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Mit dem Ergänzungsmodul Dynamik können die Antwortspektren nach DIN 4149:2005-04 für beliebige ebene und räumliche Stab-, Flächen oder Volumentragwerke ausgewertet und für den Erdbebennachweis überlagert werden.

Als Ersatz für die Erdbebennorm 4149:1(1981-04 und 1992-12) dient die nun eingearbeitete Neuauflage der DIN 4149:2005-04. In Anlehnung an den EC8 kommen hier weitreichende Änderungen zur bisherigen Lösung zum Einsatz.

In Abhängigkeit von der Erdbebenzone, der Gründung, der Dämpfung und der Duktilität des Bauwerks werden die Bodenbeschleunigung und die Berechnungsbeiwerte gemäß der Norm vorgegeben.

Anschließend werden die den Eigenfrequenzen zugehörigen Bauwerksreaktionen nach der Antwortspektrenmethode berechnet und überlagert.

Die daraus resultierenden Schnittgrößen stehen dann für weitere Überlagerungen mit den statischen Einwirkungen und anschließender Bemessung zur Verfügung.

Eigenwerte

Für jede Eigenform wird das zugehörige Antwortspektrum ausgewertet und die Verformungen, Schnittgrößen etc. abgespeichert.
Zur Beurteilung der zu berücksichtigenden Schwingungsformen, werden die aufgebrachten den effektiven modalen Massen gegenübergestellt.

Bodenbeschleunigungen

Entsprechend der Erdbebenzone wird die Bodenbeschleunigung aufgebracht. Dabei kann die Richtung komponentenweise getrennt ausgewertet und später überlagert werden (z.B.: ± 1,0 Edx ± 0,3 Edy). Bei Bedarf lässt sich das Bezugssystem in die lokalen Gebäudeachsen verdrehen.

Beiwerte nach DIN 4149:2005

Aus den gewählten Untergrundverhältnissen ergeben sich die Parameter für die horizontalen und vertikalen Antwortspektren. Diese werden dann unter Berücksichtigung der Bauwerkseigenschaften ausgewertet und überlagert. Normgemäß wählt dabei das Programm die vorgeschriebene statistische Überlagerung (SRSS oder CQC). Diese kann optional vom Anwender übersteuert werden.

In Abhängigkeit von der Schwingzeit kann die bezogene Spektralbeschleunigung dem Antwortspektrum direkt entnommen werden (z.B. zur Ermittlung des Fundamentschubes).

Für weitere Untersuchungen (z.B. Berechnung nach Th. 2. Ordnung) können die den Modalbeiträgen zugrundeliegenden statischen Ersatzlasten abgespeichert werden.

Statische Ersatzlast der 1. Eigenform

Literatur:

DIN 4149, Ausgabe:2005-04
Bauten in deutschen Erdbebengebieten - Lastannahmen, Bemessung und Ausführung üblicher Hochbauten
Beuth Verlag GmbH

Meskouris, K. (1999)
Baudynamik
W. Ernst & Sohn, Berlin