Soil - Structure Interaction
Boden – Bauwerk Interaktion
Alexander Prantl
Einleitung
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Wellenausbreitung im
unendlichen Halbraum
Mutation der
mechanischen Wellen auf
dem Übertragungsweg
Übertragung von Energie
Schwingungsfähiges
System Boden und
Bauwerk
Wellen im Baugrund
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P - Wellen
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S – Wellen
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Love – Wellen
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Rayleigh - Wellen
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Auch gemischte Formen
möglich
Reflexion, Absorption oder
Umwandlung an
Gesteinsschichten
Welle - Schwingung
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Wellen breiten sich unendlich (im Halbraum) aus
Wellen sind „Freifeldschwingungen“ im elastischen
Halbraum oder an dessen Oberflächen
Schwingung findet lokal (am Bauwerk) statt
Diese entsteht durch das Zusammenwirken von Boden
und Bauwerk
Boden
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Bodeneigenschaften
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Federung (Nachgiebigkeit des Bodens)
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Abstrahlungsdämpfung
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Dissipative Dämpfung
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Elastisches Festkörpergerüst
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Viskoelastisches Festkörpergerüst
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Bei geschichtetem Boden Eigenfrequenz einer Schicht
System Boden - Bauwerk
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Homogener Boden – unendlich ausgedehnt
Daher keine Eigenfrequenz!
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Boden bestimmt jedoch Feder- und
Dämpfungseigenschaften des Boden – Bauwerksystems
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Bauwerk trägt Masse und Steifigkeit des Schwingers
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Steifigkeit des Fundaments beeinflusst die Interaktion
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Einfluss des Verhältnis Einbindetiefe/Wellenlänge
Boden – Bauwerk Interaktion
Definition
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Gemeinsame Beanspruchung von Boden und Bauwerk durch die
seismischen Einwirkungen
Beeinflussung der Wechselwirkung
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Bodensteifigkeit, generell elastische Eigenschaften d. Bodens
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Dämpfungseigenschaften des Bodens
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Bauwerksmasse (Trägheit)
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Gründungsart und deren Steifigkeit sowie Einbindetiefe
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Generell: Bauwerk beeinflusst Freischwingung des Bodens
Mechanismen zufolge Boden –
Bauwerk - Interaktion
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Bodenverflüssigung
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Erschütterungsverstärkung
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Sackung
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Massnahmen zur Verbesserung des Baugrunds
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Bodenstabilisierung und -auswechslung
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Pfahlgründungen und Stopfverfahren
Berechnungsverfahren
Numerische Berechnung
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Randelementmethode BEM
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Finite Elemente Methode FEM
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Scaled Boundary FEM
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Im Boden eingebetteter
Gründungskörper
Sommerfeld'sche
Abstrahlbedingung
Zusammenfassung
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Boden – Bauwerk – Interaktion ist bedeutend für
die Konzeption von Gebäuden in
erdbebengefährdeten Gebieten
Sollte integraler Bestandteil jeder
Bauwerksbemessung sein
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Berechnungsmethoden numerisch mittels EDV
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Geotechnische Planung geeigneter Maßnahmen

Technischer Report