POWERUSER – TRAINING NRingware.ch/files/m3_06_preview.pdf · DEFINITION DER ANTWORTSPEKTREN Die...
2
POWERUSER – TRAINING NR.06 Erdbebenberechnung mit Antwortspektren-Verfahren EINLEITUNG UND THEMENBEREICH EINLEITUNG Aufgrund des extrem hohen Schadenspotenzials stellen Erdbeben trotz ihres seltenen Auftretens eine ernst zu nehmende Naturgefahr dar. Erdbeben sind grundsätzlich dynamische Phänomene. Aufgrund des hohen Berechnungsaufwands von dynamischen Berechnung wurden diverse statische Verfahren für die Erdbebenberechnung entwickelt. Das Antwortspektren-Verfahren stellt in der Schweiz das am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Erdbebenberechnung dar. Die vorliegende Lektion befasst sich mit der grundsätzlichen Funktionsweise des Antwortspektren- Verfahrens und den erforderlichen Schritten bei der Berechnung. Die Aspekte der Eigenschwingungs- Analyse, welche als Grundlage für das Antwortspektren-Verfahren verwendet wird, werden in einer separaten Lektion behandelt. THEMENBEREICH Die folgenden Themen werden in der vorliegenden Lektion behandelt. Antwortspektren – Entstehung und Aussage Prinzipielle Funktionsweise des Antwortspektren-Verfahrens Anforderungen an die Modellierung Besonderheiten der Eigenschwingungsanalyse für die Erdbebenberechnung Berechnungsparameter Auswertung der Ergebnisse und Bemessung Checkliste für die Erdbebenberechnung nach Antwortspektren-Verfahren IngWare GmbH Bau-Informatik Seestrasse 78 CH-8703 Erlenbach fon 044 910 34 34 fax 044 910 34 35 [email protected] www.ingware.ch Copyright by IngWare GmbH
Transcript of POWERUSER – TRAINING NRingware.ch/files/m3_06_preview.pdf · DEFINITION DER ANTWORTSPEKTREN Die...
POWERUSER – TRAINING NR.06Erdbebenberechnung mit
Antwortspektren-Verfahren
EINLEITUNG UND THEMENBEREICH
EINLEITUNG
Aufgrund des extrem hohen Schadenspotenzials stellen Erdbeben trotz ihres seltenen Auftretens eine ernst zu nehmende Naturgefahr dar. Erdbeben sind grundsätzlich dynamische Phänomene. Aufgrund des hohen Berechnungsaufwands von dynamischen Berechnung wurden diverse statische Verfahren für die Erdbebenberechnung entwickelt. Das Antwortspektren-Verfahren stellt in der Schweiz das am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Erdbebenberechnung dar.
Die vorliegende Lektion befasst sich mit der grundsätzlichen Funktionsweise des Antwortspektren-Verfahrens und den erforderlichen Schritten bei der Berechnung. Die Aspekte der Eigenschwingungs-Analyse, welche als Grundlage für das Antwortspektren-Verfahren verwendet wird, werden in einer separaten Lektion behandelt.
THEMENBEREICH
Die folgenden Themen werden in der vorliegenden Lektion behandelt.
Antwortspektren – Entstehung und Aussage Prinzipielle Funktionsweise des Antwortspektren-Verfahrens Anforderungen an die Modellierung Besonderheiten der Eigenschwingungsanalyse für die Erdbebenberechnung Berechnungsparameter Auswertung der Ergebnisse und Bemessung Checkliste für die Erdbebenberechnung nach Antwortspektren-Verfahren
IngWare GmbHBau-Informatik
Seestrasse 78CH-8703 Erlenbachfon 044 910 34 34fax 044 910 34 [email protected] Copyright by IngWare GmbH
DEFINITION DER ANTWORTSPEKTREN
Die Antwortspektren liefern einen Zusammenhang zwischen der Eigenfrequenz (oder Eigenperiode) eines linear-elastischen Einmassenschwingers und der maximalen Antwort der Masse. Diese Antwort kann eine beliebige Bewegungsgrösse (Verschiebung, Geschwindigkeit, Beschleunigung) sein, für das Antwortspektren-Verfahren wird allerdings ausschliesslich das Beschleunigungs-Antwortspektrum verwendet.
Die Anregung (horizontale Bodenbeschleunigung) und die Antwort der Masse stimmen nur im Spezialfall (grosse Steifigkeit und geringe Frequenz der Anregung) annähernd überein.Das Antwortspektrum enthält die maximalen Antworten (z.B. Beschleunigungen) in Abhängigkeit der Eigenfrequenz für die betrachteten Anregungen.
Wird eine definierte Anregung (ein bestimmtes Erdbeben) auf Einmassenschwinger mit unterschiedlichen Eigenfrequenzen angewendet, kann die maximale Antwort (z.B. maximale Beschleunigung) in Abhängigkeit der Eigenfrequenz dargestellt werden.
Aus der Untersuchung verschiedener Anregungen entsteht dabei eine Kurvenschar.
Die aus der Norm SIA 261 bekannten Antwortspektren stellen eine Umhüllende um diese Kurvenschar dar. Diese Umhüllende wird so gewählt, dass sie in mathematischen Formeln erfasst werden kann.Die Norm SIA 261 unterscheidet fünf verschiedene Antwortspektren in Abhängigkeit der Baugrundklassen A bis E.
Die Antwortspektren liefern dementsprechend die maximale Beschleunigung eines Einmassenschwingers beliebiger Eigenfrequenz in Abhängigkeit der vorhandenen Baugrundklasse.
Um ein Bauwerk (einen Mehrmassenschwinger) auf Erdbeben zu untersuchen ist es erforderlich den Mehrmassenschwinger mit Hilfe einer modalen Analyse in eine Reihe von Einmassenschwinger zu transformieren. Für diese können die maximalen Antworten anhand des Antwortspektrums ermittelt und über die Rücktransformation auf den Mehrmassenschwinger übertragen werden.
ERDBEBENBERECHNUNG MIT ANTWORTSPEKTREN-VERFAHREN M3.06
DEFINITION DER ANTWORTSPEKTREN 5 Copyright by IngWare GmbH
