THEMA:

Hey, 

ich habe mal eine Frage an euch in die Runde. 
Und zwar geht es um das Thema Baudynamik, im Allgemeinen um die Eigenwertberechnung. 

Aktuelles Beispiel ist die Berechnung eines Maschinenturmes. 
Auf diesem Turm ist eine Vibrationsrinne mit einer Schwingfrequenz von 16 Hz +- 20%  aufgelagert. 

Nun zum "Problem" 
Wir arbeiten in unserem Büro mit zwei Statik-Programmen. 
Was es interessant macht mit dem Vergleich der berechneten Eigenformen.
Jetzt gibt aber nur das eine Programm zeitgleich zur Eigenform einen jeweiligen effektiven Modelmassenfaktor aus.
(Nun habe ich immer mit dem Programm gearbeitet was diesen Faktor nie ausgegeben hat, hatte ich bei der Tragwerksplanung von Brücken noch nicht benötigt)

Jetzt ist es so das meiner Meinung nach jede errechnete Eigenkreisfrequenz beachtet werden sollte.
Einige Kollegen beziehen sich hierbei aber auf die DIN EN 1998-1 4.3.3.3 (3) und sagen das die Eigenformen mit weniger als 5% der Gesamtmasse nicht beachtet werden müssen.

Dies sehe ich aber als kritisch, da im Hinblick auf die dynamische Beanspruchung von Kehlnähten mit dem Kerbfall von 36 MN/m² nicht gesagt werden kann das diese keine Schäden bekommen, nur weil die effektive Modalmasse unter 5% liegt.

Ich denke ein genaues "so ist es richtig" bzw. " so ist es falsch wird es wahrscheinlich nicht geben. 

Ich bin aber gerne offen für Denkanstöße und Meinungen bzw Erfahrungen 

Danke schon mal 

LG 
Chris
 

Zu den Denk-Anstößen:

@Vergleich Eigenfrequenzen Ermittelt mit verschiedenen Programmen:
Die können durchaus etwas varieren selbst bei augenscheinlich gleicher Eingabe. Wird von einem Programm die Schubsteifigkeit berücksichtigt für die Eigenwert-Ermittlung und wenn ja wie? Wird bei Beton Zustand-II berücksichtigt, wenn ja wie ? ... usw.

@Modale Massen:
Die 5%-Regel kommt aus dem Erdbebeningenieurwesen. Wenn man sich vor Augen führt welche pauschalen Annahmen/Vereinfachungen bzw. statistischen Mittelwertbildungen in die Erdbebennachweise reinfließen ist die 5%-Regel meiner Meinung nach mehr als hinreichend genau.
Es gibt auch ingenieur-mäßige Ansätze bei denen man die fehlenden modalen Massen auf die vorhandenen anteilsmäßig aufteilt, oder welche wo man die gesamte fehlende Massen mit dem Plateuwert beaufschlagt.

@Maschinenturm
Da gibt es ja eine Maschine mit einer mehr oder weniger eindeutigen Erreger-Frequenz. Ist es da nicht eher die Aufgabe eine Frequenzabstimmung der Isolierung zu machen. Oder anders gefragt: Was rechnest du eigentlich mit deinem Programm? Hast du jetzt oben am Turm eine (harmonische) Erregung in allen Richtungen angesetzt, oder willst du nur die Eigenfrequenzen der Unterkonstruktion bestimmen ?
 

Guten Morgen,
erst einmal vielen Dank für die Antwort

also es ist ein reiner Stahlbauturm.
Habe ihn mal im Anhang als Bild gelegt.


Aktuell will ich nur die Eigenfrequenz der Unterkonstruktion bestimmen.
Diese berechne ich mit zusätzlichen Punktmassen an den jeweiligen Ansatzpunkten wo die Vibrationsrinne auf den Turm gesetzt wurde.

Der Hersteller gibt eine Frequenz des Schwingens der Vibrationsrinne von 16 Hz vor
Abweichungen von +-20%.

Also habe ich eine Frequenzband von 12,8 Hz bis 19,2 Hz.

Nun bin ich bei der Modellierung so vorgegangen, dass die Eigenformen der Unterkonstruktion außerhalb dieses Frequenzbandes liegen.
->

Eigenfrequenzen

Nr.     Eigenwert   rel. Tol.     Omega      Eigenfrequenz   Periode
         [1/s²]       [-]        [rad/s]          [Hz]        

---

  1     2,9065e+02  1,4389e-13      17,048         2,713     0,368552
  2     1,0795e+03  7,3488e-14      32,856         5,229     0,191236
  3     1,5755e+03  4,9742e-14      39,692         6,317     0,158298
  4     2,5972e+03  2,5744e-14      50,963         8,111     0,123290
  5     3,8081e+03  9,2087e-15      61,710         9,821     0,101818
  6     1,6180e+04  5,3829e-08     127,201        20,245     0,049396
  7     1,6911e+04  1,9707e-07     130,043        20,697     0,048316
  8     2,0050e+04  7,9022e-05     141,598        22,536     0,044374
  9     2,0416e+04  1,2689e-06     142,883        22,741     0,043974
 10     2,1365e+04  1,8090e-07     146,167        23,263     0,042986

Was hier nun im Rahmen des gewollten wäre.

Vorab hatte ich aber Modelle, bei denen eine oder zwei Eigenformen im Bereich des benannten Frequenzbandes lagen.
Dort gab es dann die Aussage von Kollegen, dass diese Eigenformen als nicht kritisch zu betrachten sind, da dort der Faktor der effektiven modalen Masse unter 5% liegt.

Nun die Frage
Ist dies ingenieurstechnisch richtig diese Annahme aus dem Eurocode für eine einfache Eigenwertberechnung zu nutzen.

 

Also ich glaube du vermischt da was. Vergiss einmal die modalen Massen aus dem ANTWORT-Spektrum (Ich frage mich gerade wie du Brücken gerechnet hast)

Erste EIGEN-Frequenz des Turmes ist 17 Hz (Wahrscheinlich in die Richtung der eingespannten I-Träger) und die liegt genau in dem Bereich der ERREGER-Frequenz (13-19 Hz). Das ist ein Resonanzproblem! Das ist deine Aufgabenstellung, diese musst du lösen. Vergiss fürs erste alle weiteren höheren harmonischen Eigenfrequenzen

schrieb:

Also ich glaube du vermischt da was. Vergiss einmal die modalen Massen aus dem ANTWORT-Spektrum (Ich frage mich gerade wie du Brücken gerechnet hast)

Erste EIGEN-Frequenz des Turmes ist 17 Hz (Wahrscheinlich in die Richtung der eingespannten I-Träger) und die liegt genau in dem Bereich der ERREGER-Frequenz (13-19 Hz). Das ist ein Resonanzproblem! Das ist deine Aufgabenstellung, diese musst du lösen. Vergiss fürs erste alle weiteren höheren harmonischen Eigenfrequenzen

Ohne mich jetzt mit dem Thema genauer zu beschäftigen, aber ist die erste EIGEN-Frequenz nicht 2,7 Hz? Wenn ich in die Überschriften der Tabelle schaue, ist die Eigenfrequenz der vorletzte Wert der Tabelle. Bei dem Wert "17" würde es sich dann um "Omega" handeln. Oder verstehe ich die Tabelle falsch?

schrieb:

... Oder verstehe ich die Tabelle falsch?

Die Einheiten in der Tabelle im Bild sind versetzt dargestellt.
17.048 ist die Winkelgeschwindigkeit in [rad/s], das entspricht 2.723 [Hz]

es