Was ist ein Moment Frame?
Ein Momentenrahmen ist ein kastenförmiger Rahmen mit speziellen Momentenverbindungen oder -gelenken, die zur Widerstandsfähigkeit gegen Wind- und Erdbebenschäden beitragen. Der Rahmen hilft einem Gebäude, sich nach Bedarf zu biegen, um die Integrität des Gebäudes zu erhalten. Es gibt drei Arten von Momentaufnahmen: normale Momentaufnahmen (OMF), Zwischenmomentaufnahmen (IMF) und spezielle Momentaufnahmen (SMF).
Das Wort "Moment" im Begriff Momentrahmen oder Gelenk bezieht sich auf die Kraft, die ein Gebäude unter Wind- oder Erdbebenbedingungen erfährt. Wenn eine Kraft so auf ein Strukturelement ausgeübt wird, dass sich das Element biegt, spricht man von einem Biegemoment. Ein Gebäude ist zwei Hauptkräften ausgesetzt. Einer ist äußerlich, verursacht durch Winddruck. Dies ist derselbe Druck, der auf eine Person ausgeübt wird, wenn sie in einem starken Wind steht. Die andere ist eine innere Kraft, wie sie von einem Erdbeben herrührt und von Grund auf entsteht. Eine Person erlebt etwas Ähnliches, wenn sie in einem Zug steht, der schnell abfährt und von den Füßen aufwärts geschüttelt wird.
Gebäude sollen sich mit gemäßigtem Moment biegen und in ihren früheren Zustand zurückkehren. Dies nennt man Elastizität. Wie bei einem Gummiband sollte sich das Gebäude nicht dauerhaft verändern, wenn es leicht und vorübergehend gedehnt oder gebogen wird.
Um ein starkes Erdbeben zu überstehen, gilt das gegenteilige Prinzip. Ein ordnungsgemäß errichtetes Gebäude sollte nach einem schweren Erdbeben dauerhaften Schaden nehmen. Der Rahmen sollte sich biegen und Energie absorbieren, ohne zu fallen. Ein unsachgemäß gebauter Rahmen wird unter schwierigen Bedingungen spröde und bricht. Dies war 1994 in Northridge, Kalifornien, der Fall, als ein Erdbeben Gebäude dezimierte und die Umsetzung neuer Konstruktionspraktiken für Momentrahmen antrieb.
Die Bundesanstalt für Katastrophenschutz (FEMA) verfügt über Regelungen zum Schutz von Bauwerken vor erheblichen Schäden. Sie bieten die Standards, die Gebäude in Gebieten mit hoher Erdbebenbelastung einhalten sollen, einschließlich der Konstruktion von Momentenrahmen. Die Rahmensysteme können in drei Haupttypen eingeteilt werden.
Ein gewöhnlicher Momentenrahmen (OMF) wird in Gebieten mit niedrigem Erdbeben verwendet und sollte unter normalen Bedingungen elastisch bleiben. Sie haben nicht die starren Standards, die ein Momentrahmen, der in einer Region mit hoher Erdbebensicherheit verwendet wird, erfüllen muss. Sie sind nicht dazu gedacht, eine Drift zwischen den Stockwerken zu bewältigen, was bedeutet, dass sich die Stockwerke nicht relativ zueinander verschieben sollten.
Ein Intermediate Moment Frame (IWF) wird in Gebieten mit niedrigem bis mittlerem Erdbeben verwendet. Sie sollen nach begrenzter Krafteinwirkung dauerhaften Schäden standhalten. Sie müssen eine moderate Drift zwischen den Geschichten aushalten.
Ein spezieller Momentrahmen (Special Moment Frame, SMF) wird in Gebieten mit mittlerer bis hoher Seismik verwendet. Sie sollen nach hohen Kräften erheblichen bleibenden Schäden standhalten. Sie müssen ein hohes Maß an interstory Drift aufrechterhalten.