßes Bauwerk in Seitenansicht, mit einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung an einem Auflager,
2 ebenfalls in einer Ausschnittsdarstellung ein weiteres erfindungsgemäßen Bauwerk mit Stützkonstruktion, in Seitenansicht,
3 in einer Ausschnittsdarstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Bauwerk in Seitenansicht, mit einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung an einem Auflager,
4 in einer Ausschnittsdarstellung den Schnitt entlang der Linie A-A in 3 in Draufsicht, und
5 in einer Ausschnittsdarstellung in Seitenansicht ein weiteres erfindungsgemäßes Bauwerk bzw. Bauwerkteil mit eingebauter Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung.
Einander entsprechende Teile sind in 1 bis 5 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer seitlichen Ausschnittsdarstellung ein erfindungsgemäßes Bauwerk 1 bzw. Bauwerkteil 1. Bei diesem Bauwerk bzw. Bauwerkteil handelt es sich um eine Raumfachwerkkonstruktion aus Knoten 2 und Stäben 3. Beispielsweise kann es sich im dargestellten Fall um eine Kuppel handeln. Die Raumfachwerkkonstruktion ist auf einem Fundament 4 aufgelagert. Die Auflagerung erfolgt an speziellen Auflagerknoten 2a. Diese Auflagerknoten 2a weisen eine Befestigungsplatte 5 auf. An dieser Befestigungsplatte 5 wiederum ist, an einer dem Auflagerknoten 2a gegenüberliegenden Seite, eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 6 angeordnet. Diese umfasst im dargestellten Beispiel ein Gummielement 7 mit integrierten Federn 8 und vier Stoßdämpfer 9 (von denen in 1 nur zwei zu sehen sind, zwei weitere befinden sich hinter den dargestellten Stoßdämpfern 9). Über dieses Gummielement 7 und die Stoßdämpfer 9 ist das Bauwerk 1 bzw. das Bauwerkteil 1 (hier die Raumfachwerkkonstruktion, beispielsweise die Kuppel) auf dem Fundament 4 aufgelagert. Das Gummielement 7 mit den integrierten Federn 8 dient hierbei der Kraftübertragung auf das Fundament 4 und dämpft gleichzeitig auftretende Schwingungen. Die zusätzlich vorgesehenen Stoßdämpfer 9 bauen gegebenenfalls auftretende Schwingungen ab, die von ihnen bewirkte Schwingungsdämpfung ist deutlich stärkere als die durch das Gummielement 7 bewirkte Dämpfung.
Das Gummielement 7 kann auch nur aus Gummi oder Kunststoffschaum, beispielsweise Polyurethan, bestehen, ohne integrierte Federn. Es kann sich bei dem Gummielement aber auch lediglich um Spiralfedern oder um ein Federpaket handeln, oder um ein aus sonstige verformbare Materialien bestehendes Element. Ebenso kann es sich hierbei auch um beliebige Kombinationen der vorgenannten Komponenten handeln.
2 zeigt ebenfalls in einer seitlichen Ausschnittsdarstellung ein weiteres erfindungsgemäßes Bauwerk bzw. Bauwerkteil 1. Es handelt sich hierbei um eine Brücke. Diese ist zweiteilig aufgebaut. Einen ersten Teil 10 bildet die eigentliche Brücke, das Hauptbauwerk. Einen zweiten Teil 11 bildet eine Stützkonstruktion, hier eine Raumfachwerkkonstruktion aus Knoten 2 und Stäben 3. Der erste Teil 10, das Hauptbauwerk, ist selbsttragend, d. h. es würde auch ohne den zweiten Teil 11, die Stützkonstruktion, stabil stehen und seien Zweck erfüllen. Der zweite Teil 11 dient somit lediglich als zusätzliche Sicherung. Dementsprechend ist der zweite Teil 11, die Stützkonstruktion, auch derart zum ersten Teil 10, dem Hauptbauwerk, angeordnet, dass bei einem Versagen und/oder statischen Nachgeben des ersten Teils 10 der zweite Teil 11 den ersten Teil 10 abstützt. Im dargestellten Beispiel ist somit die eigentliche Brücke, das Hauptbauwerk 10, durch die Stützkonstruktion 11 gesichert, bei einem Versagen bzw. Nachgeben des Hauptbauwerks 10 wird dieses von der Stützkonstruktion 11 aufgefangen.
In 2 ist zu erkennen, dass zwischen dem Hauptbauwerk 10, der eigentlichen Brücke, und der Stützkonstruktion 11 Stoßdämpfer 9 angeordnet sind. Die Stützkonstruktion 11 ist sozusagen über die Stoßdämpfer 9 an die Brücke angekoppelt. Die Stoßdämpfer 9 bilden eine Vorrichtung zur Schwin gungsdämpfung 6. Schwingungen des Hauptbauwerks 10 (erster Teil) werden nicht oder nur gedämpft an die Stützkonstruktion 11 (zweiter Teil) übertragen.
Im Beispiel nach 2 können in den Stoßdämpfern 9 oder auch außerhalb der Stoßdämpfer 9 an anderer Stelle des Bauwerks 1 oder Bauwerkteils 1 Sensoren angeordnet sein (nicht dargestellt), die eine Verformung des Hauptbauwerks 10 registrieren. Bei den Stoßdämpfern 9 kann es sich um Stoßdämpfer mit Aussteifungsfunktion, sogenannte Plungerstoßdämpfer, handeln. Wird nun über die Sensoren eine übermäßige Verformung des Hauptbauwerks 10, der eigentlichen Brücke, registriert, so bewirkt dies eine Aussteifung der Stoßdämpfer 9. Dadurch wird eine Kraftübertragung vom Hauptbauwerk 10 auf die Stützkonstruktion 11 möglich, die Stützkonstruktion 11 stützt das Hauptbauwerk 10 ab und verhindert dadurch dessen Einsturz.
Die Stoßdämpfer 9 können auch mit einer Datenfernübertragung ausgestattet sein, beispielsweise einer Funk-Datenfernübertragung, so dass eine Fernüberwachung, Fernwartung, Fernauswertung, usw. möglich ist.
Wird 2 um 90° gedreht betrachtet, so zeigt die Darstellung als ersten Teil 10 eine Fassade bzw. Außenmauer eines entkernten Gebäudes, beispielsweise eines Altbaus. Der zweite Teil 11 bildet in diesem Fall eine Stützkonstruktion, nämlich ein Korsett, für diese Fassade bzw. Außenmauer. Die Anbindung zwischen erstem Teil 10 und zweitem Teil 11 erfolgt entsprechend den vorstehenden Ausführungen. Der zweite Teil 11 verhindert hier ein Nachgeben des ersten Teils 10, der erste Teil 10 wird dadurch gegen Beschädigung oder Einsturz gesichert.
3 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines Brückenauflagers, d. h. das Bauwerk 1 bzw. Bauwerkteil 1 ist hier eine Brücke. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 3 in Draufsicht. Zu erkennen sind neben der Brücke 1 eine an die Brücke angrenzende Fahrbahn 12 und ein Fun dament 4. Die Brücke 1 liegt über eine Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 6 auf dem Fundament 4 auf. Die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 6 umfasst ein Gummielement 7 mit integrierten Federn 8, das beispielsweise entsprechend den vorstehenden Erläuterungen anhand von 1 ausgebildet sein kann. Dieses Gummielement 7 und die integrierten Federn 8 erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen der Brücke 1 und dem Fundament 4. Im Gummielement 7 können zur Bewegung in Längsrichtung (horizontaler Richtung), d. h. bei Längenänderung der Brücke, Teflonleisten integriert sein. Ferner umfasst die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung 6 vier vertikal zwischen Brücke 1 und Fundament 4 angeordnete Stoßdämpfer 9a und zwei horizontal zwischen entsprechend ausgebildeten Angriffspunkten der Brücke 1 und des Fundaments 4 angeordnete Stoßdämpfer 9b. Die vertikalen Stoßdämpfer 9a nehmen Schwingungen auf (d. h. sie dämpfen Schwingungen), die von Lasten, insbesondere sich ändernden Lasten auf der Brücke 1 ausgehen. Die horizontalen Stoßdämpfer 9b nehmen Schwingungen auf, die von Schubkräften auf die Brücke 1, insbesondere horizontal wirkenden Schubkräften, ausgehen, insbesondere von sich ändernden Schubkräften.
5 zeigt in einer Ausschnittsdarstellung in Seitenansicht ein weiteres erfindungsgemäßes Bauwerk 1 bzw. Bauwerkteil 1. Hierbei handelt es sich um eine Raumfachwerkkonstruktion mit Knoten 2 und Stäben 3. Mehrere Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung 6 sind hier direkt in die Raumfachwerkkonstruktion 1 integriert und sorgen für eine Schwingungsdämpfung zwischen einem in 5 oberen Teil und unteren Teil der Raumachwerkkonstruktion. Hierzu werden Stäbe durch die Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung 6 ersetzt. Die Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung 6 umfasst hierbei jeweils einen Stoßdämpfer 9, der anstelle eines Stabes 3 zwischen zwei Knoten 2 des Raumfachwerks angeordnet ist. Der Stoßdämpfer 9 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich von einer Feder 8 umgeben, die ebenfalls zwischen den beiden Knoten 2 angeordnet ist. Die Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung 6 ermöglichen eine Bewegung zwischen dem oberen und dem unteren Teil der Raumfachwerkkonstruktion. Hierzu sind die Vorrichtungen zur Schwingungsdämpfung 6, insbesondere die Stoßdämpfer 9, gelenkig an die Knoten 2 angebunden. Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, einige Stäbe 3 gelenkig an die Knoten 2 anzubinden, um auftretenden Bewegungen aufzunehmen.
Bei allen vorstehend anhand der Ausführungsbeispiele angesprochenen Stoßdämpfern handelt es sich vorzugsweise um bereits bekannte Dämpfer aus der Verkehrstechnik (Züge und Fahrzeuge). Diese werden in die Fundamente bzw. Auflager von Bauwerken und Bauwerkteilen, insbesondere Gebäuden, Brücken, Kuppeln, Fassaden, usw. oder als Verbindungsteil zwischen einer Stützkonstruktion und dem Hauptbauwerk oder innerhalb eines Raumfachwerks eingebaut.
Die vorstehend bei allen Ausführungsbeispielen beschriebenen Dämpfer und Federn können sowohl als eine Einheit als auch separat eingebaut werden.
Das jeweils angesprochene Raumfachwerk kann beispielsweise aus Carbon (CFK), Polycarbonat, Stahl, Aluminium, usw. bestehen.

1: Bauwerk oder Bauwerkteil
2: Knoten
2a: Auflagerknoten
3: Stab
4: Fundament
5: Befestigungsplatte
6: Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung
7: Gummielement
8: Feder
9: Stoßdämpfer
9a: vertikal angeordneter Stoßdämpfer
9b: horizontal angeordneter Stoßdämpfer
10: erster Teil, Hauptbauwerk
11: zweiter Teil, Stützkonstruktion
12: Fahrbahn

Claims

Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) mit mindestens einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) mindestens einen Stoßdämpfer (9) umfasst.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) einen ersten Teil (10) und einen zweiten Teil (11) umfasst, b) wobei der erste Teil (10) auch ohne den zweiten Teil (11) selbsttragend ist, c) wobei der zweite Teil (11) eine Stützkonstruktion zur Sicherung des ersten Teils (10) ist, d) wobei der zweite Teil (11) derart zum ersten Teil (10) angeordnet ist, dass bei einem Versagen und/oder statischen Nachgeben des ersten Teils (10) der zweite Teil (11) den ersten Teil (10) abstützt, und e) wobei erster Teil (10) und zweiter Teil (11) über den mindestens einen Stoßdämpfer (9) der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) miteinander verbunden sind, so dass Schwingungen des ersten Teils (10) nicht oder nur gedämpft an den zweite Teil (11) weitergegeben werden.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) einen ersten Teil (10) und einen zweiten Teil (11) umfasst, b) wobei der erste Teil (10) ein temporär oder dauerhaft einsturzgefährdeter Teil ist, c) wobei der zweite Teil (11) eine Stützkonstruktion zur Sicherung des ersten Teils (10) ist, d) wobei der zweite Teil (11) derart zum ersten Teil (10) angeordnet ist, dass ein Versagen und/oder statisches Nachgeben des ersten Teils (10) verhindert wird, und e) wobei erster Teil (10) und zweiter Teil (11) über den mindestens einen Stoßdämpfer (9) der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) miteinander verbunden sind, so dass Schwingungen des ersten Teils (10) nicht oder nur gedämpft an den zweite Teil (11) weitergegeben werden.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Stoßdämpfer (9) ein Stoßdämpfer mit Aussteifungsfunktion ist, und b) dass mindestens ein Sensor zur Erfassung von Verformungen des ersten Teils (10) vorgesehen ist, der das Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Verformungsgrenzwertes signalisiert und dadurch die Aussteifungsfunktion des Stoßdämpfers (9) aktiviert.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in oder an dem Stoßdämpfer (9) angeordnet ist.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer (9) mit einer Datenfernübertragung ausgestattet ist zur Übermittlung von Daten an eine Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) eine Brücke ist.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer (9) ein hydraulischer Stoßdämpfer ist.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Stoßdämpfer (9) horizontal (9b) und/oder vertikal (9a) und/oder diagonal angeordnet sind.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoßdämpfer (9) in das Fundament (4) und/oder Auflager des Bauwerks (1) oder Bauwerkteils (1) eingebaut ist oder in die Anbindungskonstruktion des Bauwerks (1) oder Bauwerkteils (1) integriert ist.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fundament (4) oder im Auflager oder in der Anbindungskonstruktion mindestens zwei Stoßdämpfer (9) mit unterschiedlicher Ausrichtung vorgesehen sind.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) mindestens ein Gummielement (7) und/oder Federn (8) umfasst.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) eine Raumfachwerkkonstruktion umfassend Knoten (2) und Stäbe (3) ist oder umfasst, bei der mindestens ein Auflagerknoten (2a) eine Befestigungsplatte (5) aufweist, an der zur Auflagerung oder Anbindung des Bauwerks (1) oder Bauwerkteils (1) das mindestens eine Gummielement (7) und der mindestens eine Stoßdämpfer (9) der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) angeordnet sind.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerk (1) oder Bauwerkteil (1) eine Raumfachwerkkonstruktion umfassend Knoten (2) und Stäbe (3) ist oder umfasst, bei der mindestens ein Stab (3) den Stoßdämpfer (9) der Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (6) umfasst oder durch diesen ersetzt ist.
Bauwerk oder Bauwerkteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der der Stoßdämpfer (9) von einer Feder (8) umgeben ist.