Nicht fühlbare Schwingungen

Wenn höchst schwingungsempfindliche Geräte in einem Gebäude genutzt werden sollen, sind bereits nicht fühlbare Schwingungen ein zentrales Thema bei der Tragwerksdimensionierung. Dimensionierungen „normaler“ Gebäude gehen hier fehl – sie basieren hauptsächlich auf Tragfähigkeitsnachweisen. Die Verformungen können teilweise im „cm“-Bereich liegen.

Gebäude für schwingungsempfindliche Geräte müssen zusätzlich auf ihre baudynamische Gebrauchstauglichkeit hin untersucht werden, da die Anforderungen bezogen auf die dynamischen Deformationen (Schwingungsamplituden) oftmals im Sub-Mikrometerbereich liegen und damit millionenfach (1.000.000-fach) strenger.

Lastfälle

Wesentliche Lastfälle, die bei statischer Bemessung keine, aber für die baudynamische Gebrauchstauglichkeit eine wesentliche Rolle spielen, sind:

Baugrundschwingungen (eingeprägte äußere Einwirkung)
Personeninduzierten Schwingungen (innere Einwirkung, z.B: „Gehen“ )
Emissionen aus Geräten (innere Einwirkung, z.B: Haustechnik)

Schwingungsanforderungen und Definition von Schwingungsgrenzwerten

Die Schwingungsanforderungen eines empfindlichen Gerätes resultieren aus seiner angestrebten Herstellungsgenauigkeit bei Produktionstools, seines gewünschten Auflösungsvermögens bei Mikroskopen sowie seinem inneren Schwingverhalten.

Seit mehr als 20 Jahren werden für schwingungsempfindliche Produktionsgeräte so genannten VC-Kurven (Tabelle 1) verwendet. Um den neuesten schwingungsempfindlichen Geräten der Nanotechnologie gerecht zu werden, werden neuerdings zusätzliche Grenzwertdefinitionen verwendet. Es handelt sich, genau wie bei den VC- Kurven, um Terzspektralwerte (Tabelle 2).

VC-Kurven

Tabelle 1: VC-Kurven (Original von BBN, Los Angeles, ca.1980)
Tabelle 2: Nano-Linien für die Erschütterungsgrenzen in der Nanotechnologie