Schwingungsmessung und Festlegung eines Standortes für ein Gravimeter im GeoSN
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title Schwingungsmessung und Festlegung eines Standortes für ein Gravimeter im GeoSN | Vibration measurement and location determination of a gravimeter in the GeoSN Auftraggeber | Client Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement, Niederlassung Dresden Zeitraum | Period 05.2013 – 06.2013 Leiter | Project Manager Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach (Institut für Massivbau, TU Dresden), Bearbeiter | Contributors Dipl.-Ing. (FH) Sabine Wellner, Heiko Wachtel, Dr.-Ing. Torsten Hampel |
Bericht aus dem Jahrbuch 2013
Schwingungsmessung im GeoSN
Auf dem Fußboden applizierter Beschleunigungssensor
Für die Standortbestimmung eines Gravimeters im Staatsbetrieb für Geobasisinformationen in Dresden GeoSN wurde das Otto-Mohr-Laboratorium damit beauftragt, die Beeinflussung durch den vorhandenen Verkehr bzw. durch die innerhalb des Gebäudes eingetragenen Erschütterungen bzw. Schwingungen messtechnisch zu erfassen. Dafür wurden in insgesamt fünf Räumen Schwingungsmessungen durchgeführt.
Im Allgemeinen werden Schwingungen oder Erschütterungen in Gebäuden immer dann weitergeleitet, wenn keine Entkopplung zwischen den einzelnen Bauteilen vorhanden ist. Die Folge können u. a. Schäden am Gebäude sein. Das im GeoSN vorhandene Gravimeter dient zur Kalibrierung von weiteren Gravimetern, so dass dessen Daten herangezogen werden, um festzustellen, wie stark bei anderen Gravimetern die Abweichung zur Solllage ist. Somit sind für die Standortbestimmung eines Gravimeters bereits kleinste Erschütterungen im Zehntelmillimeterbereich von Bedeutung.
Mit statischen Beschleunigungssensoren wurden die über den Fußboden des Raumes übertragenen Erschütterungen in horizontaler sowie vertikaler Richtung über einen Zeitraum von sieben Tagen mit einer Messrate von 200 Hz gemessen. Dafür wurden Feder-Masse-Beschleunigungssensoren mit einem Messbereich von ±3 g verwendet. Insgesamt wurden rund 1,45 Milliarden Werte aufgezeichnet. Je nach Lage des Raumes innerhalb des Gebäudes wurden unterschiedlich starke Schwingungen festgestellt. Durch den anschließenden Vergleich der gemessenen Beschleunigungen in den einzelnen Räumen ist eine Bestimmung des geeignetsten Standorts für das Gravimeter samt Sockel möglich.
Grundsätzlich zeigten die Messungen aber, dass keiner der untersuchten Räume erschütterungsfrei ist, da überall mehr oder weniger große und mehr oder weniger häufige Erschütterungen gemessen wurden. Um eine Entkopplung des Sockels von der Bodenplatte zu erreichen, müsste der Fußboden unter dem Sockel mit einer umlaufenden Fuge durch Sägeschnitte getrennt und mit einem hochdämpfenden Material verschlossen werden. Eine weitere Möglichkeit stellt die Verwendung einer Dämpfungsplattform dar, welche die Schwingungen vom Gravimeter trennt. Damit kann ein Objekt von seiner Umgebung dynamisch entkoppelt und die Übertragung von Erschütterungen und von Körperschall verringert werden. Die Isolierung erfolgt durch den Einbau von elastischen Materialien oder Bauteilen, wie z. B. passive Membranluftfedern, Luftlager oder aktive Schwingungsisolationssysteme.