Stahlbau-Kalender, Jahrgang 2020, Abschnitt 11 Gündel, Max; Hoffmeister, Benno; Vayas, Ioannis; Wittemann, Klaus Tragverhalten, Auslegung und Nachweise von Stahlbauten in Erdbebengebieten |
|||
Nr. | Abschnitt | Seite | |
1 | Einleitung | 733 | |
1.1 | Bedeutung der Erdbebenauslegung | 733 | |
1.2 | Entwicklung der Normung für Erdbebenlasten in Deutschland | 735 | |
1.3 | Erdbebenauslegung von Stahlbauten | 736 | |
2 | Erdbebeneinwirkung | 736 | |
2.1 | Darstellung der Erdbebeneinwirkung | 736 | |
2.1.1 | Grundlagen | 736 | |
2.1.2 | Herleitung des Antwortspektrums | 737 | |
2.1.3 | Antwortspektren in DIN EN 1998-1 | 739 | |
2.2 | Baugrundbeschaffenheit | 741 | |
2.3 | Erdbebengefährdungskarten | 742 | |
3 | Auslegung von Hochbauten | 746 | |
3.1 | Entwurfskonzepte | 746 | |
3.1.1 | Systemsteifigkeit | 746 | |
3.1.2 | Duktilität und Dissipation | 747 | |
3.1.3 | Verhaltensbeiwert q | 749 | |
3.1.4 | Kapazitätsbemessung und Überfestigkeit | 752 | |
3.1.5 | Duktilitätsklassen und deren Anforderungen | 755 | |
3.2 | Anforderungen an Regelmäßigkeit | 756 | |
3.3 | Modellierung und Berechnungsmethoden | 762 | |
3.3.1 | Vorüberlegungen und Wahl einer Duktilitätsklasse | 762 | |
3.3.2 | Bestimmung der Erdbebengefährdung | 764 | |
3.3.3 | Bemessungs-Antwortspektrum | 764 | |
3.3.4 | Kombination von Erdbeben mit anderen Einwirkungen | 766 | |
3.3.5 | Antwortspektrumverfahren | 767 | |
3.3.6 | Pushover-Berechnung | 769 | |
3.3.7 | Nichtlineare Zeitschrittberechnungen | 775 | |
3.4 | Nachweisführung | 776 | |
3.4.1 | Grenzzustand der Tragfähigkeit | 776 | |
3.4.2 | Nachweise zur Schadensbegrenzung | 777 | |
3.5 | Vereinfachte Erdbebenauslegung nach dem Nationalen Anhang | 777 | |
4 | Besondere Regeln für Stahlbauten | 783 | |
4.1 | Entwurfsprinzipien | 783 | |
4.1.1 | Einleitung | 783 | |
4.1.2 | Niedrig-dissipative und dissipative Auslegungskonzepte | 783 | |
4.1.3 | Anwendung der Kapazitätsbemessung im Stahlbau | 784 | |
4.2 | Werkstoffe | 784 | |
4.2.1 | Material-Überfestigkeit | 784 | |
4.2.2 | Zähigkeit | 785 | |
4.2.3 | Verbindungsmittel | 786 | |
4.2.4 | Ausführung | 786 | |
4.2.5 | Nichtrostende Stähle | 786 | |
4.3 | Tragwerkstypen und Verhaltensbeiwerte | 786 | |
4.3.1 | Tragwerkstypen und Verhaltensbeiwerte | 786 | |
4.3.2 | Gemeinsame Auslegungsregeln bei dissipativem Tragverhalten | 788 | |
4.4 | Biegesteife Rahmen | 789 | |
4.4.1 | Tragsystem und Tragverhalten | 789 | |
4.4.2 | Träger | 789 | |
4.4.3 | Stützen | 790 | |
4.4.4 | Riegel-Stützen-Anschluss | 791 | |
4.5 | Konzentrische Verbände | 794 | |
4.5.1 | Tragsystem und Tragverhalten | 794 | |
4.5.2 | X-Verbände | 795 | |
4.5.3 | V-Verbände | 797 | |
4.6 | Exzentrische Verbände | 797 | |
4.6.1 | Tragsystem und Tragverhalten | 797 | |
4.6.2 | Bemessung von Verbindern | 798 | |
4.6.3 | Konstruktionsregeln für Verbinder | 799 | |
4.7 | Sonderthemen und neue Entwicklungen | 799 | |
4.7.1 | Buckling Restraint Braces (BRB) | 799 | |
4.7.2 | Dissipative Anschlüsse zentrischer Verbände (INERD) | 801 | |
4.7.3 | Austauschbare dissipative Elemente (FUSEIS) | 802 | |
4.7.4 | Stahl- und Stahlverbundschubwände | 803 | |
4.7.5 | Dissipative biegesteife Rahmen in Querschnittklasse 3 und 4 | 803 | |
4.7.6 | Dämpfer und seismische Isolierung | 805 | |
5 | Besondere Regeln für Verbundbauten aus Stahl und Beton | 806 | |
5.1 | Grundlagen | 806 | |
5.2 | Werkstoffe | 806 | |
5.3 | Tragwerkstypen und Verhaltensbeiwerte | 807 | |
5.3.1 | Tragwerkstypen und Auslegungskonzepte | 807 | |
5.3.2 | Anwendbare Verhaltensbeiwerte | 807 | |
5.4 | Berechnungsmethoden | 808 | |
5.4.1 | Modellierung von Verbundtragwerken | 808 | |
5.5 | Konstruktive Durchbildung | 810 | |
5.5.1 | Kapazitätsbemessung | 810 | |
5.5.2 | Anforderungen an Bauteile | 810 | |
5.6 | Träger-Stützen-Anschlüsse | 814 | |
6 | Andere Tragwerke | 814 | |
6.1 | Einleitung | 814 | |
6.2 | Erdbebeneinwirkung und Anforderungen | 816 | |
6.3 | Silos | 816 | |
6.4 | Tanks | 817 | |
6.5 | Verankerungen | 819 | |
7 | Auslegungsbeispiele | 820 | |
7.1 | Stahlhalle in Deutschland | 820 | |
7.2 | Vierstöckiges Bürogebäude mit dissipativer Auslegung | 824 | |
7.2.1 | Tragwerksbeschreibung – Lasten | 824 | |
7.2.2 | Tragwerksmodellierung und -berechnung | 825 | |
7.2.3 | Grenzzustand der Schadensbegrenzung | 827 | |
7.2.4 | Grenzzustand der Tragsicherheit | 828 | |
7.2.5 | Nichtlineare statische Berechnung | 830 | |
7.2.6 | Nichtlineare dynamische Berechnung | 832 | |
7.3 | Flüssigkeitsgefüllter Behälter | 835 | |
7.4 | Stehender Doppelkammerbehälter auf Rohrfüßen | 837 | |
8 | Literaturverzeichnis | 839 |