Hochhaustragwerke mit gezielter Dämpfung

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Die vorliegende Arbeit behandelt die passive Verformungskontrolle von Hochhaustragwerken unter starker Erdbebeneinwirkung durch gezielte Anordnung von Dämpfungsanlagen. Zu Beginn wird der aktuelle Stand der Technik sowie die Grundprinzipien erläutert. Ein innovatives Tragwerkskonzept, das auf der dualen Wirkung seiner Tragglieder basiert, wird vorgestellt. Dieses System umfasst einen geschlossenen Zugdiagonalenverband mit angeschlossenem Hysteresedämpfer. Dadurch können Fachwerksysteme und ausgestellte Rahmensysteme entwickelt werden, die auf die Einwirkung starker Erdbeben abgestimmt sind. Es werden Vorschläge zur konstruktiven Gestaltung und Anordnung des Mechanismus in drei Grundsystemen (Fachwerk, 2-Gelenkrahmen mit biegesteifen Rahmenknoten, eingespannter Rahmen) gemacht. Die Kontrolle der Verformungen im dualen Tragsystem wird analysiert. Das dynamische Verhalten der Tragwerke wird unter realen Erdbebenzeitverläufen (El-Centro, Kalifornien; Ägion, Kalamata, Griechenland) untersucht. Die Systeme werden als Ein- und Zweimassenschwinger mit gleichmäßig und ungleichmäßig verteilter Dämpfung rechnerisch modelliert. Geeignete Steifigkeitsverhältnisse der Tragwerke, der Aussteifung und des Hysteresedämpfers werden ausgewählt, um das dynamische Verhalten der komplexen Systeme zu optimieren. Abschließend werden konstruktive Aspekte der Integration der Systeme hinsichtlich unerwünschter Interaktionseffekte mit nicht tragenden Baut