Was ist ein Momentframe?

Ein Momentenrahmen ist ein kastenförmiger Rahmen mit speziellen Momentenverbindungen oder Gelenken, die beim Widerstand gegen Wind- und Erdbebenschäden helfen. Der Rahmen hilft einem Gebäude, sich nach Bedarf zu biegen, um die Integrität des Gebäudes zu erhalten. Es gibt drei Arten von Moment-Frames: gewöhnliche Moment-Frames (OMF), Intermediate Moment-Frames (IMF) und spezielle Moment-Frames (SMF).

Das Wort „Moment“ im Begriff Momentenrahmen oder Gelenk bezieht sich auf die Kraft, die ein Gebäude bei Wind- oder Erdbebenbedingungen erfährt. Wenn eine Kraft so auf ein Bauteil ausgeübt wird, dass sich das Element verbiegt, wird dies als Biegemoment bezeichnet. Ein Gebäude ist zwei Hauptarten von Kräften ausgesetzt. Einer ist außen, verursacht durch Winddruck. Dies ist der gleiche Druck, der auf eine Person ausgeübt wird, wenn sie in einem starken Wind steht. Das andere ist eine innere Kraft, die wie bei einem Erdbeben von Grund auf kommt. Ähnliches erlebt ein Mensch, wenn er in einem schnell abfahrenden Zug steht und von den Füßen aufwärts durchgeschüttelt wird.

Gebäude sollen sich mit mäßigem Moment biegen und in ihren früheren Zustand zurückkehren. Dies nennt man Elastizität. Genau wie ein Gummiband sollte das Gebäude keine dauerhafte Veränderung durch leichtes und vorübergehendes Dehnen oder Biegen erfahren.
Um ein starkes Erdbeben zu überleben, gilt das umgekehrte Prinzip. Ein ordnungsgemäß errichtetes Gebäude sollte nach einem schweren Erdbeben dauerhafte Schäden aufweisen. Der Rahmen sollte sich biegen und Energie absorbieren, ohne zu fallen. Ein falsch gebauter Rahmen wird unter schwierigen Bedingungen spröde und bricht. Dies war 1994 in Northridge, Kalifornien, der Fall, als ein Erdbeben Gebäude dezimierte und die Einführung neuer Verfahren für den Momentrahmenbau anregte.

Die Federal Emergency Management Agency (FEMA) verfügt über Vorschriften, um Bauwerke vor erheblichen Schäden zu schützen. Sie bieten die Standards, die Gebäude in stark erdbebengefährdeten Gebieten einhalten sollen, einschließlich der Konstruktion von Momentenrahmen. Die Rahmensysteme können in drei Haupttypen eingeteilt werden.

Ein gewöhnlicher Momentenrahmen (OMF) wird in erdbebenarmen Gebieten verwendet und soll unter normalen Bedingungen elastisch bleiben. Sie verfügen nicht über die starren Standards, die ein Momentenrahmen, der in einem stark seismischen Bereich verwendet wird, haben muss. Sie sollen keine Drift zwischen den Stockwerken verarbeiten, was bedeutet, dass sich die Stockwerke nicht relativ zueinander verschieben sollten.

Ein Intermediate Moment Frame (IMF) wird in niedrigen bis mittleren seismischen Gebieten verwendet. Sie sollen einigen dauerhaften Schäden nach begrenzter Kraft standhalten. Sie sind erforderlich, um eine moderate Drift zwischen den Stockwerken aufrechtzuerhalten.
In mittleren bis hohen seismischen Bereichen wird ein spezieller Momentenrahmen (SMF) verwendet. Sie sollen erheblichen dauerhaften Schäden durch hohe Kräfte widerstehen. Sie müssen ein hohes Maß an Interstory-Drift aushalten.