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2003 | Book

Bauwerke und Erdbeben

Grundlagen — Anwendung — Beispiele

Authors: Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen

Publisher: Vieweg+Teubner Verlag

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Table of Contents

Frontmatter
1. Baudynamische Grundlagen
Zusammenfassung
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
2. Seismologische Grundlagen
Zusammenfassung
Die Wirkungskette seismischer Phänomene 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
3. Seismische Beanspruchung von Konstruktionen
Zusammenfassung
In den beiden ersten Abschnitten wurden die wichtigsten Zusammenhänge aus der Baudynamik und der Ingenieurseismologie erläutert und Werkzeuge zusammengestellt, die in diesem Abschnitt 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 Abschnitts 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 Abschnitt 4 erläuterten normengestützten Entwurfs- und Nachweisverfahren gebracht werden.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen
4. Seismische Normen für Gebäude
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die wichtigsten Bestimmungen der für die seismische Sicherheit von Gebäuden in Deutschland gegenwärtig bzw. in Zukunft relevanten Vorschriften (DIN 4149 nach dem Entwurf vom Oktober 2002 und EC 8 nach dem Stand vom Januar 2003) in der gebotenen Kürze wiedergegeben und anhand von Beispielen erläutert. Auch wenn nicht ausgeschlossen werden kann, dass in den diesem Kapitel zugrundegelegten Versionen vor Inkrafttreten der jeweiligen Norm die eine oder andere Modifikation vorgenommen wird, steht nicht zu erwarten, dass sich dabei Grundlegendes verändern wird.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen
5. Seismische Vulnerabilität von Gebäuden
Zusammenfassung
Der Begriff “Vulnerabilität“ („Verletzlichkeit“) wird hier verstanden als die mögliche Schädigung, die ein Gebäude infolge eines potentiellen äußeren Einflusses, in diesem Fall infolge eines Erdbebens, erleiden bzw. aushalten kann. In Abhängigkeit vom Anwendungsbereich und der geforderten Genauigkeit werden im Eurocode 8–1.4 (1998) drei unterschiedliche Stufen zur Bewertung der Vulnerabilität festgelegt:
  • Level I ist einfach und schnell (der Zeitbedarf beträgt weniger als eine halbe Stunde je Gebäude) und ist daher für die Risikoermittlung einer großen Anzahl von Gebäuden geeignet. Nur allgemeine Gebäudedaten, wie das Baujahr und der Gebäudetyp, finden Berücksichtigung.
  • Level II ist detaillierter und zeitintensiver (der Zeitaufwand liegt in der Größenordnung von einem halben Tag je Gebäude). In diesem Level können eine Reihe von Messungen der Gebäudeeigenschaften wie Eigenfrequenzen, Gebäudehöhe oder Querschnitt der Schubwände notwendig sein.
  • Level III ist wesentlich genauer aber auch zeitaufwändiger (der Zeitbedarf kann mehrere Tage oder Wochen pro Gebäude betragen). In diesem Level wird eine genaue Analyse des Tragwerks unter Berücksichtigung aller geometrischen und mechanischen Gebäudekennwerte vorgenommen.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen
6. Seismische Isolierung und Tragwerkskontrolle
Zusammenfassung
Der Schutz eines Tragwerks gegen seismische Beanspruchungen kann prinzipiell auf folgende Art und Weise geschehen:
  • Ausreichend vorhandene Duktilität, Steifigkeit und Festigkeit,
  • Abkoppeln des Tragwerks vom seismisch erregten Baugrund im Fall eines starken Bebens durch Basisisolierung,
  • Einbau spezieller aktiver oder passiver Mechanismen zur gefahrlosen Dissipation der vom Erdbeben eingetragenen Arbeit bzw. zur Schwächung der Gebäudeschwingungen.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen
7. Untersuchung weiterer Bauwerke und Anlagen
Zusammenfassung
Die seismische Untersuchung von ober- und unterirdischen Bauwerken und Anlagen wie Brücken, Tunneln, Dämmen, Silos und Tanks, Rohrleitungen, abgespannten Masten, Stützmauern, Kraftwerken, Anlagen der chemischen Industrie, Maschinenhäusern, Hafenanlagen, Portalkränen und vielen anderen mehr stellt den Ingenieur vor besondere, dem jeweiligen System eigene Probleme, die allein schon aus Platzgründen nur schwer in einem einzelnen Werk behandelt werden können. Um die Vielfalt der dabei verwendeten Methoden zu demonstrieren, werden in diesem Kapitel drei Tragwerkstypen näher untersucht, nämlich Mauerwerksbauten (Abschnitt 7.1), Schüttgutsilos (Abschnitt 7.2) und Erddämme (Abschnitt 7.3). Bezüglich flüssigkeitsgefüllter Tanks wird auf Kapitel 9 in Meskouris (1999) hingewiesen.
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen
8. Anhang — Programmbeschreibungen
Konstantin Meskouris, Klaus-G. Hinzen
Backmatter
Metadata
Title
Bauwerke und Erdbeben
Authors
Konstantin Meskouris
Klaus-G. Hinzen
Copyright Year
2003
Publisher
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-96831-9
Print ISBN
978-3-322-96832-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-96831-9