Beitrag zur Berechnung von nachgiebig gelagerten Behältertragwerken unter seismischen Einwirkungen

Habenberger, Jörg

In der Baupraxis werden zur Erfassung der bei seismischen Einwirkungen auftretenden Interaktionseffekte zwischen Behältertragwerk, Flüssigkeit und Untergrund oftmals sogenannte Ingenieurverfahren eingesetzt. Diese sind durch die ihnen zugrundeliegenden einfachen mechanischen Modelle und die Anwendung der Strukturmethode zur Berücksichtigung der Behälter-Boden-Interaktion gekennzeichnet. Die modale Analyse der Interaktionsschwingung von Flüssigkeit und Behälterschale wird in der Arbeit durch die Integralgleichungsmethode behandelt. Diese wird sowohl auf die ideale Flüssigkeit als auch zur Untersuchung des Einflusses der Flüssigkeitskompressibilität angewendet. Es wird ein Modell zur Berücksichtigung der Flüssigkeitsviskosität entwickelt und daraus Dämpfungsfaktoren für die Schwingung der Flüssigkeitsoberfläche abgeleitet. Für die Behältergründung werden in Abhängigkeit von der Gründungsflexibilität Impedanzfunktionen bestimmt. Aus dem Gesamtsystem von Behälter, Flüssigkeit und Untergrund werden Dämpfungsmaße und Frequenzänderungen ermittelt, die für die Anwendung in einem normentauglichen Berechnungskonzept bestimmt sind.

In order to take into account effects of interaction between storage tank, liquid and soil under the influence of a seismic impact an approach often taken in practical construction analysis is the use of so-called engineering methods. These are based on simple mechanical models and take advantage of the sub-structure method to consider structure-soil-interaction. In the paper, modal analysis of the interaction motion of liquid and tank shell is dealt with by the integration equation method. This is applied for examination of the behaviour of the ideal liquid as well as the influence of the compressibility of the liquid. A model is developed in order to take into account the viscosity of the liquid from which damping factors for the motion of the liquid surface are derived. Impedance functions are defined to consider the foundation of the tank depending on the flexibility of the foundation. Damping values and changes in frequency are calculated from the complete system consisting of storage tank, liquid and soil, which are intended for the application in calculation concepts suitable for official design specifications.

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Habenberger, Jörg: Beitrag zur Berechnung von nachgiebig gelagerten Behältertragwerken unter seismischen Einwirkungen. 2004.

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