Untersuchung zu dynamischen Einwirkungen auf Vordächer mit Hilfe von Fluid-Struktur-Interaktion

Vordächer sollen Gebäude und Menschen vor Nässe schützen, sollen optisch ansprechend sein und müssen gegenüber Eigenlasten, Wind- und Schneeeinwirkung ausreichende Tragfähigkeit haben. Oftmals können bei entsprechenden Konstruktionen Windeinwirkungen bemessungsrelevant werden. Die bisher gültige Fassung der Norm DIN 1055 Teil 4 [4] enthält nur ansatzweise Hinweise auf die Größenordnung der möglichen Windeinwirkungen. Teilweise werden Windlastgutachten, die auf Windkanalmessungen basieren oder auch Ansätze aus Normen anderer Ländern für die Bemessung verwendet. Abhängig von der Geometrie werden so maximale Winddruckbeiwerte oftmals ingenieurmäßig sehr grob abgeschätzt. Wirtschaftlich können Vordächer allerdings nur mit realistischen Einwirkungen bemessen werden. Nachfolgend wird daher untersucht, ob sich die Windeinwirkung auf Vordächer auch simulationstechnisch sinnvoll erfassen lässt. Weiter soll geprüft werden, inwieweit sich die Simulationsergebnisse mit Versuchen in Einklang bringen lassen. Während letzteres für deformationssteife Konstruktionen im Allgemeinen mit gängigen CFD-Programmen untersucht wird, ist für nachgiebige Konstruktionen die Berücksichtigung von Effekten aus Fluid-Struktur-Interaktion notwendig. In diesem Beitrag wird daher eine prinzipielle Vorgehensweise gerade auch für nachgiebige Strukturen diskutiert.