Bauwerke und Erdbeben: Grundlagen - Anwendung - Beispiele
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg + Teubner
2011
|
| Ausgabe: | 3., aktualis. u. erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Praxis
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XVIII, 718 S. Ill., zahlr. graph. Darst. 1 CD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783834807793 |
Internformat
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IMAGE 1
IX
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT ZUR ERWEITERTEN DRITTEN AUFLAGE V
1 BAUDYNAMISCHE GRUNDLAGEN 1
1.1 BEWEGUNGSDIFFERENTIALGLEICHUNGEN, D'ALEMBERTSCHES PRINZIP 1
1.2 ZEITABHAENGIGE VORGAENGE UND PROZESSE 6
1.3 DER EINMASSENSCHWINGER 10
1.3.1 DER EINMASSENSCHWINGER IM ZEITBEREICH '. 10
1.3.2 DER EINMASSENSCHWINGER IM FREQUENZBEREICH 16
1.3.3 DER EINMASSENSCHWINGER MIT NICHTLINEARER RUECKSTELLKRAFT 19
1.3.4 LINEARE ANTWORTSPEKTREN VON BESCHLEUNIGUNGSZEITVERLAEUFEN 23
1.3.5 NICHTLINEARE (INELASTISCHE) ANTWORTSPEKTREN 26
1.3.6 SPEKTRUMKOMPATIBLE BESCHLEUNIGUNGSZEITVERLAEUFE 27
1.4 STABTRAGWERKE ALS DISKRETE MEHRMASSENSCHWINGER 31
1.4.1 STATISCHE BEANSPRUCHUNG 31
1.4.2 DIFFERENTIALGLEICHUNGSSYSTEM DES DISKRETEN MEHRMASSENSCHWINGERS 36
1.4.3 WESENTLICHE FREIHEITSGRADE, STATISCHE KONDENSATION,
EIGENWERTPROBLEM 37 1.4.4 MODALE ANALYSE 41
1.4.5 VISKOSER DAEMPFUNGSANSATZ 45
1.4.6 DIREKTE INTEGRATION 46
1.4.7 BERECHNUNG DER SCHNITTKRAEFTE EBENER RAHMEN AUS DEN VERFORMUNGEN 48
2 SEISMOLOGISCHE GRUNDLAGEN 53
2.1 WELLENAUSBREITUNG 53
2.1.1 BEWEGUNGSGLEICHUNG 54
2.1.2 LOESUNG DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 56
2.1.3 ELASTISCHE KONSTANTEN 57
2.1.4 RAUMWELLEN 58
2.1.5 RAUMWELLEN IN GESCHICHTETEN MEDIEN 61
2.1.5.1 FERMATSCHES PRINZIP UND SNELLIUSSCHES GESETZ 61
2.1.5.2 LAUFZEIT UND LAUFWEG EINES STRAHLS 63
2.1.5.3 KRITISCHE REFRAKTION 64
2.1.5.4 LAUFZEITKURVEN 64
2.1.5.5 AUFTEILUNG DER SEISMISCHEN ENERGIE AN GRENZFLAECHEN 67
2.1.6 OBERFLAECHENWELLEN 70
2.1.6.1 RAYLEIGH-WELLE 71
2.1.6.2 LOVE-WELLE 75
2.1.7 DAEMPFUNG 79
2.2 DIE STRUKTUR VON SEISMOGRAMMEN 80
2.2.1 STRONG-MOTION-SEISMOGRAMM 81
2.2.2 SEISMOGRAMM EINES LOKALBEBENS 82
2.2.3 SEISMOGRAMM EINES FERNBEBENS 84
2.2.4 PARAMETER ZUR BESCHREIBUNG DER BEWEGUNG 85
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/991746252
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
X INHALTSVERZEICHNIS
2.2.4.1 ZEITBEREICHSGROESSEN 85
2.2.4.2 DAUER DER BODENBEWEGUNG 87
2.2.4.3 FREQUENZBEREICHSGROESSEN 88
2.2.4.4 BEISPIEL 89
2.3 EINFLUSS DES LOKALEN UNTERGRUNDES 92
2.3.1 VERSTAERKUNGSFUNKTION EINES SCHICHTPAKETES 93
2.3.1.1 HOMOGENE SEDIMENTSCHICHT AUF STEIFER FESTGESTEINSSCHICHT OHNE
DAEMPFUNG 94 2.3.1.2 HOMOGENE SEDIMENTSCHICHT MIT DAEMPFUNG AUF STEIFER
FESTGESTEINSSCHICHT 96 2.3.1.3 HOMOGENE SEDIMENTSCHICHT MIT DAEMPFUNG AUF
ELASTISCHER FESTGESTEINSSCHICHT 97 2.3.1.4 SEDIMENTSCHICHTPAKET MIT
DAEMPFUNG AUF ELASTISCHER FESTGESTEINSSCHICHT 99 2.3.2 BEISPIELE VON
STANDORTEFFEKTEN 100
2.3.3 NICHTLINEARES MATERIALVERHALTEN 104
2.3.3.1 DYNAMISCHE SETZUNG 104
2.3.3.2 BODENVERFLUESSIGUNG 104
2.3.4 EINFLUSS DER DREIDIMENSIONALEN STRUKTUR DES UNTERGRUNDES 106
2.4 ERMITTLUNG INGENIEURSEISMOLOGISCHER STANDORTPARAMETER 107
2.4.1 WELLENGESCHWINDIGKEITEN 107
2.4.1.1 REFRAKTIONSSEISMIK 107
2.4.1.2 REFLEXIONSSEISMIK 109
2.4.1.3 SPEKTRALE ANALYSE VON OBERFLAECHENWELLEN 109
2.4.1.4 BOHRLOCHMESSUNGEN 109
2.4.2 ERMITTLUNG DER MATERIALDAEMPFUNG 111
2.4.3 DICHTE 111
2.4.4 PASSIVE MESSUNGEN 111
2.4.5 H/V METHODE 111
2.5 DER SEISMISCHE HERDPROZESS 113
2.5.1 SCHERVERSCHIEBUNG 114
2.5.2 PUNKTQUELLENAPPROXIMATION UND AEQUIVALENTE KRAEFTE 115
2.5.3 MOMENTENTENSOR 122
2.5.4 DER AUSGEDEHNTE SEISMISCHE HERD 124
2.5.5 DAS HERDSPEKTRUM 128
2.5.6 SPANNUNGSABFALL 130
2.5.7 ABSCHAETZUNG MAXIMALER BODENBEWEGUNGEN 130
2.6 INGENIEURSEISMOLOGISCHE PARAMETER 131
2.6.1 ERDBEBENSTAERKE 131
2.6.1.1 MAGNITUDE 131
2.6.1.2 SEISMISCHE ENERGIE 133
2.6.1.3 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN MOMENT UND MAGNITUDE 136
2.6.1.4 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN MOMENTMAGNITUDE UND HERDDIMENSION 136 2.6.2
STANDORTBEZOGENE PARAMETER 137
2.6.2.1 MAKROSEISMISCHE INTENSITAET 137
2.6.2.2 DIE EUROPAEISCHE MAKROSEISMISCHE SKALA 138
2.6.2.3 MAKROSEISMISCHE BEGRIFFE UND AUSWERTEVERFAHREN 142
2.6.2.4 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN INTENSITAET UND BESCHLEUNIGUNG 145
2.6.2.5 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN MAGNITUDE UND BESCHLEUNIGUNG 146
2.7 ERDBEBENSTATISTIK UND ERDBEBENGEFAEHRDUNG 149
2.7.1 REZENTE, HISTORISCHE UND PALAEOERDBEBEN 150
2.7.2 ARCHAEOSEISMOLOGIE 151
2.7.3 CHARAKTERISIERUNG DER SEISMISCHEN QUELLEN 154
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XI
2.7.3.1 RAEUMLICHE BEBENVERTEILUNG 154
2.7.3.2 ZEITLICHE BEBENVERTEILUNG 156
2.7.4 DETERMINISTISCHE VERFAHREN DER GEFAHRDUNGSANALYSE 156
2.7.5 PROBABILISTISCHE VERFAHREN 158
2.7.6 ERDBEBENGEFAEHRDUNGSKARTEN 162
2.8 SEISMOLOGISCHE PRAXIS 163
2.8.1 MESSTECHNIK 163
2.8.1.1 SEISMOMETER 163
2.8.1.2 MESSSTATION 168
2.8.2 LOKALISIERUNG 172
2.8.3 BESTIMMUNG DER MAGNITUDE 174
2.9 BEISPIELE TYPISCHER ERDBEBENSCHAEDEN 175
3 SEISMISCHE BEANSPRUCHUNG VON KONSTRUKTIONEN 189
3.1 RECHENVERFAHREN 189
3.1.1 MODALANALYTISCHES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN 190
3.1.2 VERFAHREN MIT STATISCHEN ERSATZLASTEN 196
3.1.3 DIREKTE INTEGRATIONSVERFAHREN 196
3.1.4 NICHTLINEARE VERFAHREN 201
3.1.4.1 INELASTISCHE STATISCHE UNTERSUCHUNGEN (*PUSHOVER-ANALYSIS") 212
3.1.4.2 KAPAZITAETSSPEKTRUM-METHODE 216
3.1.4.3 VERFORMUNGSBASIERTER NACHWEIS NACH DIN EN 1998-1 (2010), ANHANG
B 222 3.1.4.3.1 INELASTISCHE ANTWORTSPEKTREN 222
3.1.4.3.2 BERECHNUNGSABLAUF DER N2-METHODE 224
3.1.4.3.3 BERECHNUNGSBEISPIEL: N2-METHODE NACH DIN EN 1998-1, ANHANG B
231 3.1.4.3.4 VERGLEICH: N2-METHODE UND KAPAZITAETSSPEKTRUMMETHODE 237
3.1.4.4 INELASTISCHE DYNAMISCHE UNTERSUCHUNGEN (ZEITVERLAUFSMETHODE) 239
3.2 ASYNCHRONE MULTIPLE SEISMISCHE ERREGUNG 246
3.3 BODEN-BAUWERK INTERAKTION 255
3.3.1 ALLGEMEINES ZUR BODEN-BAUWERK INTERAKTION 255
3.3.2 UNTERSUCHUNGSMETHODEN 256
3.3.2.1 DIREKTE METHODE UND SUBSTRUKTURMETHODE 256
3.3.2.2 FREQUENZBEREICH UND ZEITBEREICH 257
3.3.2.3 EINFACHE PHYSIKALISCHE MODELLE UND RANDELEMENTMETHODE 258 3.3.3
BERECHNUNGSMODELLE 258
3.3.3.1 BETTUNGSZAHLMODELL NACH WINKLER 258
3.3.3.2 KEGELSTUMPFMODELL NACH WOLF 260
3.3.3.3 GEOMETRISCHE DAEMPFUNG UND MATERIALDAEMPFUNG 262
3.3.3.4 RANDELEMENTMETHODE 262
3.3.4 BERECHNUNGSBEISPIEL 265
3.3.4.1 PROBLEMSTELLUNG 265
3.3.4.2 MODELLBESCHREIBUNG 265
3.3.4.3 BRUECKENPFEILER UNTER VERTIKALLAST 266
3.3.4.4 BRUECKENPFEILER UNTER HORIZONTALLAST 267
4 ERDBEBENBEMESSUNG VON BAUWERKEN NACH DIN 4149 UND DIN EN 1998-1 273
4.1 INHALTLICHE ERLAEUTERUNG DER DIN 4149 273
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS
4.1.1 STAND DER ERDBEBENNORMUNG IN DEUTSCHLAND 273
4.1.2 ANWENDUNGSBEREICH UND ZIELSETZUNG 273
4.1.3 GLIEDERUNG DER DIN 4149 274
4.1.4 ERDBEBENGERECHTER ENTWURF 275
4.1.4.1 GRUNDRISSGESTALTUNG 275
4.1.4.2 AUFRISSGESTALTUNG 276
4.1.4.3 AUSBILDUNG DER GRUENDUNG 278
4.1.5 ERDBEBENEINWIRKUNG 278
4.1.5.1 ERDBEBENZONENKARTE UND UNTERGRUNDBESCHREIBUNG 278
4.1.5.2 ELASTISCHES ANTWORTSPEKTRUM 281
4.1.5.3 BEMESSUNGSSPEKTRUM FUER LINEARE TRAGWERKSBERECHNUNGEN 283
4.1.6 BERECHNUNGSVERFAHREN 284
4.1.6.1 VEREINFACHTES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN 285
4.1.6.2 MULTIMODALES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN 286
4.1.6.2.1 ANZAHL DER ZU BERUECKSICHTIGENDEN EIGENFORMEN 286
4.1.6.2.2 KOMBINATION DER MODALEN SCHNITTGROESSEN 287
4.1.6.2.3 KOMBINATION DER BEANSPRUCHUNGSGROESSEN INFOLGE DER
ERDBEBENKOMPONENTEN 287 4.1.7 BERUECKSICHTIGUNG VON TORSIONSWIRKUNGEN 287
4.1.7.1 TRAGWERKE MIT UNSYMMETRISCHER VERTEILUNG VON STEIFIGKEIT UND
MASSE 288 4.1.8 NACHWEIS DER STANDSICHERHEIT 291
4.1.8.1 VEREINFACHTER NACHWEIS DER STANDSICHERHEIT 291
4.1.8.2 GRENZZUSTAND DER TRAGFAEHIGKEIT 292
4.1.8.3 NACHWEIS DER DUKTILITAET 293
4.1.8.4 NACHWEIS DES GLEICHGEWICHTS 293
4.1.8.5 NACHWEIS DER TRAGFAEHIGKEIT VON GRUENDUNGEN 293
4.1.8.6 NACHWEIS DER ERDBEBENGERECHTEN AUSFUEHRUNG VON FUGEN 293
4.1.9 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER BETONBAUTEN 294
4.1.9.1 TEILSICHERHEITSBEIWERTE 294
4.1.9.2 DUKTILITAETSKLASSE 1 294
4.1.9.3 DUKTILITAETSKLASSE 2 296
4.1.9.3.1 VERHALTENSBEIWERTE 296
4.1.9.3.2 LOKALE DUKTILITAET 297
4.1.9.3.3 VERANKERUNG DER BEWEHRUNG 298
4.1.9.3.4 STOESSE VON BEWEHRUNGSSTAEBEN 298
4.1.9.3.5 ANFORDERUNGEN AN BALKEN 299
4.1.9.3.6 ANFORDERUNGEN AN STUETZEN 299
4.1.9.3.7 ANFORDERUNGEN AN AUSSTEIFENDE WAENDE 300
4.1.10 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER STAHLBAUTEN 304
4.1.10.1 DUKTILITAETSKLASSE 1 304
4.1.10.2 DUKTILITAETSKLASSEN 2 UND 3 305
4.1.10.2.1 KAPAZITAETSBEMESSUNG 305
4.1.10.2.2 ALLGEMEINE FESTLEGUNGEN NACH DIN 4149 (2005) 306
4.1.10.2.3 WAHL DES VERHALTENSBEIWERTES Q 307
4.1.10.2.4 RAHMENKONSTRUKTIONEN 307
4.1.10.2.5 RAHMEN MIT KONZENTRISCHEN VERBAENDEN 309
4.1.10.2.6 RAHMEN MIT EXZENTRISCHEN VERBAENDEN 310
4.1.10.2.7 EINGESPANNTE (KRAGARM-)KONSTRUKTIONEN, DUALTRAGWERKE,
MISCHTRAGWERKE 313 4.1.10.3 ABLAUFSCHEMA FUER DEN NACHWEIS VON
STAHLBAUTEN 313
4.1.11 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER MAUERWERKSBAUTEN 314
4.1.11.1 ANFORDERUNGEN AN MAUERWERKSBAUSTOFFE UND KONSTRUKTIONSREGELN
314 4.1.11.2 EINHALTUNG KONSTRUKTIVER REGELN, DIN 4149, ABSCHNITT
11.1-11.3 315 4.1.11.3 RECHNERISCHER NACHWEIS NACH DIN 4149, ABSCHNITT
11.6 316
4.1.12 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER HOLZBAUTEN 318
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XIII
4.2 INHALTLICHE UNTERSCHIEDE ZWISCHEN DIN 4149 UND DIN EN 1998-1 318
4.2.1 ANWENDUNGSBEREICH UND ZIELSETZUNG 319
4.2.2 GLIEDERUNG DER DIN EN 1998-1 319
4.2.3 ERDBEBENGERECHTER ENTWURF 320
4.2.4 ERDBEBENEINWIRKUNG 320
4.2.5 BERECHNUNGSVERFAHREN 321
4.2.6 BERUECKSICHTIGUNG VON TORSIONSWIRKUNGEN 321
4.2.6.1 ANSATZ ZUFAELLIGER TORSIONSWIRKUNGEN 321
4.2.6.2 ANSATZ VON TORSIONSWIRKUNGEN IM VEREINFACHTEN
ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN 321 4.2.6.3 REGELMAESSIGE GRUNDRISSE 322
4.2.6.4 UNREGELMAESSIGE GRUNDRISSE 322
4.2.6.5 ANSATZ VON TORSIONSWIRKUNGEN IN RAEUMLICHEN TRAGWERKSMODELLEN 323
4.2.6.6 VERGLEICH MIT DIN 4149 UND ZUSAMMENFASSUNG 323
4.2.7 NACHWEIS DER STANDSICHERHEIT 324
4.2.8 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER BETONBAUTEN 324
4.2.9 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER STAHLBAUTEN 325
4.2.10 BAUSTOFFSPEZIFISCHE REGELUNGEN FUER MAUERWERKSBAUTEN 327
4.2.10.1 VEREINFACHTER NACHWEIS MIT KONSTRUKTIVEN REGELN 327
4.2.10.2 RECHNERISCHER NACHWEIS 328
4.3 RECHENBEISPIELE ZUR DIN 4149 UND DIN EN 1998-1 330
4.3.1 STAHLBETONTRAGWERK MIT AUSSTEIFENDEN WANDSCHEIBEN 330
4.3.1.1 TRAGWERKSBESCHREIBUNG 330
4.3.1.2 LASTANNAHMEN UND BEMESSUNGSKOMBINATION 331
4.3.1.3 ELASTISCHE ANTWORTSPEKTREN 332
4.3.1.4 VERTIKALKOMPONENTE DER ERDBEBENEINWIRKUNG 332
4.3.1.5 VERHALTENSBEIWERTE 333
4.3.1.6 ANZUSETZENDE VERTIKALLASTEN FUER DIE SEISMISCHE BERECHNUNG 333
4.3.1.7 MODELLBILDUNG 334
4.3.1.8 VEREINFACHTES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN 336
4.3.1.8.1 BERECHNUNG DER EIGENFREQUENZEN 336
4.3.1.8.2 BEMESSUNGSWERTE DER BESCHLEUNIGUNGEN 338
4.3.1.8.3 ERMITTLUNG DER HORIZONTALEN ERDBEBENERSATZKRAEFTE 338
4.3.1.8.4 BERUECKSICHTIGUNG VON TORSIONSWIRKUNGEN UND VERTEILUNG DER
ERDBEBENERSATZKRAEFTE 339 4.3.1.8.5 BEMESSUNGSSCHNITTGROESSEN DER WAENDE 340
4.3.1.8.6 VERSCHIEBUNGEN/THEORIE II. ORDNUNG 340
4.3.1.9 MULTIMODALES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN AUF GRUNDLAGE EINES
ERSATZSTABS 341 4.3.1.9.1 ALLGEMEINES 341
4.3.1.9.2 EIGENFREQUENZEN UND MODALBEITRAEGE 341
4.3.1.9.3 UEBERLAGERUNG DER MODAL EN SCHNITTKRAEFTE 342
4.3.1.9.4 BERUECKSICHTIGUNG VON TORSIONSWIRKUNGEN 342
4.3.1.9.5 BEMESSUNGSSCHNITTKRAEFTE DER WAENDE 342
4.3.1.9.6 VERSCHIEBUNGEN / THEORIE II. ORDNUNG 343
4.3.1.10 MULTIMODALES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN: RAEUMLICHES
TRAGWERKSMODELL MIT BALKENELEMENTEN 343
4.3.1.10.1 ALLGEMEINES 343
4.3.1.10.2 MODELLAUFBAU 343
4.3.1.10.3 EIGENFREQUENZEN UND MODALBEITRAEGE 344
4.3.1.10.4 TORSIONSWIRKUNGEN 345
4.3.1.10.5 BERECHNUNG 346
4.3.1.10.6 EFFEKTE AUS THEORIE II. ORDNUNG 350
4.3.1.11 MULTIMODALES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN: RAEUMLICHES
TRAGWERKSMODELL MIT SCHALENELEMENTEN 351
4.3.1.11.1 ALLGEMEINES 351
IMAGE 6
XIV INHALTSVERZEICHNIS
4.3.1.11.2 MODELLAUFBAU 351
4.3.1.11.3 EIGENFREQUENZEN UND MODALBEITRAEGE 351
4.3.1.11.4 TORSIONSWIRKUNGEN 352
4.3.1.11.5 BERECHNUNG 353
4.3.1.11.6 THEORIE II. ORDNUNG 354
4.3.1.12 ERGEBNISVERGLEICH DER VERSCHIEDENEN RECHENMODELLE 354
4.3.1.13 BEMESSUNG UND KONSTRUKTIVE DURCHBILDUNG: DUKTILITAETSKLASSE 1
(DCL) 355 4.3.1.13.1 ALLGEMEINE FESTLEGUNGEN 355
4.3.1.13.2 BEMESSUNGSSCHNITTKRAEFTE 355
4.3.1.13.3 BEMESSUNG AUF QUERKRAFT 355
4.3.1.13.4 BEMESSUNG AUF BIEGUNG UND LAENGSKRAFT 356
4.3.1.13.5 BEMESSUNGSWERT DER BEZOGENEN LAENGSKRAFT 356
4.3.1.14 BEMESSUNG UND KONSTRUKTIVE DURCHBILDUNG: DUKTILITAETSKLASSE 2
(DCM) 356 4.3.1.14.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN 356
4.3.1.14.2 BEMESSUNGSSCHNITTKRAEFTE 357
4.3.1.14.3 BEMESSUNG AUF QUERKRAFT 357
4.3.1.14.4 BEMESSUNG AUF BIEGUNG UND LAENGSKRAFT 357
4.3.1.14.5 MASSNAHMEN ZUR SICHERSTELLUNG DER LOKALEN DUKTILITAET 357
4.3.1.15 ANMERKUNGEN ZUR BEMESSUNG VON STAHLBETONBAUTEN 361
4.3.2 STAHLTRAGWERK 361
4.3.2.1 NACHWEIS IN DUKTILITAETSKLASSE 1 (DCL) 366
4.3.2.2 NACHWEIS IN DUKTILITAETSKLASSE 2 (DCM) 366
4.3.2.3 ANMERKUNGEN ZUR BEMESSUNG VON STAHLBAUTEN 369
4.3.3 REIHENHAUS AUS MAUERWERK 370
4.3.3.1 VEREINFACHTER NACHWEIS MIT KONSTRUKTIVEN REGELN NACH DIN 4149
371 4.3.3.2 VEREINFACHTER NACHWEIS MIT KONSTRUKTIVEN REGELN NACH DIN EN
1998-1 373 4.3.4 MEHRFAMILIENHAUS AUS KALKSANDSTEINMAUERWERK 375
4.3.4.1 VEREINFACHTER NACHWEIS MIT KONSTRUKTIVEN REGELN NACH DIN 4149
377 4.3.4.2 VEREINFACHTER NACHWEIS MIT KONSTRUKTIVEN REGELN NACH DIN EN
1998-1 380 4.3.4.3 VEREINFACHTES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN AM ERSATZSTAB
382
4.3.4.3.1 ERMITTLUNG DER STOCKWERKSMASSEN 383
4.3.4.3.2 ERMITTLUNG DER SYSTEMSTEIFIGKEITEN 384
4.3.4.3.3 ERMITTLUNG DER ERDBEBENERSATZKRAEFTE IN X- UND Y-RICHTUNG 385
4.3.4.3.4 VERTEILUNG DER ERDBEBENERSATZKRAEFTE AUF DIE WANDSCHEIBEN 386
4.3.4.4 STANDSICHERHEITSNACHWEIS NACH DIN 1053-100 (2006) 390
4.3.4.4.1 NACHWEIS DER ZENTRISCHEN UND EXZENTRISCHEN DRUCKBEANSPRUCHUNG
391 4.3.4.4.2 SCHUBNACHWEIS 392
4.3.4.4.3 ERGEBNISSE DER NACHWEISE 394
4.3.4.4.4 BERECHNUNG UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER RAHMENTRAGWIRKUNG 396
4.3.4.5 MULTIMODALES ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN MIT RAEUMLICHEM
TRAGWERKSMODELL 398 4.3.4.5.1 MODALE ANALYSE 398
4.3.4.5.2 ERMITTLUNG DER BEMESSUNGSSCHNITTGROESSEN 405
4.3.4.5.3 NACHWEISERGEBNISSE FUER DIE ACHSE Y = 0, WAENDE 1-5 406
4.3.4.5.4 EFFEKTE DER WANDKOPPLUNG 407
4.3.4.5.5 EFFEKTE DER WAND-DECKEN INTERAKTION 408
4.3.4.5.6 ZUSAMMENFASSUNG 409
4.3.4.6 STATISCH NICHTLINEARER NACHWEIS: 410
5 SEISMISCHE VULNERABILITAET BESTEHENDER BAUWERKE 417
5.1 GRUNDLEGENDES BEURTEILUNGSKONZEPT 417
5.2 BAUWERKSSCHAEDIGUNG 417
5.2.1 STRUKTURELLE SCHAEDIGUNGSINDIKATOREN 418
5.2.1.1 LOKALE SCHAEDIGUNGSINDIKATOREN 418
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XV
5.2.1.2 GLOBALE SCHAEDIGUNGSINDIKATOREN 419
5.2.2 OEKONOMISCHE SCHAEDIGUNGSINDIKATOREN 419
5.2.3 BEWERTUNG DER SCHAEDIGUNG 420
5.3 SEISMISCHE GEFAEHRDUNG 421
5.3.1 KLASSIFIZIERUNGSPARAMETER 421
5.3.2 SEISMISCHE GEFAHRDUNGSKURVEN 422
5.4 METHODEN ZUR BESTIMMUNG DER SEISMISCHEN VULNERABILITAET 423
5.4.1 VEREINFACHTE METHODEN (UNTERSUCHUNGSSTUFE I) 423
5.4.1.1 VULNERABILITAETSKURVEN 423
5.4.1.2 EMPIRISCHE FORMELN 426
5.4.2 METHODEN IN UNTERSUCHUNGSSTUFE II 426
5.4.3 METHODEN IN UNTERSUCHUNGSSTUFE III 430
5.5 INTEGRIERTES GESAMTKONZEPT 432
5.5.1 BAUWERKSKLASSIFIZIERUNG 432
5.5.2 SPEZIFIKATION FUER HOCHBAUTEN 432
5.5.2.1 UNTERSUCHUNGSSTUFE 1 432
5.5.2.1.1 BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 433
5.5.2.1.2 BAUWERKSEIGENSCHAFTEN UND GELAENDEDATEN 436
5.5.2.1.3 RESULTATE IN UNTERSUCHUNGSSTUFE 1 439
5.5.2.2 UNTERSUCHUNGSSTUFE II 440
5.5.2.2.1 BERECHNUNG DER ERDBEBENERSATZKRAEFTE UND KONTROLLE DER
KIPPSICHERHEIT 440 5.5.2.2.2 VERFORMUNGSKONTROLLE FUER RAHMENTRAGWERKE
440
5.5.2.2.3 SCHUBSPANNUNGSKONTROLLE BEI STAHLBETONRAHMENSTUETZEN 440
5.5.2.2.4 SCHUBSPANNUNGSKONTROLLE IN DEN SCHUBWAENDEN 441
5.5.2.2.5 KONTROLLE DER DIAGONALAUSSTEIFUNGEN 441
5.5.2.2.6 BAUWERK/BAUGRUND FREQUENZKONTROLLE 441
5.5.2.2.7 RESULTATE IN UNTERSUCHUNGSSTUFE II 443
5.5.2.3 UNTERSUCHUNGSSTUFE III 443
5.5.2.3.1 GRUNDLAGEN DER PROBABILISTISCHEN SCHAEDIGUNG 443
5.5.2.3.2 KORRELATION ZWISCHEN ERDBEBENINTENSITAET UND SCHAEDIGUNGSWERTEN
444 5.5.2.4 BEISPIEL 1: VERWALTUNGSGEBAEUDE IN ISTANBUL:
UNTERSUCHUNGSSTUFEN I UND II 445 5.5.2.5 BEISPIEL 2: BUEROGEBAEUDE IN
ISTANBUL: UNTERSUCHUNGSSTUFE III 447
5.5.2.5.1 MODELLBESCHREIBUNG 447
5.5.2.5.2 EIGENFREQUENZENDES GEBAEUDES 447
5.5.2.5.3 RAYLEIGH-DAEMPFUNG 447
5.5.2.5.4 SEISMISCHE GEFAEHRDUNGSKURVE VON ISTANBUL, TUERKEI 448
5.5.2.5.5 WAHL DER BESCHLEUNIGUNGSZEITVERLAEUFE 449
5.5.2.5.6 JAEHRLICHE SCHAEDIGUNGSKURVE 449
5.5.3 SPEZIFIKATION FUER BRUECKENBAUWERKE 450
5.5.3.1 PROGRAMMSYSTEM SVBS 451
5.5.3.2 UNTERSUCHUNGSSTUFE 1 452
5.5.3.3 UNTERSUCHUNGSSTUFE II 452
5.5.3.4 UNTERSUCHUNGSSTUFE III 452
5.5.3.5 BEISPIEL: RHEINBRUECKE EMMERICH: UNTERSUCHUNGSSTUFEN I, II UND
III 453 5.5.3.5.1 ERDBEBENGEFAHRDUNG AM BRUECKENSTANDORT 453
5.5.3.5.2 RECHENMODELLE 454
5.5.3.5.3 SCHWINGUNGSMESSUNGEN 455
5.5.3.5.4 MODELLKALIBRIERUNG 457
5.5.3.5.5 LASTFALLKOMBINATIONEN 457
5.5.3.5.6 ERGEBNISSE IN DEN DREI UNTERSUCHUNGSSTUFEN 458
5.5.4 SPEZIFIKATION FUER INDUSTRIEANLAGEN 460
IMAGE 8
XVI INHALTSVERZEICHNIS
6 MAUERWERKSBAUTEN 469
6.1 VERHALTEN VON MAUERWERKSBAUTEN UNTER ERDBEBENBELASTUNG 469 6.1.1
VERSAGENSFORMEN VON MAUERWERKSSCHEIBEN UNTER SEISMISCHER BELASTUNG 469
6.1.2 WAND-DECKEN UND WAND-WAND INTERAKTION 472
6.1.3 ZUSAMMENWIRKENDER SCHUBWAENDE 477
6.2 RECHENVERFAHREN FUER MAUERWERKSBAUTEN 478
6.3 BERECHNUNGSMODELLE FUER MAUERWERKSBAUTEN 479
6.3.1 ERSATZSTAB 479
6.3.2 EBENES RAHMENMODELL 480
6.3.3 PSEUDO 3D-MODELLE MIT AEQUIVALENTEN RAHMENMODELLEN 482
6.3.4 RAEUMLICHE MODELLE 483
6.4 BEANSPRUCHUNGEN SENKRECHT ZUR WANDEBENE 484
6.4.1 PROBLEMSTELLUNG 484
6.4.2 NORMATIVE NACHWEISE 485
6.4.2.1 TRAGENDE SCHUBWAENDE 485
6.4.2.2 NICHT TRAGENDE TRENNWAENDE 486
6.4.3 VERFORMUNGSBASIERTE NACHWEISKONZEPTE 487
6.4.3.1 SEISMISCHE BELASTUNG DER WAENDE 487
6.4.3.2 VERFORMUNGSBASIERTE NACHWEISE 487
6.4.4 NUMERISCHE SIMULATIONEN 491
6.4.5 FORSCHUNGSBEDARF. 492
6.5 ERMITTLUNG VON LAST-VERFORMUNGSKURVEN FUER SCHUBWAENDE 493 6.5.1
ZYKLISCHE SCHUBWANDVERSUCHE 493
6.5.2 NICHTLINEARE BERECHNUNGEN 496
6.5.3 ANALYTISCHE ANSAETZE DER FEMA-RICHTLINIEN 497
6.5.3.1 BERECHNUNG DER HORIZONTALEN TRAGFAEHIGKEITEN 497
6.5.3.2 ERMITTLUNG DER VERFORMUNGSFAEHIGKEITEN DER VERSAGENSFORMEN 498
6.5.4 ANALYTISCHE ANSAETZE NACH DIN EN 1996-1-1 UND DIN EN 1998-3 499
6.5.4.1 HORIZONTALE TRAGFAEHIGKEITEN DER VERSAGENSFORMEN 500
6.5.4.2 VERFORMUNGSFAHIGKEITEN DER VERSAGENSFORMEN 501
6.5.5 ANALYTISCHER ANSATZ AUF GRUNDLAGE DER VERSUCHSDATEN AUS ESECMASE
501 6.5.6 DATENBANKANSATZ AUF GRUNDLAGE EXPERIMENTELLER KURVEN 503
6.6 VERFORMUNGSBASIERTE BEMESSUNG VON MAUERWERKSBAUTEN 504 6.6.1
BERECHNUNG DES GEBAEUDE-KAPAZITAETSSPEKTRUMS 505
6.6.1.1 VEREINFACHTER ANSATZ: KAPAZITAETSKURVE BEZOGEN AUF DAS
ERDGESCHOSS 505 BERECHNUNGSALGORITHMUS 505
6.6.1.2 GENAUERER ANSATZ: KAPAZITAETSKURVE BEZOGEN AUF DAS OBERSTE
GESCHOSS 508 6.6.2 ITERATIVE ERMITTLUNG DES PERFORMANCE POINT 509
6.6.3 BERUECKSICHTIGUNG DER NORMATIVEN ANFORDERUNGEN 512
6.7 BERECHNUNGSBEISPIELE FUER DEN STATISCH NICHTLINEAREN NACHWEIS 513
6.7.1 BEISPIEL 1: DREISTOECKIGES REIHENHAUS 513
6.7.2 BEISPIEL 2: EINFLUSS DER TORSION AM BEISPIEL EINES FREISTEHENDEN
GEBAEUDES 517 6.7.3 BEISPIEL 3: DOPPELHAUSHAELFTE AUS ZIEGELMAUERWERK 518
6.7.4 NACHWEIS MIT EXPERIMENTELL ERMITTELTEN LAST-VERFORMUNGSKURVEN 519
6.7.5 NACHWEIS MIT APPROXIMIERTEN LAST-VERFORMUNGSKURVEN 523 6.7.6
NACHWEIS DER EINSPANNWIRKUNG DER DECKENPLATTE 525
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS XVII
7 BAUWERKE UND KOMPONENTEN IM ANLAGENBAU 531
7.1 EINFUEHRUNG 531
7.2 SICHERHEITSKONZEPT AUF GRUNDLAGE VON BEDEUTUNGSBEIWERTEN 532
7.3 AUSLEGUNG DER PRIMAERSTRUKTUR 534
7.4 SEKUNDAERSTRUKTUREN 538
7.4.1 BERECHNUNGSANSAETZE 538
7.4.2 BERECHNUNGSBEISPIEL FUER EINEN BEHAELTER IN EINER FUENFSTOECKIGEN
ANLAGE 546
7.5 SILOBAUWERKE 553
7.5.1 ERSATZLASTVERFAHREN NACH DIN EN 1998-4 (2007) 555
7.5.2 BERECHNUNG DER EIGENFREQUENZEN VON SILOS 560
7.5.2.1 SILOS MIT DIREKTER LAGERUNG AUF EINEM GRUENDUNGSKOERPER 560
7.5.2.2 SILOS MIT UNTERKONSTRUKTION 563
7.5.2.3 SILOS IN SILOBATTERIEN 565
7.5.3 ANSATZ DER DAEMPFUNG FUER SILOS 567
7.5.3.1 STRUKTURDAEMPFUNG 567
7.5.3.2 DAEMPFUNG DES UNTERGRUNDS 567
7.5.3.3 DAEMPFUNG DES SCHUETTGUTS 567
7.5.3.4 ANSATZ EINER GEWICHTETEN DAEMPFUNG 567
7.5.4 BERUECKSICHTIGUNG DER BODEN-BAUWERK-INTERAKTION 568
7.5.5 BERECHNUNGSBEISPIEL: SCHLANKES SILO 568
7.5.5.1 BEANSPRUCHUNGEN INFOLGE FUELLLASTEN 569
7.5.5.1 BEANSPRUCHUNG INFOLGE ERDBEBEN FUER KONSTANTEN
BESCHLEUNIGUNGSVERLAUF. 571 7.5.5.2 BEANSPRUCHUNG INFOLGE ERDBEBEN FUER
VERAENDERLICHEN BESCHLEUNIGUNGSVERLAUF 573 7.5.5.3 BEANSPRUCHUNG INFOLGE
ERDBEBEN MIT VEREINFACHTEM BERECHNUNGSANSATZ 576 7.5.6
BERECHNUNGSBEISPIEL: GEDRUNGENES SILO 578
7.5.7 NUMERISCHE SIMULATION 584
7.5.8 VERGLEICH DER VERFAHREN 587
7.6 TANKBAUWERKE 589
7.6.1 EINLEITUNG 589
7.6.2 GRUNDLAGEN: ZYLINDRISCHE TANKBAUWERKE UNTER ERDBEBENBELASTUNG 590
7.6.3 EINDIMENSIONALE HORIZONTALE ERDBEBENEINWIRKUNG 594
7.6.3.1 KONVEKTIVER DRUCKANTEIL (SCHWAPPEN) 594
7.6.3.2 IMPULSIV STARRER DRUCKANTEIL (STARRKOERPERVERSCHIEBUNG) 596
7.6.3.3 IMPULSIV FLEXIBLER DRUCKANTEIL (BIEGESCHWINGUNG) 598
7.6.3.4 PRAXISBEZOGENE VEREINFACHUNG DER DRUCKANTEILE DURCH TABELLIERTE
FAKTOREN 604 7.6.3.5 UEBERLAGERUNG DER DRUCKANTEILE FUER EINDIMENSIONALE
HORIZONTALE ANREGUNG 609 7.6.4 VERTIKALE ERDBEBENEINWIRKUNG 610
7.6.4.1 IMPULSIV STARRER DRUCKANTEIL INFOLGE VERTIKALER ERDBEBENANREGUNG
610 7.6.4.2 IMPULSIV FLEXIBLER DRUCKANTEIL INFOLGE VERTIKALER
ERDBEBENANREGUNG 611 7.6.4.3 UEBERLAGERUNG DER DRUCKANTEILE FUER VERTIKALE
ERDBEBENANREGUNG 615 7.6.5 UEBERLAGERUNG DER ANTEILE FUER DIE
DREIDIMENSIONALE ERDBEBENANREGUNG 615 7.6.6 AUFSTELLUNG DER SPEKTREN FUER
DAS ANTWORTSPEKTRENVERFAHREN 617
7.6.7 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE 618
7.6.7.1 BERECHNUNG DURCH INTEGRATION DER DRUCKFUNKTIONEN 618
7.6.7.2 VEREINFACHTER ANSATZ NACH DIN EN 1998-4 (2007), ANHANG A.3.2.2
622 7.6.7.3 NAEHERUNGSVERFAHREN NACH HOUSNER 624
7.6.8 WEITERE LASTFALLE ZUR BEMESSUNG VON TANKS 629
7.6.8.1 LASTEN AUS EIGENGEWICHT 629
7.6.8.2 HYDROSTATISCHER DRUCK 629
IMAGE 10
XVIII INHALTSVERZEICHNIS
7.6.8.3 WIND 629
7.6.8.4 SCHNEE 630
7.6.8.5 LASTEN AUS SETZUNGEN 630
7.6.8.6 TEMPERATURBELASTUNG 630
7.6.8.7 VORSPANNUNG 630
7.6.8.8 (GAS-) INNENDRUCK 630
7.6.8.9 UEBERLAGERUNG DER EINZELNEN LASTFAELLE 630
7.6.9 BERECHNUNGSBEISPIEL 1: SCHLANKER TANK 630
7.6.9.1 OBJEKTBESCHREIBUNG 631
7.6.9.2 FE-MODELLIERUNG DES TANKS 632
7.6.9.3 BERECHNUNG DER DRUCKKURVEN 632
7.6.9.4 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE MIT GENAUEN DRUCKKURVEN 636
7.6.9.5 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE MIT TABELLIERTEN DRUCKKURVEN
636 7.6.9.6 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE NACH HOUSNER 637
7.6.9.7 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE NACH GEHRIG (2004) 640 7.6.9.8
ERGEBNISVERGLEICH DER VERFAHREN FUER FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE
641 7.6.9.9 BEURTEILUNG DER SPANNUNGEN IN DER TANKSCHALE 642
7.6.10 BERECHNUNGSBEISPIEL 2: TANK MITTLERER SCHLANKHEIT 644
7.6.10.1 OBJEKTBESCHREIBUNG 644
7.6.10.2 FE-MODELLIERUNG DES TANKS 645
7.6.10.3 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE MIT TABELLIERTEN VORFAKTOREN
645 7.6.10.4 FUNDAMENTSCHUB UND UMSTURZMOMENTE NACH DIN EN 1998-4 (2007)
648 7.6.10.5 ERGEBNISVERGLEICH UND DISKUSSION 649
7.6.11 FAZIT 651
7.6.12 ANHANG: TABELLEN DER EINZELNEN DRUCKANTEILE 652
8 ABSPERRBAUWERKE 661
8.1 STANDSICHERHEITSNACHWEISE FUER ERDDAEMME 661
8.1.1 STANDSICHERHEITSNACHWEISE 661
8.1.1.1 PSEUDOSTATISCHES VERFAHREN 663
8.1.1.2 DYNAMISCHE VERFAHREN 664
8.1.2 BERECHNUNG DER GLEITSICHERHEIT MIT HILFE DER FINITE-ELEMENTE
METHODE 665 8.1.2.1 BERECHNUNG DES SICHERHEITSFAKTORS 665
8.1.2.2 GLEITKREIS DER GERINGSTEN SICHERHEIT 666
8.1.3 BERECHNUNGSBEISPIEL 670
8.1.3.1 MODELLBILDUNG 670
8.1.3.2 LASTFALL EIGENGEWICHT 672
8.1.3.3 LASTFALL WASSEREINSTAU 673
8.1.3.4 NACHWEIS DER BOESCHUNGSBRUCHSICHERHEIT FUER DEN LASTFALL
WASSEREINSTAU 673 8.1.3.5 LASTFALL ERDBEBEN 674
9 ANHANG - PROGRAMMBESCHREIBUNGEN 679
9.1 UEBERSICHT 679
9.2 PROGRAMMBESCHREIBUNGEN. 682
SACHWORTVERZEICHNIS 713 |
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