Steifigkeit und Eigenfrequenzen im mehrgeschossigen Holzbau

• Published in: Die Bautechnik 2016-11, Vol.93 (11), p.781-794
• Main Authors: Hummel, Johannes, Seim, Werner, Otto, Simone
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Brettsperrholz (BSP); cross laminated timber (CLT); Earthquake; eigenfrequencies; Eigenfrequenz; Erdbeben; Erdbebeneinwirkung; Holzbau; Holzrahmenbau; Holztafelbau; light‐frame; seismic action; Steifigkeit; stiffness; Timber construction
• ISSN: 0932-8351; 1437-0999
• DOI: 10.1002/bate.201500105

Dieser Fachaufsatz befasst sich mit der Fragestellung der Bestimmung der Eigenfrequenz von mehrgeschossigen Konstruktionen aus Holzrahmenelementen und Brettsperrholzelementen im Hinblick auf eine Erdbebenberechnung. Geeignete Methoden für die Eigenfrequenzberechnung für Holzkonstruktionen werden vorgestellt. Im Mittelpunkt steht vor allem die Festlegung der Steifigkeit. Es werden Ansätze für die Ermittlung der Steifigkeit von Wandelementen vorgestellt und mit Steifigkeiten aus Versuchen an Wandelementen verglichen. Im Allgemeinen ergibt sich die Steifigkeit des Wandelements aus unterschiedlichen Verformungsanteilen. Es wird gezeigt, wie sich aus den Verformungsanteilen Steifigkeitskennwerte für eine Berechnung mit einem Ersatzstab ableiten lassen und welchen Einfluss die unterschiedlichen Verformungsanteile auf die Steifigkeit von Mehrmassenschwingern mit zwei, vier, sechs und acht Geschossen haben. Aus den Erkenntnissen einer Parameterstudie werden Empfehlungen zur Bestimmung von Eigenfrequenzen mithilfe eines Ersatzstabmodells gegeben. Stiffness and eigenfrequencies of multi‐storey timber structures This paper deals with the issue of the eigenfrequency of multi‐storey structures of light‐frame and CLT‐elements with respect to seismic design. Appropriate methods for the determination of eigenfrequencies will be provided. The paper focuses on the predefinition of the stiffness. Approaches to determine the frequency of wall elements from different contributions of deformation will be given. The analytical determined flexibilities respectively stiffness will be compared with the stiffness obtained by wall element testing. It will be shown how stiffness parameters for an equivalent cantilever beam model can be derived from the contributions of deformation. Furthermore, the influence of the different flexibilities on the stiffness of the equivalent model with two, four, six and eight storeys will be investigated. From the findings of a parametric study recommendations to the determination of eigenfrequencies will be given.