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Projektbeschrieb
Der Kirchturm der katholischen Kirche in St. Moritz wird durch das Läuten der Glocken zu starken Schwingungen angeregt. Es wird befürchtet, dass dadurch ernsthafte Schäden im Tragwerk entstehen können, weshalb schwingungsreduzierende Massnahmen bei den Glocken oder am Tragwerk umgesetzt werden sollen.
Problemformulierung
Die schwingenden Glocken verursachen horizontale Kräfte, was zu entsprechenden Deformationen und Beanspruchungen des Turms führt. Erfolgt die Anregung im Bereich der Eigenfrequenz des Turms, was bei schlanken Kirchtürmen häufig der Fall ist, kommt es wegen des Resonanzphänomens zu einer zusätzlichen Vergrösserung dieser Deformationen. Es stellt sich somit die Frage, wie gross die Deformationen sind, ob ein Resonanzphänomen vorliegt und welche Glocke den Turm am stärksten beansprucht. Aufgrund von diesen Erkenntnissen sollen schwingungsreduzierende Massnahmen abgeleitet werden.
Leistungen Ziegler Consultants
Die Eigenfrequenz des Glockenturms und die auftretenden Schwingungsamplituden während des Läutens der einzelnen Glocken und aller Glocken zusammen wurden mit Hilfe von Messungen bestimmt. Damit konnte festgestellt werden, welche Glocke den Turm wie stark zum Schwingen bringt. Mit dem Einbau eines gekröpften Jochs bei der massgebenden Glocke wurden die wirkenden horizontalen Kräfte reduziert und mit dem Anpassen der Schlagzahl der Glocke das Resonanzphänomen entschärft. Bei der Nachmessung konnte eine Reduktion der Schwingungsamplituden um einen Faktor 3 festgestellt werden. Zudem konnte aufgezeigt werden, dass weitere, z.T. kostenintensive Massnahmen keine wesentliche Verbesserung mehr bewirken würden.