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Projektbeschrieb
Die Olma Messen St.Gallen plant bzw. realisiert zurzeit die Überdeckung des Ostportals des Rosenbergtunnels auf der A1 Stadtautobahn. Der Landgewinnung ermöglicht den Bau einer neuen Messe- und Eventhalle, wobei die Halle auf eine weitgespannte, brückenartige Tragstruktur zu liegen kommt.
Problemformulierung
Eine zu Musik synchronisiert hüpfende Menschenmenge ist in der Lage enorme Kräfte (dynamische als auch quasi-statische) in die Tragstruktur einzuleiten. Insbesondere wenn eine Resonanzfrequenz der Tragstruktur der Hüpffrequenz oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entspricht. Es gilt abzuklären ob solche Veranstaltungen (Konzerte oder auch grosse Turnveranstaltungen) nicht zu störenden Schwingungen oder sogar zu Tragsicherheits-problemen führen können.
Leistungen Ziegler Consultants
Die geometrisch komplexe Tragstruktur der Überdeckung wurde mit der Methode der Finiten Elemente nummerisch modelliert. Es wurden dynamische Analysen im Zeitbereich durchgeführt. Dabei wurde die hüpfende Menschenmenge mit zahlreichen, über die Bodenfläche verteilten, dynamischen Einzelkräften nachgebildet. Diese werden dem Modell als Anregungskräfte beaufschlagt. Neben der Hüpffrequenz wird der Grad der Synchronisation der Menge variiert und den Einfluss auf die zu erwarten Erschütterungen untersucht. Neben dem komplexen dreidimensionalen Modell wurden parallel Handrechnungen zur Verifikation gemacht. Die Ergebnisse führten dazu, dass in Zusammenarbeit mit den Architekten konzeptionell durch das Einfügen zusätzlicher Tragelemente Ansätze erarbeitet wurden, welche die zu erwartenden Schwingungen auf ein akzeptables Mass reduzierten.