{"id":30612,"date":"2020-08-21T12:54:59","date_gmt":"2020-08-21T12:54:59","guid":{"rendered":"http:\/\/tugraztestweb.asol.at\/gesamtverzeichnis\/unkategorisiert\/nonlinear-seismic-modelling-of-concrete-dams-2\/"},"modified":"2020-08-21T14:55:59","modified_gmt":"2020-08-21T12:55:59","slug":"nonlinear-seismic-modelling-of-concrete-dams-ebook","status":"publish","type":"product","link":"https:\/\/tugraztestweb.asol.at\/en\/gesamtverzeichnis\/bauingenieurwissenschaften\/nonlinear-seismic-modelling-of-concrete-dams-ebook\/","title":{"rendered":"Nonlinear Seismic Modelling of Concrete Dams"},"content":{"rendered":"

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Gro\u00dfe Talsperren werden im Gebirge zum Aufstau eines Reservoirs gebaut, um aus dem erzeugten Potential Energie zu gewinnen. Geologische St\u00f6rzonen sind meist Teil dieser Regionen und somit von Erdbeben betroffen. Aufgrund der Lebensdauer von Talsperren von mehr als 100 Jahren ist es unbedingt n\u00f6tig, dass die Standfestigkeit solcher Strukturen gew\u00e4hrleistet wird. Dabei steht die Stabilit\u00e4t der Sperre selbst im Vordergrund. Zur dynamischen Vorbemessung wird dabei oft die Finite Elemente Methode mit der Annahme eines linearen Verhaltens herangezogen, was die Anwendung der Antwortspektrenmethode oder Modale Superposition erlaubt. Nichtlineare Simulationen sind meist nicht \u00fcblich und aufgrund ihrer Komplexit\u00e4t und der Voraussetzung eines soliden theoretischen Hintergrundes haupts\u00e4chlich in der Forschung pr\u00e4sent. Zus\u00e4tzlich werden f\u00fcr Berechnungen Zeitverl\u00e4ufe mit bestimmten Zeitschritten ben\u00f6tigt um die nichtlineare Antwort der Struktur richtig abzubilden, was zus\u00e4tzlich die Rechenzeit erh\u00f6ht. Im Falle von Erdbebenbelastungen von Talsperren muss auch die dynamische Anregung des Reservoirs ber\u00fccksichtigt werden. Daf\u00fcr werden in dieser Arbeit neben zwei der meist verwendete Methoden der addierten Massen zus\u00e4tzlich eine neu entwickelte, zur die Ber\u00fccksichtigung von geneigten Fl\u00e4chen, pr\u00e4sentiert. Weiters wird auch die Anwendung von direkt modellierten Volumina als Acoustic Fluid Kontinuum diskutiert.
\nIn dieser Arbeit werden zwei Talsperren aus Beton mit unterschiedlichen Detailierungsgraden auf ihr nichtlineares Verhalten bei seismischer Beanspruchung untersucht. Der Einfluss von Nichtlinearit\u00e4ten bez\u00fcglich Kontaktdiskretisierung in der Aufstandsfl\u00e4che einer Gewichtsmauer wird f\u00fcr unterschiedliche Reibungswinkel, Reservoirmodelle, Skalierungseffekte und pre- und postseismische F\u00e4lle \u00fcberpr\u00fcft. Des Weiteren wird ein Vergleich der Endverschiebung mit vereinfachten Grenzgleichgewichtsmethoden durchgef\u00fchrt. Am Bogenstaumauermodell liegt der Fokus auf der Diskretisierung der Bl\u00f6cke und der Basisfuge. Neben der Auswirkung von unterschiedlichen Simulationstechniken des Eigengewichtszustandes wird auch deren Einfluss auf nachfolgende nichtlineare Berechnungsschritte diskutiert. Zus\u00e4tzlich werden die Ergebnisse mit denen eines linearen Berechnungsansatzes und drei unterschiedlichen Wasserst\u00e4nden im Speicher verglichen. Nichtlineares Materialverhalten aufgrund von Rissen durch die seismische Belastung wird mit der Extended Finite Element Method (XFEM) simuliert und ausgewertet.
\nSchlussendlich wird die Anwendbarkeit von nichtlinearen Simulationen, ihre Grenzen und Unterschiede zu vereinfachten oder linearen Methoden aufgezeigt. Die Auswertung von Verformungen und Spannungen zeigen, dass ein linearer Ansatz nicht notwendigerweise zu konservativen Ergebnissen f\u00fchrt und spezielle Parameter das Ergebnis signifikant beeinflussen k\u00f6nnen. Somit sollten Ergebnisse von nichtlinearen Berechnungen mit Vorsicht behandelt werden und bed\u00fcrfen einer ausf\u00fchrlichen Evaluierung von erfahrenen Experten mit theoretischem und praktischem Wissen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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Gro\u00dfe Talsperren werden im Gebirge zum Aufstau eines Reservoirs gebaut, um aus dem erzeugten Potential Energie zu gewinnen. Geologische St\u00f6rzonen sind meist Teil dieser Regionen und somit von Erdbeben betroffen. Aufgrund der Lebensdauer von Talsperren von mehr als 100 Jahren ist es unbedingt n\u00f6tig, dass die Standfestigkeit solcher Strukturen gew\u00e4hrleistet wird. Dabei steht die Stabilit\u00e4t der Sperre selbst im Vordergrund. Zur dynamischen Vorbemessung wird dabei oft die Finite Elemente Methode mit der Annahme eines linearen Verhaltens herangezogen, was die Anwendung der Antwortspektrenmethode oder Modale Superposition erlaubt. Nichtlineare Simulationen sind meist nicht \u00fcblich und aufgrund ihrer Komplexit\u00e4t und der Voraussetzung eines soliden theoretischen Hintergrundes haupts\u00e4chlich in der Forschung pr\u00e4sent. Zus\u00e4tzlich werden f\u00fcr Berechnungen Zeitverl\u00e4ufe mit bestimmten Zeitschritten ben\u00f6tigt um die nichtlineare Antwort der Struktur richtig abzubilden, was zus\u00e4tzlich die Rechenzeit erh\u00f6ht. Im Falle von Erdbebenbelastungen von Talsperren muss auch die dynamische Anregung des Reservoirs ber\u00fccksichtigt werden. Daf\u00fcr werden in dieser Arbeit neben zwei der meist verwendete Methoden der addierten Massen zus\u00e4tzlich eine neu entwickelte, zur die Ber\u00fccksichtigung von geneigten Fl\u00e4chen, pr\u00e4sentiert. Weiters wird auch die Anwendung von direkt modellierten Volumina als Acoustic Fluid Kontinuum diskutiert.
\nIn dieser Arbeit werden zwei Talsperren aus Beton mit unterschiedlichen Detailierungsgraden auf ihr nichtlineares Verhalten bei seismischer Beanspruchung untersucht. Der Einfluss von Nichtlinearit\u00e4ten bez\u00fcglich Kontaktdiskretisierung in der Aufstandsfl\u00e4che einer Gewichtsmauer wird f\u00fcr unterschiedliche Reibungswinkel, Reservoirmodelle, Skalierungseffekte und pre- und postseismische F\u00e4lle \u00fcberpr\u00fcft. Des Weiteren wird ein Vergleich der Endverschiebung mit vereinfachten Grenzgleichgewichtsmethoden durchgef\u00fchrt. Am Bogenstaumauermodell liegt der Fokus auf der Diskretisierung der Bl\u00f6cke und der Basisfuge. Neben der Auswirkung von unterschiedlichen Simulationstechniken des Eigengewichtszustandes wird auch deren Einfluss auf nachfolgende nichtlineare Berechnungsschritte diskutiert. Zus\u00e4tzlich werden die Ergebnisse mit denen eines linearen Berechnungsansatzes und drei unterschiedlichen Wasserst\u00e4nden im Speicher verglichen. Nichtlineares Materialverhalten aufgrund von Rissen durch die seismische Belastung wird mit der Extended Finite Element Method (XFEM) simuliert und ausgewertet.
\nSchlussendlich wird die Anwendbarkeit von nichtlinearen Simulationen, ihre Grenzen und Unterschiede zu vereinfachten oder linearen Methoden aufgezeigt. Die Auswertung von Verformungen und Spannungen zeigen, dass ein linearer Ansatz nicht notwendigerweise zu konservativen Ergebnissen f\u00fchrt und spezielle Parameter das Ergebnis signifikant beeinflussen k\u00f6nnen. Somit sollten Ergebnisse von nichtlinearen Berechnungen mit Vorsicht behandelt werden und bed\u00fcrfen einer ausf\u00fchrlichen Evaluierung von erfahrenen Experten mit theoretischem und praktischem Wissen.<\/p>\n","protected":false},"featured_media":40009,"comment_status":"open","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"yoast_head":"\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\t\n\t\n\n\n\t\n