D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

- Die Extremwerte von Rissweite und Dübelkraft treten weder für alle Rissöffnungs- bzw.Lastzyklen noch gleichzeitig und immer in ungünstigster Richtung auf.Eine Beschreibung realistischer Randbedingungen für die numerische Simulation erfolgt inAbschnitt 4 am Beispiel eines typischen kerntechnischen Gebäudes.2.2 Dynamische Bauwerksberechnung für die ErdbebeneinwirkungDie sich bei Erdbebeneinwirkung einstellenden Dübelverschiebungen hängen hauptsächlichvon zwei Schnittgrößen ab, zum einen vom Biegemoment M im Bauteil, welches imWesentlichen mit der Rissöffnung korreliert ist, und zum anderen von der Zugkraft N z in derVerankerung. Zur Ermittlung der Schnittgrößenzeitverläufe an definierten Auswertungsstellenwerden an einem Bauwerksmodell mit Komponentenanschlüssen lineare dynamischeBerechnungen im Zeitbereich durchgeführt. Die gesamte Berechnungskette, von derEinwirkung, über die mit der Biegebeanspruchung im Bauteil korrelierte Rissöffnung, bis zurErdbebenlast am Dübel wird in einem Modell simuliert. Die Anregung des Bauwerks erfolgtdurch Erdbebenzeitverläufe ü n (t).Das Schema eines vereinfachten Bauwerksmodells für eine dynamische Finite-Elemente-Berechnung ist in Abbildung 2.1 dargestellt. Das Bauwerk selbst kann durch Balkenelementeund Einzelmassen modelliert werden. Die Boden-Bauwerk-Wechselwirkung wird durchFederelemente mit von den Untergrundeigenschaften abgeleiteten Steifigkeiten erfasst. DieKomponentenanschlüsse werden ebenfalls als Federelemente abgebildet, an welchen dieKomponenten jeweils durch eine Einzelmasse angeschlossen sind. Die Steifigkeiten dieserFedern sowie die Komponentenmassen können so eingestellt werden, dass die resultierendenEinmassenschwinger das Grundschwingverhalten der jeweiligen Komponente wiedergeben. ImModell können Komponenten sowohl an Wänden als auch an Decken angeschlossen sein. DieMomentenzeitverläufe M j (t) werden an den Auswertungsstellen j der Wände bzw. Decken alsBalkenschnittgrößen abgegriffen. Die Normalkraftzeitverläufe N j (t) der an den Stellen jvorgesehenen Komponentenanschlüsse ergeben sich als Federkräfte aus den zugehörigenElementen. Die Bauwerksberechnung kann auch mit höherer Genauigkeit an komplexerenModellen erfolgen. Jedoch ist zu beachten, dass die Bauwerksberechnung im Zuge einerstochastischen Analyse vielfach mit unterschiedlichen Parametersätzen wiederholt werdenmuss. Dies führt bei komplexen Modellen sehr schnell zu enormen Rechenzeiten.Anregungü n (t)DeckenkomponenteZeit tN 1 (t)M 1 (t)BauwerkM 2 (t)WandkomponenteN 2 (t)BodenAbbildung 2.1: Schema eines einfachen Bauwerksmodells mit Bodenfedern und Komponentenanschlüssen.Für kerntechnische Anlagen in Deutschland, die Gegenstand der Untersuchungen imBeispiel des Abschnitts 4 sind, wird die Erdbebeneinwirkung nach KTA 2201.1 [2] durch ein4704