Windkanaluntersuchungen für rechnerische Nachweise über die Normung hinaus am Beispiel von Glockenturmschwingungen

Aus der Literatur und zahlreichen Windkanalversuchen ist bekannt, dass nicht nur für Hochhäuser, sondern auch für Kirchtürme die Ansätze der gängigen Windlastnormen die anzusetzenden Windlasten deutlich überschätzen. Dabei wird normgemäß von konstanten Druckverhältnissen auf der Luv‐ und Lee‐Seite ausgegangen, was im Vergleich zur realen Verteilung der Drücke um den Turm dazu führt, dass die resultierenden Kraftbeiwerte deutlich zu hoch ermittelt werden. Für Luxemburg zum Beispiel ergibt sich die zusätzliche Schwierigkeit, dass keine eigene Windlastnorm vorliegt und die Arbeiten an einem nationalen Anhang zum Eurocode 1 Teil 4 [1] gerade erst begonnen haben. In diesem Artikel wird daher erläutert, wie die für die Windlastberechnung maßgebenden Eingangsdaten durch statistische Auswertungen von Wetterdaten und Windkanalmessungen für den Einzelfall präzisiert werden können. Damit ist es möglich, vorhandene Reserven für den Standsicherheitsnachweis zu nutzen. Dieses Vorgehen wird anhand eines Projektbeispiels demonstriert. Wind tunnel investigations for calculational proofs beyond standardization using the example of bell tower vibrations. From the literature and numerous wind tunnel experiments it is known that not only for high rise buildings, but also for church towers the approaches of the established codes overestimate considerably the resulting wind loads. According to the codes constant pressure distributions on the windward and the leeward side are assumed which lead in comparison to the real distribution of the pressures around the tower to significantly too large wind force coefficients. For Luxembourg for example the additional difficulty arises that no national code for wind loads exists and that the work on a national appendix for the Eurocode 1 part 4 [1] has only just begun. In this article it is therefore explained how the relevant input data for the calculation of the wind loads can be determined more precisely by statistical analyses and wind tunnel measurements for the individual case. With this approach it is possible to make use of existing resources for the proof of the structural safety. A case study illustrates this procedure.