Jedes Gebäude weißt eine Gebäudeschwingung auf. Sie ist eine normale Größe, die aber von den Architekten beziehungsweise Bauingenieuren Beachtung finden sollte. Nachstehend soll zunächst definiert werden, was sie genau ist, sie fördert beziehungsweise welche Maßnahmen vor einer zu starken Schwingung schützt.
Gebäudeschwingungen – eine Definition
Gebäudeschwingungen sind meistens kleine Bewegungen am Gebäude, die oftmals für das bloße Auge nicht zu sehen sind. Sie sind allerdings mittels Gebäudeschwingungsmessung zu erfassen. Geräte, die die Messungen durchführen, sind beispielsweise Triaxial-Schwingungswächter. Sie können auch fest installiert sein und je nach Gefahreneinschätzung eine Alarmmeldung auslösen. Gebäudeschwingungen kommen durch Windeinwirkungen oder Erschütterungen im Boden vor. Sie sind im normalen Bereich auch einkalkuliert und werden bewusst zugelassen. Dennoch müssen gerade hohe Gebäude in Erdbebengebieten vor zu starken Schwingungen geschützt werden. Darauf geht der nächste Abschnitt ein.
Gegenwirkungen und Schutzmaßnahmen
Gerade Wolkenkratzer sind großen Einflüssen wie Wind ausgesetzt. Aber auch ein Erdbeben kann gefährlich sein und somit sehr starke Gebäudeschwingungen auslösen. Damit sie aber eben keine Bedrohung sein werden, indem sie Risse erzeugen oder ein kompletter Einsturz droht, gibt es die installierten Schwingungstilger. Sie werden zuweilen auch als Tilgerpendel betitelt und lediglich in einem Gebäudeobjekt eingebaut. Das derzeit weltgrößte Tilgerpendel befindet sich im Gebäude des Taipei 101.
Tipp: Verwenden sie zum Messen immer Messausrüstung nach DIN4150-2
Jedes Pendel soll schließlich dafür sorgen, dass die Schwingungsbewegung auf ein Minimum reduziert wird. Im Prinzip funktioniert es wie ein Masse-Feder-System, welches durch eine Tilgermasse und einer eigenen Tilgerfeder gebildet wird. Das System hat eine Eigenfrequenz, die auf die Schwingung der jeweiligen Gebäude eingestellt wird und dadurch ein Gegenpol zu dieser Schwingung einnimmt. Es findet dadurch eine Dämpfung statt. Der weitere wichtige Effekt ist neben der Sicherheit, dass der Komfort innerhalb des Gebäudes für die Bewohner oder Nutzer wesentlich erhöht wird.
Gebäude und Bauten im besonderen Fokus der Gebäudeschwingungen
Neben den angesprochenen hohen Gebäuden wie Wolkenkratzer gehören auch weitere Bauten dazu, die hohe Schwingungen aufweisen können. Diese sind beispielsweise Fußgänger- und Autobahnbrücken (Brückenpylonen), Stahlschornsteine sowie weit gespannte (Stahl-)Treppen. Beim Berliner Fernsehturm ist so zum Beispiel in der Turmspitze ein aufgehängtes 1,5-t-Tilgerpendel zu finden. Maschinen weisen je nach Typ hingegen ebenfalls Schwingungen auf und nutzen Tilgerpendel.
Hierbei geht es allerdings vorwiegend um die Lärmverringerung und Reduzierung der Eigenvibration, die die Maschine ansonsten auf die Umgebung innerhalb einer Fabrik bewirken würde. Das könnte sie im Extremfall aus ihren Verankerungen im Boden lösen und Schaden verursachen. Kleine Maschinen, die nur eine kleine Vibration und kein Tilgerpendel haben, werden lediglich mit chemischen Mitteln im Boden fest verankert. Das reicht in der Regel, damit sie trotz kleinen Schwingungen ein Leben lang fest sitzen bleibt.