The present work deals with practical procedures to represent loading and dynamic response of tall structures due to turbulent wind exposure on the basis of theory, standards, wind tun- nel experiments and numerics. Stiffness and mass distributions of buildings are influencing the eigenshapes significantly leading to the necessity of defining dynamic systems properly. On the one side wind loading in wind tunnel experiments and numerical simulations is explicitly re- solved in time. Traditional methods and formulations in standards benefit from a description in frequency domain. Structural modeling is executed in a finite element environment and depicts eigenbehavior and damping studies followed by the application of assurance criteria that proves agreement between different systems. A hands-on project performed in a wind tunnel facility serves a check whether wind statistics as well as ex- and internal forces in a aeroelastic mock-up can be recreated nu- merically. Addressing the difficulties in keeping similarity laws between wind tunnel and real scale leads to two equivalent treatments at both measures in order to disclose the impact on results when violating dynamic requirements. Next to the wind tunnel testing, loading is either determined on the basis of European standards or created numerically. Finally, the structural models are on the one hand subjected to a quasi-static loading according to the standards. On the other hand the structures are imposed by wind loading described through a finite element based computational fluid dynamics analysis using the numerically described turbulent wind. Comparisons between the assessed methods show that the numerical ansatz approximately equals the wind tunnel experiments. By trend a slight overestimation is observed meaning that numer- ical analysis in this example can offer a treatment on the safe side. Nevertheless, the European standards yielded to wrong results especially in the lateral direction and the application pre- sented an unclear and error-prone arrangement of physical and empirical formulae. Regarding similarity laws some further studies remain as an outlook.     «

The present work deals with practical procedures to represent loading and dynamic response of tall structures due to turbulent wind exposure on the basis of theory, standards, wind tun- nel experiments and numerics. Stiffness and mass distributions of buildings are influencing the eigenshapes significantly leading to the necessity of defining dynamic systems properly. On the one side wind loading in wind tunnel experiments and numerical simulations is explicitly re- solved in time. Traditio...     »

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit praktischen Verfahren zur Modellierung der Be- lastung und des dynamischen Verhaltens von hohen Bauwerken, die turbulentem Wind aus- gesetzt sind, auf der Grundlage von Theorie, Normen, Windkanalversuchen und Numerik. Steifigkeits- und Massenverteilung von Gebäuden beeinflussen die Eigenformen erheblich, was zur Notwendigkeit führt, dass dynamische Systeme akkurat definiert werden. Auf der einen Seite wird die Windlast in Windkanalexperimenten und numerischen Simulationen explizit im Zeitbereich beschrieben. Traditionelle Methoden und Formulierungen in Normen profitieren von einer Lösung im Frequenzbereich. Die Strukturmodellierung wird in einer Finite-Elemente-Umgebung durchgeführt und mithilfe von Eigenverhaltens- und Dämpfungsstudien für verschiedene Systeme validiert. Darauffolgend werden Kriterien angewandt, die die Übereinstimmung zwischen den Modellen belegen. Ein praxisnahes Projekt in einer Windkanalanlage dient der Überprüfung, ob sowohl die Natur des Windes, als auch ex- und interne Kräfte des aeroelastischen Modells durch alternative An- sätze nachgebildet werden können. Die Auseinandersetzung mit den Schwierigkeiten bei der Einhaltung der Ähnlichkeitsgesetze zwischen Windkanal und realem Maßstab führt zu zwei gle- ichwertigen Betrachtungen der Maßnahmen, um die Auswirkungen auf die Ergebnisse infolge Verletzung jener Gesetze aufzudecken. Neben dem Windkanal wird die Belastung entweder auf der Grundlage europäischer Normen bestimmt oder numerisch erzeugt. Schließlich werden die Strukturmodelle einerseits einer quasistatischen Belastung nach den Normen unterzogen. An- dererseits werden die Strukturen durch eine Finite-Elemente-basierte numerische Strömungssim- ulation mit dem numerisch beschriebenen turbulenten Wind auferlegt. Vergleiche zwischen den untersuchten Methoden zeigen, dass der numerische Ansatz zumind- est ungefähr den Windkanalversuchen entspricht. Tendenziell wird eine leichte Überschätzung beobachtet, was bedeutet, dass die numerische Analyse in diesem Beispiel eine Behandlung auf der sicheren Seite bieten kann. Dennoch führten die europäischen Normen vor allem in Querrich- tung zu falschen Ergebnissen und die Anwendung zeigte eine undurchsichtige und fehleranfällige Anordnung von theoretischen und empirischen Formeln. In Bezug auf Ähnlichkeitsgesetze werden einige weitere Studien als Ausblick genannt.     «

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit praktischen Verfahren zur Modellierung der Be- lastung und des dynamischen Verhaltens von hohen Bauwerken, die turbulentem Wind aus- gesetzt sind, auf der Grundlage von Theorie, Normen, Windkanalversuchen und Numerik. Steifigkeits- und Massenverteilung von Gebäuden beeinflussen die Eigenformen erheblich, was zur Notwendigkeit führt, dass dynamische Systeme akkurat definiert werden. Auf der einen Seite wird die Windlast in Windkanalexperimenten und...     »