Tuuliherätteisen rakennevärähtelyn mittaus ja analyysi

Tutkimuksen tavoitteena oli värähtelymittauksin selvittää asuinkerrostalossa tietyissä tuuliolosuhteissa esiintyvän lähes koko asuinkerrostalossa ilmenevän värähtelyongelman taajuus sekä amplitudi. Mittaamalla yhtäjaksoisesti n. 9 tuntia kapasitiivisia kiihtyvyysantureita käyttäen, saatiin tallennettua useita tilanteita, joissa rakenne heräsi värähtelemään puuskan aiheuttaman herätteen johdosta.

Asukkaiden tuntemusten perusteella 3-rappuisessa ja 6-kerroksisessa asuinkerrostalossa esiintyy selvästi aistittavaa värähtelyä kovalla tuulella (>20 m/s). Rakennetta on tutkittu normaaleissa luonnonolosuhteissa useaan kertaan erilaisin mittausperiaattein ja eri mittaajien toimesta. Mittauksilla ei aiemmin ole todettu aistittavaa värähtelyä osin siitä syystä, että mittaukset ovat ajoittuneet vähätuulisille jaksoille ja/tai käytetty anturointi ja/tai mittausjärjestelmä eivät ole olleet tapauksen selvittämisen kannalta sopivia.

Dynator mittasi rakenteesta voimakkaalla tuulella rakennuksen yläkerran lattiatasosta vaakasuuntaista värähtelyä rakennuksen poikittais- ja pituussuuntaan kapasitiivisilla kiihtyvyysantureilla. Noin 9 tuntia kestäneen yhtäjaksoisen värähtelymittauksen perusteella rakennuksessa esiintyi mittauskohdassa (rakennuksen pääty ylin kerros) noin 5 Hz taajuudella voimakasta värähtelyä. Värähtelyn syntymekanismi oli varsin epälineaarinen; ongelmavärähtelyä esiintyi vain muutama kymmenen noin 15 s kestävää jaksoa koko 9 tuntisen mittauksen aikana. Ajallisesti nämä mitatut ongelmakohdat täsmäsivät asukkaiden kirjaamien värähtelyhavaintojen kanssa.

Nykyisten standardien/ohjearvojen perusteella rakennukessa esiintyi 9 tunnin mittausjakson aikana värähtelyä, jonka perusteella on oletettavaa, että rakennuksessa on esiintynyt / tulee esiintymään nykyiset raja-arvot ylittävää värähtelyä.

Tehtävään liittyy toinen tutkimus värähtelyn aiheuttajan (rakenteen / rakenneosan) selvittämiseksi, josta lisää toisessa referenssissä.