D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

1 EINLEITUNGBei der Erdbebenauslegung von Bauwerken sind die drei Raumkomponenten derErdbebeneinwirkung zu berücksichtigen. Dabei sind insbesondere die beidenHorizontalkomponenten von Bedeutung, da Bauwerke in vertikaler Richtung aufgrund derstatischen Berechnung schon entsprechend stark dimensioniert sind. Bei der Anwendung vonZeitverlaufsverfahren und dreidimensionalen Tragwerksmodellen können die beidenHorizontalkomponenten und die Vertikalkomponente als gleichzeitig wirkend angesetztwerden. In der Regel kommt jedoch das Antwortspektrumverfahren zur Anwendung. DieKombination der verschiedenen Einwirkungsrichtungen ist in Normen geregelt. Oftmalskommt dabei die „30%-Regel“ zum Einsatz. Werden Tragwerke mit 2D-Modellen in ihrenHauptrichtungen modelliert, gestaltet sich die Kombination der beiden H-Komponentenaufwändiger, da die Bemessungsgrößen beider Hauptrichtungen anschließend kombiniertwerden müssen und nicht wie beim 3D-Modell die Erdbebenbelastung beider Richtungendirekt gemeinsam aufgebracht werden kann.Eine alternative Regelung, welche die Kombination beider Horizontalkomponenten bereitsbei der Einwirkung berücksichtigt ist in der kerntechnischen Regel KTA 2201.1 [1] zurAuslegung von Kernkraftwerken angegeben. Dort darf mit einem Faktor das horizontaleAntwortspektrum in ein resultierendes Antwortspektrum umgerechnet werden. Diesesresultierende Antwortspektrum kann dann zur Berechnung auf ein 2D-Modell angewendetwerden. Die KTA 2201.1 ist in den letzten Jahren überarbeitet worden und liegt als Gründruckim Entwurf vor [2].Die hier durchgeführten Auswertungen haben das Ziel einen Resultierendenfaktorentsprechend der Regelung in KTA 2201.1 zu ermitteln, mit dem resultierende Einwirkungenaus zwei Horizontalkomponenten - ausgehend von einer Horizontalkomponente - berechnetwerden können. Dieser Resultierendenfaktor soll unter gewissen Rahmenbedingungen für dieAnwendung im Antwortspektrumverfahren geeignet sein. Für die Auswertungen wurde dergesamte Datensatz der Europäischen Strong-Motion Datenbank (ESD) verwendet(http://www.isesd.hi.is/ESD_Local/frameset.htm). Alle dort enthaltenen Zeitverläufe vonErdbebenereignissen mit einer Magnitude zwischen 5 und 9 wurden ausgewertet. Insgesamtergaben sich damit 1426 Beschleunigungszeitverläufe. Bei den Auswertungen wurden auchetwaige Einflüsse von Frequenz, Magnitude, Entfernung und Untergrund untersucht. DieAuswertungen basieren auf den Erfahrungen einer Bachelorarbeit, die im Zeitraum von Juni bisSeptember 2010 an der RWTH Aachen erstellt worden ist [3]. In Anlehnung an derenEndergebnisse und Schlussfolgerungen wurden die hier durchgeführten, neuen Untersuchungenan einem erweiterten Datensatz erstellt.2 EINIGE BEGRIFFE AUS DER SEISMOLOGIE2.1 Lage und Entfernung bei einem ErdbebenDer Entstehungsort eines Bruchprozesses wird als Hypozentrum bezeichnet. DasEpizentrum eines Erdbebens liegt an der Erdoberfläche, vertikal über dem Hypozentrum. DieEntfernung zwischen diesen beiden Punkten ist die Herdtiefe. Der Abstand zwischen demStandort und dem Hypozentrum wird als Hypozentralentfernung bezeichnet. DieEpizentralentfernung ist der Abstand zwischen dem Epizentrum und dem Standort. DieBegriffe sind in Abbildung 1 veranschaulicht.1442