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Zum Rückstellverhalten von Gleitpendellagern unter seismischer Einwirkung

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Schutzwirkung der seismischen Isolierung gegenüber der zerstörerischen Einwirkung schwerer Erdbeben generiert sich vor allem aus der Eigenschaft, bauliche Anlagen vom Untergrund zu entkoppeln, aber auch aus der Fähigkeit, Energie zu dissipieren. Neben der bereits durch die Isolierungswirkung maßgeblich herbeigeführten weiteren Abminderung der auf das Bauwerk übertragenen Erdbebenbeanspruchung kommt dem Dämpfungsmechanismus vor allem auch die Aufgabe zu, die in der Isolierebene geweckten Relativverschiebungen auf ein akzeptables Maß abzusenken. Wird das Niveau der Energiedissipationswirkung indes zu hoch eingestellt, drohen ein kumulativer Verschiebungsaufbau, verbunden mit dem Herauswandern aus der Solllage während des Erdbebens, sowie eine in Hinsicht auf Folgebeben ungünstig zu bewertende verbleibende Restverschiebung des Systems. Dies zu verhindern, ist die Aufgabe eines ausreichenden Rückstellvermögens. In besonderem Maße gilt dies für Systeme, deren Funktion der Energiedissipation nicht auf geschwindigkeitsproportionalen Dämpfungsmechanismen beruht, wie dies unter anderem beim Einsatz von Gleitpendellagern der Fall ist. Die bisher zur Sicherstellung eines ausreichenden Rückstellvermögens verfügbaren Kriterien liefern hinsichtlich der Auslegung von Gleitpendellagern eher auf der unsicheren Seite liegende Vorgaben. In der Arbeit wird daher ein räumliches FE-Modell des Gleitpendellager-Systems mit dem Ziel entwickelt, realistische Erdbebenverläufe mit einem numerisch überschaubaren Rechenaufwand zu simulieren. Auf Grundlage der mit diesem Modell im Rahmen einer Parameterstudie durchgeführten Berechnungen wird gezeigt, dass die bisher vorgeschlagenen Auslegungskriterien die tatsächlich auftretenden Effekte nur unzureichend abdecken. In der Folge wird eine an den erhaltenen Ergebnissen kalibrierte Bestimmungsgleichung vorgeschlagen, die die einfache Festlegung der für Gleitpendellager maximal zulässigen Reibkoeffizienten erlaubt.

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Springer, Berlin

 

 

Das Buch vermittelt einen Einstieg in die geophysikalischen Erkundungsmethoden Seismik und Gravimetrie. Es erklärt, wie elastische Wellen und Unterschiede der Gesteinsdichte zur Sichtbarmachung von Strukturen im Untergrund genutzt werden können. Das Kapitel Seismik erläutert zunächst die Elastizität von Gesteinen und die verschiedenen Typen elastischer Wellen und deren Ausbreitung. Es folgt eine Einführung in die digitale Verarbeitung seismischer Signale, in der die Konzepte der Fourier-, Z-, Radon- und Wavelet-Transformationen erläutert werden ebenso wie die Anwendung von Methoden der Konvolution, Dekonvolution, Kreuz- und Autokorrelation auf seismische Daten. Aufbauend auf diesen theoretischen Grundlagen erfahren Sie, wie mittels Durchschallung mit seismischen Wellen Strukturen des Untergrunds tomografisch sichtbar gemacht werden können. Hierauf folgt eine Einführung in die Techniken der Reflexions- und Refraktionsseismik, die erläutert, wie die jeweiligen Datensätze bearbeitet, interpretiert und veranschaulicht werden. Das Kapitel Gravimetrie fasst zunächst zusammen, wie man Schwerebeschleunigungen aus Schwerepotenzialen berechnet und wie das optimal an das Schwerefeld der Erde angepasste Rotationsellipsoid definiert ist. Abweichungen hiervon sind die gesuchten Schwereanomalien, die Rückschlüsse auf Strukturen im Untergrund erlauben. Ihre Identifizierung erfordert eine Reihe von Korrekturen und Reduktionen, die ausführlich erläutert werden. Abschließend erfahren Sie, wie Schweredaten interpretiert werden können - vom Vergleich mit der Schwerewirkung einfacher Modellkörper über Fourier- und Wavelet-Analyse bis hin zu dreidimensionalen Modell- und Inversionsrechnungen.

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Erdbeben und bestehende Bauten
SIA Dokumentation
Gültig ab: 20.08.2015.
2015, 220 S., Softcover
Verlag SIA

 

 

Diese Dokumentation enthält die Referate der 14. D-A-CH Tagung der Schweizer Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik (SGEB). Es wird der aktuelle Wissensstand zur Erdbebenproblematik bei bestehenden Bauten umfassend und praxisnah dargestellt. Im Einzelnen werden die folgenden Schwerpunktthemen behandelt: Erdbebengefährdung und Erdbebenrisiko, Geotechnik und Infrastrukturbauten, Gebäude, insbesondere in Mauerwerk sowie Spezialbauwerke.

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Adrian Pocanschi, Marios C. Phocas
Kräfte in Bewegung
Die Techniken des erdbebensicheren Bauens. Mit online files/update
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2014, xvii, 602 S., 738 SW-Abb. 244 mm, Hardcover
Vieweg+Teubner

 

 

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Suikai Lu
Evaluierung der Erdbebensicherheit von maßgeblichen Mauerwerkshochbauten für das Katastrophenmanagement
2014, 292 S., 77 Farbabb. 297 mm, Softcover
GRIN Verlag

 

 

Für die Beurteilung der Tragsicherheit eines Bauwerks ist es notwendig sowohl die Materialeigenschaften, als auch das Materialverhalten gegenüber verschiedenen Einwirkungen zu kennen. Um ein Makromodell (verschmiertes Modell) eines Materials erstellen zu können, werden hierzu die Formulierungen der klassischen Plastizitätstheorie angewendet. Es werden die Grundlagen dieser Theorie erklärt, wobei die allgemeinen Formulierungen für den eindimensionalen sowie den mehrdimensionalen Spannungszustand beschrieben werden. Des Weiteren ist eine ausführliche Literaturrecherche von vorhandenen Makromaterialmodellierungen für Mauerwerk geführt worden. Das Makromaterialmodell nach Ganz wird erklärt und erläutert. Ganz beschreibt sein Materialgesetz mit verschiedenen Versagenskriterien, welche einzelne Fließflächen darstellen. Anschließend fügt er diese Fließflächen zu einem kombinierten Fließflächenmodell zusammen. In der seismischen Beurteilung (Assessment) von maßgeblichen unbewehrten Mauerwerkshochbauten für das Katastrophenmanagement ist es erforderlich, alle Tragreserven des Materials auszuschöpfen. Mauerwerk besitzt eine wenn auch im Vergleich zur Druckfestigkeit geringe Zugfestigkeit. Das ursprüngliche Modell nach Ganz wird um die Fähigkeit der Aufnahme von Zugkräften erweitert und modifiziert. Somit ist eine neue Makromodellierung für unbewehrtes Mauerwerk entstanden, wobei diese ebenfalls mit einer kombinierten Fließfläche beschrieben wird. Im nächsten Schritt werden die Materialeigenschaften und Materialkenndaten von verschiedenen Forschungsarbeiten analysiert und präsentiert. Das neue Materialmodell wird in das Finite Elemente Programm ANSYS implementiert, wobei die hierfür notwendigen theoretischen Formulierungen beschrieben werden. Das implementierte Programm ist in der Lage, Mauerwerk auf seine Versagensarten zu analysieren und graphisch darzustellen. Das neue Materialmodell wird anhand von verschiedenen Laborversuchen verifiziert und auf seine Richtigkeit bestätigt. Das seismische Assessment von Mauerwerkshoch

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Bastian Alm
Erfolgskontrolle der regionalen Wirtschaftsförderung
Volkswirtschaftliche Schriften (VWS), Band 565
Möglichkeiten und Grenzen der ökonometrischen Wirkungsforschung. Dissertationsschrift
2013, 239 S., Tab., Abb.; 239 S. 233 mm, Softcover
Duncker & Humblot

 

 

Im Rahmen des Europäischen Forschungsprojekts SERIES (Seismic Engineering Research Infrastructures for European Synergies) wurden unter der Leitung von Wienerberger und in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam Rütteltischversuche an Mauerwerksgebäuden aus mit Dämmstoff gefüllten Ziegeln durchgeführt.; Das Verhalten von dämmstoffgefüllten Ziegeln unter seismischer Belastung wurde bis jetzt nur durch zyklische Schubversuche an einzelnen Wänden untersucht. Deshalb war das Ziel dieser Untersuchungen, das seismische Verhalten von unbewehrtem Mauerwerk aus diesen Ziegeln an realen Gebäuden im Maßstab 1:1 zu evaluieren. Es wurden zwei Gebäude mit unterschiedlicher Grundrissgeometrie errichtet und mit dem 3D-Rütteltisch unterschiedlichen seismischen Belastungsstufen mit steigender Intensität ausgesetzt. In diesem Beitrag werden die wichtigsten experimentellen Ergebnisse zum Tragverhalten der Gebäude zusammengefasst. Der experimentelle Aufbau wird detailliert dargestellt und das dynamische Verhalten und die beobachteten Versagensmechanismen werden diskutiert. Aus den Versuchsergebnissen werden Verhaltensbeiwerte abgeleitet und Zwischenstockwerksverschiebungen in Abhängigkeit der seismischen Intensität ausgewertet. Der Artikel schließt mit einer Zusammenfassung und den daraus abgeleiteten wichtigsten Schlussfolgerungen.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Ulrike Kuhlmann, Frank Brühl
Robustheit durch duktile Anschlüsse im Holzbau
Bauforschung , Band T 3312
2015, 125 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Robustheit gegenüber außergewöhnlichen Einwirkungen ist eine Forderung an Tragwerke, die immer mehr an Bedeutung gewinnt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Auslegung von duktilen Anschlüssen, um einem sicherheitsgefährdenden, spröden Anschlussversagen entgegenzuwirken. Des Weiteren wird die Anschlussduktilität im Hinblick auf die Robustheit eines Tragwerkes am Beispiel einer seismischen Belastung bewertet. Duktile Anschlüsse entziehen sich durch Verformungen einer weiteren Belastung. Dadurch sind derartige Systeme in der Lage, durch Schnittgrößenumlagerung außergewöhnliche Belastungen zu kompensieren. Um Kenntnisse über die Verformbarkeit von Verbindungsmitteln zu erhalten, sind verschiedene Verbindungsmittel hinsichtlich ihres duktilen Verhaltes untersucht worden. Hierbei zeigte sich, dass neben stiftförmigen Verbindungsmitteln auch Dübel besonderer Bauart über eine beachtliche Verformbarkeit verfügen. Aufgrund der Bestimmungen nach DIN EN 26891 wurden die Versuche jedoch bei einer Verformung von 15 mm abgebrochen, sodass die ermittelte Kenngröße nicht das gesamte Verformungsvermögen widerspiegelt. Im Rahmen eines weiteren Forschungsvorhabens wurden Stabdübelanschlüsse entworfen und hinsichtlich ihres plastischen Verhaltens ausgewertet. Dabei wurde der Stabdübeldurchmesser sowie die Anordnung der Verbindungsmittel variiert. Die Versuchsergebnisse zeigten ein ausgeprägtes Verformungsverhalten. Basierend auf den vorangegangenen Untersuchungen wurden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens, quasi-statisch, zyklische Verbindungen geprüft, um duktile Anschlüsse unter einer seismischen Belastung bewerten zu können. Es zeigte sich, dass derartige Verbindungen neben einer ausgeprägten statischen Verformbarkeit ebenfalls über eine beachtliche Verformbarkeit unter einer zyklischen Beanspruchung verfügen. Holz besitzt streuende Materialeigenschaften, die das Trag- und Verformungsverhalten beeinflussen. Neben dem Einfluss des streuenden E-Moduls auf die Trägerendrotationen wurde ein erster Faktor bestimmt, der sicherstellt

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Konrad Zilch, Stefanie Grabowski, Wolfgang Scheufler
Experimentelle Untersuchung des nichtlinearen Tragverhaltens zusammengesetzter Schubwandquerschnitte aus unbewehrtem Mauerwerk unter Erdbebenbelastung. Abschlussbericht
Bau- und Wohnforschung , Band F 2523
2009, 201 S., 225 Abb., 33 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel der Forschungsarbeiten war, den Einfluss des Zusammenwirkens von zusammengesetzten Schubwandquerschnitten auf das Trag- und Verformungsverhalten in üblichen Hochbauten für den Lastfall Erdbeben im Rahmen experimenteller Untersuchungen zu erfassen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt dabei auf Gebieten geringer Seismizität wie sie in Deutschland und Mitteleuropa vorzufinden sind. Für die Versuchskörper wurden ausschließlich praxisrelevante Stein-Mörtel-Kombinationen aus Ziegel- bzw. Kalksandsteinmauerwerk mit Dünnbettfugen verwendet. Die experimentellen Untersuchungen an geschosshohen zusammengesetzten Schubwandquerschnitten umfassen zum einen statisch-zyklische und zum anderen pseudodynamische Versuche. Bei beiden Versuchsmethoden wurden die Mauerwerkskörper unter kombinierter Druck- und Schubbeanspruchung in Scheibenebene geprüft, um eine möglichst realitätsnahe Belastung (Kräfte und Verschiebungen) der Wände im Versuch zu simulieren. Als Referenzgebäude für die pseudodynamischen Versuche wurde auf Basis von Voruntersuchungen ein übliches dreigeschossiges Reihenmittelhaus in Mauerwerksbauweise mit Stahlbetongeschossdecken ausgewählt, bei dem die horizontale Lastabtragung durch quer zu den Längswänden stehende Schubwände erfolgt. Die numerische Modellierung dieser Struktur für die pseudodynamischen Versuche erfolgte dabei mit einem nichtlinearen FEM-Solver. Zur Erfassung der verschiedenen Einflüsse auf die Schubtragfähigkeit wurde bei den Versuchen neben der Variation von Steinart, Steingeometrie und Verbindungstechnik auch die Prüfkörpergeometrie in Ahnlehnung an übliche Wandabmessungen eines Reihenmittelhauses verändert. Es konnte gezeigt werden, dass die Querwände einen erheblichen Einfluss auf das Trag- und Verformungsverhalten der Schubwände haben. Die Ergebnisse werden jedoch maßgeblich von der Ausführung der Verbindung von Schub- und Querwand, der verwendeten Steinart- bzw. Steingeometrie, der Normalspannung bzw. deren Verteilung über den Wandquerschnitt, und der Prüfkörpergeometrie beeinflusst.

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H. Budelmann, E. Gunkler, U. Husemann
Rationell hergestellte Wände aus vorgespanntem großformatigem Mauerwerk mit hohem Erdbebenwiderstand
Abschlussbericht
Bau- und Wohnforschung , Band F 2459
2005, 73 S., m. zahlr. Abb. 29,5 cm,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der das Schubtrag- und Verformungsverhalten verbessernden Wirkung der Vorspannung in Mauerwerkswänden mit angekoppelter Decke, gerade im Hinblick auf erdbebenbedingte Einwirkungen. Das Forschungsvorhaben gliedert sich in folgende drei Teilbereiche: a) Untersuchung unterschiedlicher Spannverfahren und Spannwerkzeuge. b) Experimentelle Untersuchungen an vorgespannten Mauerwerkswänden unter Erdbebeneinwirkungen. Dazu gehören auch Materialprüfungen an Mörtel, Steinen und Mauerwerk sowie die eigentlichen Wandversuche. c) Ingenieurmodell für erdbebenbeanspruchtes vorgespanntes Mauerwerk. Hierzu zählen rechnerische Voruntersuchungen, Nachrechnen der Wandversuche mittels FEM Parameterstudien und die Bestimmung des Verhaltensfaktors q. An vier verschiedenen Wandkörpern wurden statisch zyklische Schubversuche durchgeführt. Neben der Nachrechnung der Versuchsergebnisse mit dem FEM Programm Atena wurde die Schubkapazität der Versuchswände bestimmt und mit nach einem Modell von Bachmann/Lang ermittelten Werten verglichen. Die Nachrechnungen zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen Versuch und Rechnung.

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Walther Mann, Gert König, Atilla Ötes
Untersuchungen zum Verhalten von Mauerwerksbauten unter Erdbebeneinwirkung. Abschlußbericht
1988, 266 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Für eine erdbebensichere Gestaltung von Mauerwerksbauten werden wissenschaftlich fundierte und problemgerechte Lösungen angestrebt, da solche bisher nicht existieren. Für Regelwerke und Euro-Codes werden in dieser ersten Projektstufe Versagensmechanismus und Verformungseigenschaften durch Beanspruchungsmodelle und Rütteltischversuche analysiert sowie Bemessungs- und Konstruktionsvorschläge ausgearbeitet. (fb)

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- Koenig, - Heunisch
Realistische seismische Lastannahmen für Bauwerke
1986, 300 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Bericht dokumentiert Untersuchungen ueber Methoden zur Festlegung realistischer seismischer Lastannahmen fuer Bauwerke. Alternative Vorgehensweisen werden verglichen und hinsichtlich der verfuegbaren Datenbasis und der Anwendbarkeit auf konkrete Standorte in der Bundesrepublik Deutschland bewertet. Als wichtige Informationsquelle dienen mitteleuropaeische Erdbebenregistrierungen. Diese werden nach den makroseismischen Kenngroessen - Intensitaet, Herdentfernung und Magnitude - und nach den Untergrundverhaeltnissen am Registrierort klassifiziert und dokumentiert. Fuer vorgegebene Intensitaets- und Untergrundklassen werden die repraesentativen Erdbebenverlaeufe ausgewaehlt und hinsichtlich der ingenieurseismischen Kenndaten - Frequenzgehalt, Amplitude und Starkbebendauer - statistisch ausgewertet. Fuer die praktische Anwendung werden intensitaets- und untergrundabhaengige Freifeld-Bemessungs-Antwortspektren und Bemessungs-Starkbebendauern abgeleitet und Kriterien fuer eine Auswahl natuerlicher Bemessungs-Zeitverlaeufe erarbeitet. Alternativ werden untergrundabhaengige Fourierspektren angegeben, die bezueglich der Standortintensitaet ueber die damit eng korrelierte Beschleunigungsenergie skaliert werden koennen. Sie dienen als Ausgangspunkt fuer die Generierung kuenstlicher Zeitverlaeufe oder fuer die Ermittlung von Leistungsspektren. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Far, Harry
Dynamic behaviour of unbraced steel frames resting on soft ground
Steel Construction, 2019

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Schwarz, Jochen; Kaufmann, Christian; Golbs, Christian; Beinersdorf, Silke
Gefährdungsanalysen und Einwirkungsmodelle für Gebiete mit vorwiegend induzierter Seismizität
Bautechnik, 2019

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Fehling, Ekkehard; Schwarz, Jochen
Nationales Anwendungsdokument zu EN 1998-1 - Meilensteine der Entwicklung
Bauingenieur, 2019

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Unterweger, Harald; Tappauf, Clemens
Unverankerte Stahltanks unter Erdbebenbelastung - neues Konzept zur Beurteilung der Kurzzeitermüdung infolge Abheben. Teil 1
Bauingenieur, 2019

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Unterweger, Harald; Tappauf, Clemens
Unverankerte Stahltanks unter Erdbebenbelastung - neues Konzept zur Beurteilung der Kurzzeitermüdung infolge Abheben - Teil 2
Bauingenieur, 2019

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