Erdbebensichere Konstruktion

In Hinblick auf starke Erdbebenbeanspruchung können die Wandscheiben in Elementen mit kleineren Abmessungen segmentiert werden, wobei in die Fügen punktförmige Verbindungen eingebaut werden. Diese bilden in Elastomere eingebettete, dübelartige Verbindungen aus Weichmetallen, die als Schub- und Biegedämpfer wirken:

Werden kontrollierbare Anschlüsse aus Elastomerlagern zwischen den Riegeln und den Stielen und eventuell auch an den Fußpunkten von biegesteifen Rahmen eingebaut, so kann unter Beibehaltung der Geometrieverhältnisse und des statisch erforderlichen Einspanngrades der Tragglieder die elastische Steifigkeit des Systems nach den dynamischen Anforderungen festgelegt werden:

Viskoelastische Dämpfer werden unmittelbar innerhalb des Tragwerks eingesetzt. Sie besitzen eine elastische Steifigkeit und bei Wechselbeanspruchung erzeugen sie geschwindigkeitsproportionale Dämpfungskräfte. Viskoelastische Dämpfer bestehen aus viskoelastischen Werkstoffen, wie Polymere. Die erste Anwendung im Bauwesen fand 1969 beim Bau der Türme des World Trade Centers in New York statt. Diese wurden zur Gewährleistung der Behaglichkeit der Anwohner zwischen den Außenstützen und dem unteren Gurt der Deckenträger angeordnet:

Bei der üblichen Kopplung von Aussteifungsgliedern aus Stahlprofilen und biegesteifen Rahmen zum Einsatz von Dämpfungsanlagen erhalten die Systeme gegen starke Erdbebenbeanspruchung zwar zwei "Abwehrlinien" (Dämpfer und Rahmen), zeigen aber während der Beanspruchung kein optimales Verhalten; dadurch, dass die Druckdiagonalen schlaff werden, können sich diese nicht an der Energiedissipation beteiligen. Mit diesem Hintergrund wurde am Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen ein Aussteifungsmechanismus entwickelt, der aus einem geschlossenen vorgespannten Seilverband besteht und über einen plastischen Hysteresedämpfer an den Rahmen kontrolliert gekoppelt ist:

Ein ähnlicher und einfacherer Ansatz:

Die konstruktive Ausbildung einer gelenkigen Knotenverbindung und ihr Verformungsverhalten:

Typische Längsbewehrungsanordnung in Stützen – ungeeignete Anordnung in Bündeln; geeignete Anordnung mit Bewehrungsstößen:

Titelbild: Abgehängte Decken sind unter Erdbebenbeanspruchung horizontalen Kräften ausgesetzt und neigen zu Eigenschwingungen. Sie sind an jeweils einem Ende in beiden Richtungen festzuhalten, während sie am jeweils anderen Ende frei beweglich zu lagern sind.

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Erdbebensichere Architektur,
Erdbebensichere Bauwerke,
→ Erdbebensichere Konstruktion,
Erdbebensicheres Design und
Erdbebensicheres Engineering ['5MB'].