D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

2 ERMITTLUNG DER DÜBELVERSCHIEBUNG BEI ERDBEBENEINWIRKUNG2.1 AllgemeinesFür außergewöhnliche Einwirkungen, wie Erdbeben, erfolgt die Bemessung von Dübeln indeutschen Kernkraftwerken auf der Grundlage einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungoder einer Zustimmung im Einzelfall. Die Zulassungsbedingungen für einen Dübel folgen denEmpfehlungen des DIBt-Leitfadens [1] und basieren auf verschiedenen Versuchen. Dabei wirdberücksichtigt, dass bei Erdbebeneinwirkung Risse im Beton entstehen, die sich im zeitlichenVerlauf des Bebens mehrfach öffnen und schließen. Darüber hinaus tritt im Erdbebenfall auchdie Dübelkraft in Abhängigkeit des Schwingverhaltens des an der Dübelverankerungangebrachten Anlagenteils zum Teil zyklisch auf.Unter der Annahme, dass sich der Verankerungsbereich des Dübels im Erdbebenfall ingerissenem Beton befindet, sind nach Abschnitt 5.3.2.1 des DIBt-Leitfadens [1] u.a.verschiedenartige zyklische Versuche durchzuführen, anhand derer die Dübelverschiebung beiBemessungserdbeben bewertet wird. Zum einen wird die Dübelverschiebung bei geöffnetemRiss unter einer wechselnden Zugbeanspruchung mit derzeit 15 Lastzyklen ermittelt. Zumanderen werden Versuche mit sich öffnenden und schließenden Rissen bei konstanterZugbelastung des Dübels und 10 Rissöffnungszyklen durchgeführt. Im Rahmen desdeterministischen Sicherheitskonzeptes sind die Versuchsbedingungen, auch mangelsgenauerer Erkenntnisse, sehr konservativ gewählt. Demgegenüber wird im vorliegendenBeitrag ein probabilistischer Ansatz zur numerischen Ermittlung der Dübelverschiebungen beiErdbebeneinwirkung vorgestellt, der darauf basiert, die für die Dübelverschiebungwesentlichen Einflussgrößen genau zu quantifizieren und somit die sehr konservativenAnnahmen der Versuche durch realistische Randbedingungen in der numerischen Simulationzu ersetzen.Wesentliche Konservativitäten, die im deterministischen Ansatz und damit in denVersuchsbedingungen nach DIBt-Leitfaden [1] gegenüber realen Einbausituationen vonDübelverankerungen enthalten sind, werden nachfolgend benannt.- In der Regel bestehen Verankerungen aus Dübelplatten mit mehreren Dübeln. Einesolche Dübelplatte weist aufgrund der Umlagerung bzw. Verteilung der Kräfteveränderte Verschiebungen auf als ein Einzeldübel mit der gemäß Berechnungungünstigsten Belastung. Der Platteneffekt wird bisher vernachlässigt.- Bei deterministischer Herangehensweise wird unterstellt, dass die Betonrissegleichzeitig mit maximaler Rissweite durch alle Dübelbohrungen einer Platte verlaufen.Allerdings liegen Risse mit maximal zu unterstellender Rissweite aufgrund desresultierenden Spannungsabbaus im Beton weiter auseinander.- Werden Komponenten von mehreren Dübelplatten gehalten, verlaufen gemäßdeterministischem Ansatz Betonrisse mit maximaler Rissweite durch alleDübelbohrungen aller Halterungen. Dies ist sehr konservativ.- Die Versuche werden mit der rechnerisch maximalen Rissweite durchgeführt. Dieseentspricht dem 95%-Fraktilwert der Rissweitenverteilung bei voller Ausnutzung desBauteils in der Lastfallkombination Erdbeben. Die tatsächliche Verteilung dermaximalen Rissweiten wird nicht berücksichtigt. Zudem bestehen i.d.R. Auslegungsreserven,sodass eine volle Ausnutzung der Stahlbetonquerschnitte nicht erreicht wird.- In den Versuchen werden die Dübel mit der maximalen Zulassungskraft beansprucht.Dagegen sind Verankerungssysteme in realen Einbausituationen i.d.R. nicht für einevollständige Ausnutzung bemessen.3469