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Erdbebenbemessung

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Presentation Transcript

    1. 10 April 2012 Erdbebenbemessung - mit SCIA.ESA-PT

    2. Berechnetes Beispiel: Schalenmodel

    3. Beispiel 1: 2D Rahmen - Stütze Model (Geometrie, Auflager, Gelenke, Querschnitte, Netzteilung) Massen (Massengruppen, Massengruppenkombination, Dynamischer Lastfall,) Eigenformen, Eigenfrequenzen SRSS – Ergebnisse (MVN - Außergewöhnliche Kombination) Bemessung Beton, Stahl, Verformungen

    4. Checkliste für eine Erdbebenberechnung Projekt - Funktionalität Statisches Model Massen Lastfall Erdbeben Lastfallkombinationen Rechenkern Einstellungen

    5. 1. Projekt - Funktionalität Hauptmenü: Projekt Seite Funktionalität: Dynamik - Erdbeben

    6. 2. Statisches Modell - Beschreibung des Modells: Dicke der Decken 25cm Dicke der Wand 30cm Stütze Ø25cm Beton C30/37 Für die Berechnung wurde eine Wand 6,3x0,3m gewählt. Die vereinfachte Berechnung ist ein Rahmen XZ

    7. 2D Rahmen, 3D Rahmen, Schalen,.. Genug feine Netzteilung Massen werden in Netzknoten konzentriert. Ausreichende Auflager in horizontale Richtung Bei einer weichen Halterung kann passieren, dass sich die Konstruktion nur horizontal als ein ganzes Block bewegt und keine innere Kräfte verursacht. 2. Statisches Model

    8. 2. Statisches Model - Querschnitt – Abminderung Iy:

    9. 3. Massen Massengruppen (wie Lastfälle bei der statischen Berechnung) Lastfälle können in Massengruppen konvertiert werden. Dabei werden Kräfte in globale „Z“ Richtung umgewandelt Erdbeschleunigung ist in Projektdaten einstellbar Folgende Lasttypen können umgewandelt werden: Knotenlasten Punktlasten Linienlasten am Stab Flächenlasten

    10. Massen: Mögliche Typen von Massen Knoten Punkt am Stab Linienmasse Flächenmasse

    11. 3. Massen: Ständige Lasten für Dachdecke: Dachdecke: 18,32 x 0,25 x 25 = 2093 kN Wände für Dachdecke: 4 x (6,3 x 2 x 0,3) x 25 = 378 kN Stützen Dachdecke: 8 x ((PI x 0,252)/4 x 2) x 25 = 19,6 kN Fassade Dachdecke 1,5 kN/m2: 4 x (18,3 x 2) x 1,5 = 220 kN Bodenaufbau 2 kN/m2 18,32 x 2,0 = 670 kN Dachdecke Gesamtlast: GD = 2093 + 378 + 19,6 + 220 + 670 GD = 3381 kN

    12. 3. Massen: Ständige Lasten für Bürodecke: Bürodecke: 18,32 x 0,25 x 25 = 2093 kN Wände für Bürodecke: 4 x (6,3 x 4 x 0,3) x 25 = 756 kN Stützen Dachdecke: 8 x ((PI x 0,252)/4 x 4) x 25 = 39,3 kN Fassade Dachdecke 1,5 kN/m2: 4 x (18,3 x 4) x 1,5 = 439 kN Bodenaufbau 2 kN/m2 18,32 x 2,0 = 670 kN Dachdecke Gesamtlast: GB = 2093 + 756 + 39,3 + 439 + 670 GB = 3997 kN

    13. 3. Massen: Nutzlasten und Gesamtlast: Nutzlast auf Bürodecke: q = 3,0 kN/m2 Q = 18,32 x 3 = 1005 kN Gesamtlast Dachdecke: GD,tot = 0,5 x GD = 3381 kN Gesamtlast Bürodecke: GB,tot = 0,5(GB+0,3xQ) = 2150 kN

    14. ÖNORM B 4015 (8.3.1) ?2 laut Tabelle 7 In jeder Massengruppenkombination ist Eigengewicht automatisch inkludiert du muss daher nicht von dem Lastfall Eigengewicht extra konvertiert werden Es können mehrere Massengruppenkombinationen erstellt werden. 3. Massen: Massengruppenkombination

    15. 4. Dynamischer Lastfall Lastfallgruppe – Außergewöhnlich! Lastfall – Dynamisch – Erdbeben Parameter definieren: Richtung X, Y, oder Z (auch mehrere gleichzeitig) Spektrum nach Norm, manuelle Eingabe oder aus der Bibliothek Auswertung der Ergebnisse SRSS, CQC,… Beschleunigung: Hier kann eine „1“ eingegeben werden, falls ah im Spektrum schon definiert ist. Falls ein Spektrum aus der Bibliothek genommen wurde muss hier die horizontale Beschleunigung ah eingegeben werden Auswertung SRSS, CQC, MAX MAX: R(j)MAX – maximale Antwort von allen Formen

    16. Erdbebenspektrum Generator oder eine manuelle Berechnung

    17. Normparameter ÖNORM B4015: Ah horizontale Bodenbeschleunigung: Anh. A.4, Tabelle A.2 Eta (Bauwerksdämpfung): Tabelle 10 K5 (Bauwerksduktilität) Tabelle 12 T1, T2, k1, Beta: Tabelle 9

    18. 5. Lastfallkombination Typ: GZT – Erdbeben ÖNORM Formel (40) Teilsicherheitsbeiwert g n wird manuell eingegeben (Tabelle 5) SK1 gn = 1,0 SK2 g n = 1,1 SK2 g n = 1,2 Die Ergebnisse der SRSS Auswertung sind immer positive Werte. Deswegen werden die dynamischen Lastfälle automatisch mit +/- kombiniert.

    19. 6. Rechenkern: Bemerkungen vor der Berechnung Die Summe der Anteilsbeiwerte soll laut EC8 4.3.3.3.1 (3) mindestens „0,9“ sein. Wenn es nicht erfüllt werden kann, dann soll die Anzahl der Eigenformen Die Anzahl der berücksichtigten Eigenformen soll so viel sein, bis Tk<=0,2S is. Laut ÖNORM B 4015 müssen alle Eigenformen mit Eigenperioden größer als T1 berücksichtigt werden (10.1)

    20. 6. Rechenkern: Bemerkungen vor der Berechnung Verformungen sollen laut EC8 mit dem Anteilsbeiwert q multipliziert werden, oder sie sollen mit dem elastischen Spektrum multipliziert werden 4.3.4 Formel (4.23)

    21. Interpretation der Ergebnisse Die Verschiebungen sind in ESA mit 10^4 multipliziert Eigenform ist in ESA für M*=1 normalisiert (generalisierte Masse =1)

    22. Eigenformen 1, 2, 3

    23. Anteilsbeiwerte, effektive Masse Anteilsbeiwert Effektive Masse Partizipationsmassenfaktor

    24. Rechenprotokoll Fx – Kraft in der Auflagerebene Umkippmoment Gesamtumkippmoment

    25. Ergebnisklassen Ergebnisklassen erstellen eine Umhüllende verschiedener Lastfallkombinationen. In eine Klasse können die Grundkombinationen und außergewöhnliche Kombination gesammelt werden Bewehrungsentwurf erfolgt dann nur 1x Gamma_s und Gamma_c werden in EC automatisch gewählt.

    26. Checkliste für eine Erdbebenberechnung Projekt - Funktionalität Statisches Model Massen Lastfall Erdbeben Lastfallkombinationen

    27. Modellbildung: Auflager, Gelenke

    28. Abschließende Bemerkungen Richtungsbeiwert: Bei der Eingabe der dynamischen Lastfälle können auch Richtungsbeiwerte eingegeben werden. Diese werden bei der Berechnung der statischen Ersatzkräften verwendet. Sie können an Hand der Anteilsbeiwerte ermittelt werden für die Eigenformen, welche den größten Beitrag liefert. Analog wird ky berechnet

    29. Abschließende Bemerkungen Vertikale Last / Umkippmoment :

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