An der HBC Hochschule Biberach (HBC) wird an einem Deckensystem aus Holz geforscht, das trotz großer Spannweiten leicht, aber schwingungsarm sein soll. Dabei setzt das Forschungsteam auf Schwingungsdämpfer.
HBC-Professorin Dr.-Ing. Patricia Hamm und ihr Team befassen sich mit dem Schwingungsverhalten. Dabei ist es gelungen, das Schwingungsverhalten von Holzdecken mit weiten Spannweiten zu analysieren. Denn bei weit gespannten Decken kommt es zu Vibrationen, die zwar nicht hörbar, aber fühlbar und in dem Fall störend sein können.
Wirkt man mit großen Querschnitten dagegen, entstehen hohe Kosten und die Bauweise wird unwirtschaftlich. Seit zweieinhalb Jahren geht das Team deshalb der Frage nach, wie solche Holzdecken optimiert werden können. Zielsetzung ist eine standardisierte und schwingungsminimierende Auslegungssystematik für Holzdecken mit Unterzügen und großen Spannweiten, die vor allem für größere Bauwerke wie Schul-, Verwaltungs- oder Bürogebäude geeignet ist. An einem Deckenfeld von fast 150 Quadratmetern führte das Team mit den wissenschaftlichen Mitarbeitern Johannes Ruf und Valentin Knöpfle fast 2.500 Messungen durch.
Schwingungsdämpfer sollen die Schwingungen reduzieren
„Wir haben seit Januar 2021 intensiv an dem Projekt gearbeitet und nach unserem Kenntnisstand ist der Versuchsaufbau in dieser Dimension einmalig“, so Hamm, die in der Fakultät Bauingenieurwesen und Projektmanagement der Hochschule Biberach Holzbau lehrt. Getestet wurden unterschiedliche Aufbauten und Geometrien. Sowohl Stahl- als Holzunterzüge kamen dabei zum Einsatz, ebenso variierte die Größe der Deckenfläche. Weil zunächst kein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt werden konnte, entwickelten Prof. Hamm und ihr Team Schwingungsdämpfer, welche die Schwingungen reduzieren sollen. Hierzu sind weitere Untersuchungen erforderlich, um eine spürbare Verbesserung der Schwingungen als auch eine deutliche Materialeinsparung erreichen zu können.
Die Studierenden der HBC profitieren schon jetzt von den Ergebnissen des Forschungsprojektes. So wurden etliche Exkursionen zum Prüfstand unternommen, der außerhalb der HBC bei einem regionalen Industriepartner aufgebaut war, zahlreiche Studien- und Abschlussarbeiten sind unter der Betreuung von Patricia Hamm zum Thema entstanden. Aktuell entsteht ein Lehrvideo, das die Vorlesungen künftig ergänzt. Darin wird der Versuch im Schnelldurchlauf abgebildet, so dass die Studierenden eine konkretere Vorstellung davon erhalten, wie die Schwingungen einer Decke gemessen und bewertet werden können, auch wenn sie den Prüfstand nicht selbst in Augenschein nehmen.
Folgeprojekte geplant
Mit ihrem Team ist Prof. Hamm bereits in der Vorbereitung für ein Folgeprojekte, mit dem das Schwingungsverhalten von Holzdecken weiter optimiert werden soll. Auch zahlreiche Anfragen aus der Bauwirtschaft haben das Forschungsteam bereits erreicht: „Viele Unternehmen und Firmen bieten ihre Unterstützung für weitere Untersuchungen an, denn sie haben selbst großen Bedarf und starkes Interesse an der Optimierung weitgespannter Holzdecken“, so die Professorin. Der Prüfstand wurde zum Teil eingelagert – wird der Folgeantrag bewilligt, erfolgt der Wiederaufbau für weitere Testungen. Weitere Informationen >>>