Dynamische Auslegung von Maschinenfundamenten ohne Abfederung: Fid-Bau Portal

Dynamische Auslegung von Maschinenfundamenten ohne Abfederung

Stummeyer, H.J.

Wenn hoch dynamisch belastete Maschinenfundamente ohne Abfederung direkt auf dem Baugrund gegründet werden müssen, muss auch die Höhe der entstehenden Amplitude im Resonanzfall berücksichtigt werden. Anhand von vier Beispielen wird gezeigt, welche Besonderheiten solche flachgegründeten Maschinenfundamente aufweisen können und wie dennoch eine ausreichende Laufruhe gewährleistet werden kann. Die zwingend erforderliche dynamische Untersuchung der Maschinenfundamente beinhaltet zum einen die dynamische Stabilität und Dauerfestigkeit und zum anderen das Betriebsverhalten hinsichtlich der Schwingungsentwicklung mit ihren Auswirkungen auf die benachbarte Umgebung und die dort befindliche Menschen. Die Beurteilungskriterien werden entsprechend der Aufgabenstellung aus den jeweiligen Regelwerken entnommen und als Prognose hochgerechnet, wobei einzelne Kriterien aufgrund von Erfahrungswerten vereinfacht werden dürfen. Das erste Beispiel zeigt die Dimensionierung der 40 m x 6 m x 2 m großen Flachgründung eines Turbo-Generator-Aggregates in einem Heizkraftwerk mit Hilfe eines 3D-Finite-Elemente-Modells. Hier führte die Berechnung zu einer beidseitigen Verbreiterung des Fundamentes um je einen Meter. Das zweite Beispiel illustriert die Pfahlgründung eines entsprechenden Turbo-Generator-Aggregates mit 57 Pfählen zu je 80 cm Durchmesserund neun Metern Länge, bei der eine höhere Nachgiebigkeit in horizontaler Richtung mit entsprechend höheren, aber noch zulässigen Schwingungsamplituden besteht. Im dritten Beispiel wird das dynamische Verhalten eines 20-Tonnen-Blockfundamentes für eine Kesselspeisepumpe im Resonanzfall analysiert. Das vierte Beispiel beschreibt ein Tischfundament für einen Kolbenverdichter in Flachgründung mit überwiegend horizontalen und Drehmomentkräften. Hier war zur Einhaltung der Schwingungsgrenzwerte eine starke Verdichtung des Baugrundes erforderlich, wobei der mittige Einbau eines weichen Streifens das seitliche Freischwingen der Fundamentplatte verhindert. Zusammenfassend wird festgestellt, dass die korrekte Annahme der Dämpfungsgrade sehr wichtig ist, entsprechende Literaturvorgaben aber sehr voneinander abweichen. Eine ausreichende Modellgröße und die Berücksichtigung des elastische Verhaltens der Konstruktion sind für eine erfolgreiche Modellierung notwendig. Statische Ersatzlasten, Lastkombination sowie Berechnung und Modellierung sind in der DIN 4024 behandelt.