Experimentelle Untersuchung des seismischen Verhaltens biegesteifer Stahlrahmen mittels Rütteltischversuchen

G. Balaskas, N. Lenzen, F. Kolisch, B. Hoffmeister, S. Klinkel

Bauingenieur Jahrgang 100 (2025) Heft 01-02

Publikationsdatum: 07.01.2025

doi.org/10.37544/0005-6650-2025-01-02-35

Zusammenfassung In diesem Beitrag werden die Messergebnisse einer Reihe von Rütteltischversuchen an einer zweistöckigen Stahlkonstruktion vorgestellt und dokumentiert. Die Teststruktur wurde auf einem einaxialen Rütteltisch verschiedenen dynamischen Anregungen ausgesetzt, darunter Erdbebenzeitverläufe, Impuls-, Weißes-Rauschen- sowie Linear-Sweep-Anregungen. Die Teststruktur war in Anregungsrichtung durch biegesteife Rahmen ausgesteift. Das Verhalten der Teststruktur wurde mittels verschiedener Sensoren erfasst. Ziel dieser Versuchsreihe ist es, die modalen Eigenschaften der Teststruktur zu identifizieren, das globale Verhalten der Stahlrahmen unter seismischen Einwirkungen zu untersuchen und insbesondere die Beschleunigungsamplifikation über die Gebäudehöhe sowie die Reaktion verschiedener Einmassenschwinger (EMS) aufzuzeichnen. Die EMS bilden nichttragende Einbauten ab, wie sie in der chemischen Industrie und verwandten Industriebereichen vorkommen. Die wesentlichen Ergebnisse umfassen die Etagenspitzenbeschleunigungen, die Etagenantwortspektren und die Spitzenkomponentenbeschleunigungen. Im Zuge dieser Studie wurden Erdbebenzeitverläufe ausgewählt, die keine wesentlichen Schäden am Haupttragwerk verursachen.

Experimental investigation of the seismic response of moment-resisting steel frames using shaking table tests

Abstract This paper presents and documents the measurement results of a series of shake table tests conducted on a two-story steel structure. The test structure was subjected to various dynamic excitations using a uniaxial shake table, including earthquake time histories, impulse, white noise, and linear sweep excitations. Moment-resisting steel frames provided the global stability of the test structure in the direction of excitation. The behavior of the structure was recorded using various sensors. The objective of this test series was to identify the modal properties of the test structure, investigate the global behavior of the steel frames under seismic excitation, and particularly to record the acceleration amplification across the building height as well as the response of various single-degree-of-freedom oscillators (SDOFs). The SDOFs represent non-structural components typical for chemical or related industries, located on different floors. Key results include peak floor accelerations, floor response spectra, and maximum component accelerations. Earthquake records were appropriately selected to ensure an almost elastic response of the primary steel structure.