Umsetzung der Problemstellung im Rahmen des Wettbewerbs:
Ausgehend
vom Hochhaus Taipei 101 sollen im Rahmen des diesjährigen
Bauwettbewerbs von den Studierenden Gebäude aus handelsüblichem Papier
konstruiert werden, welche einer Erdbebenbelastung möglichst gut
gewachsen sind. Hierfür darf die Konstruktion durch zustätzliche
Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung erweitert werden. Zunächst soll
das Papiermodell eine entsprechende statische Grundlast tragen.
Anschließend wird die Konstruktion in dynamischen Versuchen getestet.
Hierbei werden Erbeben verschiedener Intensität mit Hilfe einer
stoßartigen Fußpunkterregung simuliert.
Ausgegebenes Baumaterial:
• 50 Bögen Papier (DIN A3, 80 g/m2)
• 2 Tuben Papierkleber
• 1 Grundplatte 400mm × 300mm [unveränderbar]
• 1 Deckplatte 400mm × 300mm zur Aufnahme der Kopfmasse [bis auf 100mm × 100mm beliebig veränderbar]
Vorgaben zur Konstruktion der Papiermodelle:
•
Die Gebäudehöhe (Grundplatte zur obersten Plattform) muß zwischen 1.00m
und 1.20m betragen. Verzierungen mit zusätzlicher Höhe sind zulässig.
•
Die gesamte Grundfläche des Gebäudes darf maximal auf die Größe der
Grundplatte ausgedehnt werden. Oberhalb der Grundfläche darf der
Querschnitt des Gebäudes größer sein.
• Mindestens 4 Stockwerke
(horizontale Ebenen) sind einzubauen. Als oberste Ebene dient die
ausgegebene Deckplatte, welche die Kopfmasse mittig tragen soll.
•
Maximal 30mm über der Grundplatte soll ein größerer Freiraum im Gebäude
vorhanden sein (Verkaufsraum), der es erlaubt, einen Prüfkörper mit den
Abmessungen H × B = 250mm × 200mm hindurchzubewegen.
• Zusätzliche
Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung dürfen vorgenommen werden, sofern
die verwendeten zusätzlichen Bauteile, die nicht aus Papier bestehen,
die Steifigkeit des Gebäudes nicht maßgeblich verändern.
Modelle, die gegen mindestens eine dieser Regeln verstoßen, werden vom Wettbewerb ausgenommen.
Ablauf der Testsequenz:
• statische Belastung:
Das
Gebäude wird einem statischen Belastungstest durch Aufbringen einer
Kopfmasse ms unterzogen. Die Belastung beträgt ein Vielfaches einer
Einzelmasse von 0.5 kg. Die statische Belastung ist auf ms,max = 15 kg
begrenzt. Die aufzubringende Masse wird im Vorfeld von der jeweiligen
Gruppe bestimmt. Ein höhere statische Last wird entsprechend den
Vorgaben der ,,Siegerformel” honoriert.
• Erdbebenbelastung:
Das
Gebäude wird zunächst mit einer Kopfmasse mE = 2.0 kg belastet. Im
anschließenden dynamischen Versuch werden uniaxiale Erbeben mit 2
Intensit¨aten simuliert. Hierfür wird das Gebäude auf einem Schlitten,
welcher mit einem Seil über eine Umlenkrolle mit einer Masse (5.0 kg)
verbunden ist, jeweils um den Weg l1 = 20 cm und dann um den Weg l2 =
40 cm ausgelenkt und gegen eine feste Barriere gefahren. Nach
erfolgreicher Testreihe wird die Kopfmasse mE um jeweils 2.0 kg erhöht.
Im Falle eines Einsturzes wird der Versuch abgebrochen und die letzte
unbeschadet überstandene Simulation gewertet. Die maximale Kopfmasse
ist auf ms,max = 10 kg begrenzt.
Ermittlung der besten Konstruktion (Sieger des Wettbewerbs)
Die
beste Konstruktion – und damit Sieger im diesjährigen Bauwettbewerb –
wird anhand der sogenannten ,,Siegerformel” ermittelt. Hierbei werden
die verschiedenen Kriterien des Gebäudetests berücksichtigt und
gewichtet.
Sieger wird die Konstruktion mit dem größten Wert für S.