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Standsicherheit – Erdbebennachweis

Trotz sehr geringer Auftretenswahrscheinlichkeiten, müssen Erdbeben auf Grund ihrer potentiell katastrophalen Folgen (Einsturz der Struktur, Austritt von Inhaltsstoffen, Fehlfunktionen, Gefährdung von Mensch und Natur) stets bei der Betrachtung der Standsicherheit von Strukturen berücksichtigt werden.

Aus diesem Grund bieten wir Ihnen für Ihre Konstruktion einen FEM-gestützten Erdbebennachweis unter Berücksichtigung aller relevanten Lastzustände (Eigengewicht, Betriebslasten, Schneelasten, Windlasten). Frei nach dem Motto: „Eine Kette ist nur so stark, wie ihr schwächstes Glied“, gilt es mögliche Schwachstellen der Struktur zu ermitteln und ggf. geeignete Ertüchtigungsmaßnahmen zu finden, sodass eine ausreichende Widerstandfähigkeit gegen ein mögliches Erdbeben vorhanden ist. Je nach Umfang der seismischen Aktivitäten am Aufstellort kommen unterschiedliche Nachweismethoden, den Vorgaben einschlägiger Normen und Regelwerke (Eurocode) entsprechend, zum Einsatz.

Das Vorgehen, die Grundlagen und Annahmen, sowie die generierten Ergebnisse werden in einem prüffähigen Berechnungsbericht zusammengefasst und Ihnen zusammen mit benötigten Berechnungsdaten zur Verfügung gestellt.

Unser Leistungsumfang beschränkt sich hierbei auf Strukturen aus Metall (Maschinen- und Anlagenbau). Nachweise für Konstruktionen aus Holz, Stahlbeton oder Mauerwerk zählen nicht zu unserem Angebot.

Berücksichtigung der initialen Lastsituation

DIN EN 1991 – Eurocode 1

    • Eigengewicht und Massen von Anbauten oder Füllung
    • Betriebszustände (Druck, Temperatur, Stutzenlasten, Verkehrslasten etc.)
    • Windlasten
    • Schneelasten

Nachweis der Standsicherheit gegen Erdbebeneinwirkungen

DIN EN 1998 – Eurocode 8 (ersetzt DIN 4149)

    • Ermittlung des Antwortspektrums der Erdbebeneinwirkung unter Berücksichtigung:
      • des jeweiligen Standortes und der zugehörige Erdbebenzone (Spitzenwert der Bodenbeschleunigung für die Referenz-Wiederkehrperiode)
      • der Baugrundklasse und des geologischen Untergrundes
      • des Verhaltensbeiwertes der Struktur
      • des Bedeutungsbeiwertes der Struktur
    • Vereinfachtes Antwortspektrumverfahren
      • für Standorte mit „sehr geringer Seismizität“
      • Ermittlung einer Gesamterdbebenkraft, welche auf die Struktur wirkt
      • vertikale Verteilung der horizontalen Erdbebenkräfte
    • Modales Antwortspektrumverfahren
      • Ermittlung und Berücksichtigung aller Modalformen, welche wesentlich zur Gesamtantwort des Systems beitragen
        • vorgespannte Modalanalyse (Berücksichtigung relevanter initialer Lastzustände)
      • Durchführen einer entsprechenden Erdbebensimulation mit Hilfe der FEM (Finite-Elemente-Methode) auf Basis der ermittelten Modalformen und unter Berücksichtigung des berechneten Antwortspektrums
        • das verwendete 3D-Modell entspricht dabei der konkreten Geometrie der Struktur (kleine Vereinfachungen zur Optimierung des Berechnungsaufwandes können notwendig sein)
      • Überlagerung der horizontalen Erdbebenbelastungen in beide Hauptrichtungen
      • für horizontal ausgerichtete Strukturen werden zusätzlich die vertikalen Erdbebeneinwirkungen überlagert
    • Ermittlung der Sicherheit gegen Gleiten und Kippen
      • Ermittlung der wirkenden Lagerkräfte und – Momente
      • Bewertung der Ausführung der entsprechenden Lagerung der Struktur

 

Bewertung der Tragfähigkeit unter Berücksichtigung von Erdbebeneinwirkungen

DIN EN 1993 – Eurocode 3

    • Bewertung der Tragfähigkeit der grundlegenden Struktur
    • Stabilitätsuntersuchungen
    • Bewertung der Schweißnähte
    • Analyse der Schraubverbindungen

Normen und Richtlinien für den Nachweis

Die Festigkeitsnachweise erfolgen gemäß geltender Normen und Richtlinien, wie beispielsweise:

    • DIN EN 1990 – Eurocode 0 – Grundlagen der Tragwerksplanung
    • DIN EN 1991 – Eurocode 1 Einwirkungen auf Tragwerke
    • DIN EN 1993 – Eurocode 3 Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
    • DIN EN 1998 – Eurocode 8 Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben (ersetzt DIN 4149)

Standsicherheitsnachweis unter Erdbebenbelastungen


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Bild von Andreas Hanke

Andreas Hanke

Geschäftsführung, Dipl.-Ing.