Skip to main content
main-content

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Baudynamische Grundlagen

In diesem Abschnitt werden die wichtigsten baudynamischen Werkzeuge bereitgestellt, die in den weiteren Kapiteln dieses Buches benötigt werden. Die theoretischen Herleitungen werden durchwegs auf ein Minimum beschränkt, dafür werden die praktischen Anwendungen in den Vordergrund gerückt. Für die meisten Algorithmen werden Rechenprogramme bereitgestellt, deren Gebrauch anhand von ausgeführten Beispielen illustriert wird.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

2. Seismologische Grundlagen

Die Wirkungskette seismischer Phänomene (Bild 2-1) besteht aus drei Gliedern, dem Entstehungsort seismischer Wellen, dem Ausbreitungsmedium und dem Einwirkort. Jedes der drei Glieder der Kette prägt den zeitlichen Verlauf und die Stärke der Erschütterungen, die letztendlich ein Bauwerk dynamisch belasten.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

3. Seismische Beanspruchung von Konstruktionen

In den beiden ersten Kapiteln wurden die wichtigsten Zusammenhänge aus der Baudynamik und der Ingenieurseismologie erläutert und Werkzeuge zusammengestellt, die in diesem Kapitel auf konkrete Fälle zur rechnerischen Erfassung der seismisch induzierten Beanspruchung von Tragwerken angewendet werden. Wegen ihrer besonderen Bedeutung für die Praxis beziehen sich die Herleitungen und Beispiele dieses Kapitels vor allem auf mehrstöckige Gebäude, deren Aussteifung für Horizontallasten durch senkrecht stehende ebene Scheiben erfolgt, wie z.B. biegesteife Rahmen, Stahlbetonwände oder Fachwerkscheiben. Auch hier wird eine Reihe von Rechenprogrammen vorgestellt und ihr Gebrauch anhand von Zahlenbeispielen erläutert. Im Mittelpunkt dieses Abschnitts stehen allgemein anwendbare Verfahren und Algorithmen, während normenrelevante Annahmen, Formeln und Zahlenwerte im Zusammenhang mit den im Kapitel 4 erläuterten normengestützten Entwurfs- und Nachweisverfahren gebracht werden.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

4. Erdbebenbemessung von Bauwerken nach DIN 4149 und DIN EN 1998-1

In diesem Kapitel wird zunächst ein Überblick über die Inhalte der DIN 4149 (2005) gegeben, der darauf abzielt, dem Ingenieur in der Praxis einen einfachen Einstieg in die Berechnungsund Bemessungsverfahren der Erdbebennorm zu ermöglichen. Konkret werden die Aspekte des erdbebengerechten Tragwerksentwurfs, die Definition der Bemessungsspektren unter Berücksichtigung von Verhaltens- und Bedeutungsbeiwerten, die anwendbaren Rechenverfahren und die Nachweise der Standsicherheit vorgestellt. Im Anschluss daran werden die wesentlichen Änderungen der zukünftigen Erdbebennorm DIN EN 1998-1 (2010) gegenüber der DIN 4149 (2005) zusammengefasst. Abgeschlossen wird das Kapitel mit der Anwendung der Normen auf einfache und übersichtliche Bauwerke verschiedener Baumaterialien.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

5. Seismische Vulnerabilität bestehender Bauwerke

Der Begriff „Vulnerabilität” („Verletzlichkeit“) wird verstanden als die mögliche Schädigung, die ein Bauwerk infolge eines Erdbebens, erleiden bzw. aushalten kann. Im Folgenden wird ein mehrstufiges Konzept zur Bestimmung der seismischen Vulnerabilität von bestehenden Bauwerken vorgestellt. Der Analyseaufwand wird hierbei durch die Bedeutung des Bauwerks, die seismische Standortgefährdung sowie durch die Ergebnisse in den aufeinander aufbauenden Untersuchungsstufen festgelegt. Das Konzept stellt für den Ingenieur in der Praxis ein Werkzeug dar, mit dem er die Vulnerabilität von Bauwerken problemorientiert und effizient bestimmen kann.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

6. Mauerwerksbauten

Mauerwerksbauten weisen unter seismischer Beanspruchung ein sehr komplexes Verhalten auf, das mit praktikablen Rechenmodellen zurzeit nicht abgebildet werden kann. Deshalb werden traditionell vereinfachte lineare Rechenmodelle angewendet, mit denen die globale Tragfähigkeit von Mauerwerksbauten deutlich unterschätzt wird. Bislang waren die Rechenmodelle meistens ausreichend, um den Nachweis gegen Windbelastungen führen zu können. Die stark vereinfachte Betrachtungsweise führt aber dazu, dass der Erdbebennachweis für traditionelle Grundrisse auch unter den moderaten Erdbebenbelastungen in Deutschland nicht mehr zu führen ist. In zahlreichen Forschungsprojekten wurde deshalb versucht, neue Bemessungs- und Modellierungsansätze zu entwickeln, mit denen die Reserven von Mauerwerksbauten besser ausgenutzt werden können. Im Folgenden wird zunächst das Verhalten von Mauerwerksbauten unter seismischen Belastungen allgemein beschrieben. Darauf aufbauend werden die zur Verfügung stehenden Berechnungsverfahren, die Möglichkeiten der rechnerischen Modellbildung und die Möglichkeiten der Bestimmung von zyklischen Last-Verformungskurven erläutert. Abschließend wird ein statisch nichtlineares Nachweiskonzept vorgestellt, dessen Anwendung an praxisnahen Beispielen demonstriert wird.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

7. Bauwerke und Komponenten im Anlagenbau

Industrieanlagen müssen auf Grund der kapitalintensiven Verfahrenstechnik und der möglichen Gefahr des Freisetzens von umweltgefährdenden Stoffen in Wasser, Boden und Luft erdbebensicher ausgelegt werden. Eine erdbebensichere Auslegung der Anlagen erfordert Bemessungsregeln für die Tragstruktur der Anlagen, für die nichttragenden verfahrenstechnischen Einbauten und für die Versorgungsbauwerke unter Berücksichtigung der spezifischen Besonderheiten des Anlagenbaus. In Deutschland fehlt zurzeit eine normative Grundlage zur Erdbebenbemessung von Industrieanlagen, da die Erdbebennorm DIN 4149 auf übliche Hochbauten ohne besonderes Gefahrenpotential beschränkt ist. Im Folgenden wird deshalb ein Gesamtkonzept für die erdbebensichere Auslegung von Industrieanlagen auf Grundlage der aktuellen Normkonzepte und des gegenwärtigen Stands der Erdbebenforschung gegeben.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

8. Absperrbauwerke

Die seismische Untersuchung von großen Absperrbauwerken wie Erddämmen und Staumauern stellt den Ingenieur auf Grund der Interaktion zwischen Bauwerk und eingestautem Wasser sowie den möglichen geotechnischen Effekten unter dynamischen Einwirkungen vor besondere Probleme bei der Durchführung des seismischen Standsicherheitsnachweises. Im Folgenden wird am Beispiel von Erddämmen eine Möglichkeit des seismischen Standsicherheitsnachweise auf Grundlage linearer Zeitverlaufsberechnungen aufgezeigt.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen, Christoph Butenweg, Michael Mistler

Backmatter

Weitere Informationen

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.