Aseismischer Anlagenbau

Inhaltsverzeichnis

• 1. Teil Grundlagen der seismischen Dynamik und des Erdbebens.
• 1. Ansprechen von technischen Gebilden auf Bodenbewegung.
• 1.1. Systeme mit einem Freiheitsgrad (SEFG).
• 1.1.1. Bodenbewegung im Dauerzustand.
• 1.1.2. Bodenbewegung im Ubergangszustand.
• 1.1.3. Numerische Berechnung der Ansprechgrößen.
• 1.2. Systeme mit mehreren Freiheitsgraden (SMFG) ..
• 1.2.1. Bewegungsgleichungen in Matrizenschreibweise.
• 1.2.2. Bestimmung von Eigenschaftsmatrizen.
• 1.2.3. Bestimmung von Eigenfrequenzen.
• 1.2.4. Bestimmung von Schwingungsformen.
• 1.2.5. Bestimmung von Elastizitätsmatrizen.
• 2. Bodenbewegung und Erdbebenparameter.
• 2.1. Ursachen der Erdbeben.
• 2.2. Intensitätsstufen.
• 2.3. Erdbebenarten.
• 2.4. Erdbebenparameter.
• 2.5. Charakter der Erdbebenwellen.
• 3. Seismizität.
• 3.1. Erdbebenvorhersage.
• 3.2. Seismische Karten.
• 4. Übersicht der Hypothesen über Erdbebensicherheit.
• 4.1. Erdbebenberechnung mit statischen Ersatzlasten.
• 4.2. Hypothese der Geschwindigkeits-Potentialenergie von Tanabashi.
• 4 3. Resonanz Ermüdungshypothese von Yamadá und Kawamura.
• 5. Charakteristische Ansprechspektren.
• 5.1. Grundlagen von Boden-Ansprechspektren.
• 5.2. Etagenansprechspektren.
• 6. Prinzip der begrenzten Resonanz.
• 6.1. Ansprechamplituden bei begrenzter Resonanz.
• 6.2. Erdbeben- und Ansprechspektren bei begrenzter Resonanz.
• 2. Teil Seismische Beanspruchungen der Hebezeuge.
• 7. Einfluß des Erdbebens auf Hebezeuge.
• 8. Eigenfrequenzen der Hebezeuge.
• 8.1. Kraneigenfrequenz in vertikaler Richtung.
• 8.2. Einfluß der Katzstellung auf die Kraneigenfrequenz.
• 8.3. Einfluß des Radstands der Katze auf die Kraneigenfrequenz.
• 8.4. Einfluß der Katz- und Kranbahnsteifigkeit.
• 8.5. Eigenfrequenz in horizontaler Richtung.
• 8.6. Anleitungen für den Konstrukteur.
• 9. Einfluß der Lastseilaufhängung auf vertikale seismische Beanspruchungsverhältnisse.
• 9.1. Einseitig wirkende Seilfeder in Bewegungsgleichungen.
• 9.2. Umformung der Bewegungsgleichungen in dimensionslose Form.
• 9.3. Erörterung der Ergebnisse.
• 9.3.1. Kräfteverhältnisse.
• 9.3.2. Beschleunigungsverhältnisse.
• 9.4. Folgerungen aus den Ergebnissen.
• 10. Dämpfung und seismische Widerstandsfähigkeit.
• 10.1. Dämpfung in Hebezeugen.
• 10.2. Berechnungsansätze für die Untersuchung des Dämpfungseinflußes.
• 10.3. Einfluß der Dämpfung auf seismische Kräfte und Beschleunigungen.
• 10.4. Anleitungen für den Konstrukteur.
• 11. Kraftschlußverbindung als Grenze horizontaler seismischer Beschleunigung.
• 11.1. Mittelwert der GleitVerschiebung - Analytische Lösung..
• 11.2. Gleitverschiebung durch Simulation.
• 11.3. Größe der Gleitverschiebung während der Bodenbewegung.
• 11.4. Reibungsverhältnisse auf Hebezeugen.
• 11.4.1. Reibung bei gebremstem Laufrad.
• 11.4.2. Reibung des freien Laufrads.
• 11.4.3. Gesamtreibungszahl des Hebezeuges in Richtung der Bodenbewegung.
• 11.4.4. Reibungsgrenze bei anderen Fahrwerken.
• 11.5. Konstruktionshinweise zur Verminderung seismischer Kräfte.
• 11.6. Berechnungsbeispiel.
• 12. Einfluß des Lastpendelns auf horizontale seismische Beanspruchungen.
• 12.1. Lastseilaufhängung als Pendel.
• 12.2. Erörterung des Seileinflusses.
• 13. Erörterung der Berechnung durch zeitliche Verläufe.
• 14. Berechnung mit seismischen Kraftbeiwerten aufgrund des Ansprechspektrums.
• 14.1. Allgemeingültige Energiegleichung für die senkrechte Richtung.
• 14.2. Seismische Kraftbeiwerte.
• 14.3. Seismische Kräfte und Spannungen in horizontaler Richtung 1.
• 14.4. Destabilisierungskräfte.
• 14.5. Folgerungen aus den Ergebnissen.
• 14.6. Gleichungen für Kraftbeiwerte mit Matrizen.
• 15. Konstruktions-Optimierungsmethoden.
• 16. Einfluß der Kranbahnsteifigkeit auf seismische Einwirkungen auf Krane.
• 16.1. Entwicklung der dimensionslosen seismischen Kraftbeiwerte.
• 16.2. Diskussion der Ergebnisse.
• 16.3. Folgerungen für den Konstrukteur.
• 16.4. Destabilisierungskräfte.
• 16.5. Kran und Kranbahn ohne Nutzlast.
• 17. Einfluß der Katzabfederung auf seismische Widerstandsfähigkeit der Krane.
• 17.1. Seismische Kraftbeiwerte bei gefederter Katze.
• 17.2. Höhere Tonamplituden.
• 17.3. Erörterung der Ergebnisse.
• 17.4. Destabilisierungskräfte.
• 17.5. Seismische Kräfte in horizontaler Richtung.
• 17.6. Folgerungen für den Konstrukteur.
• 18. Standsicherheit der Hebezeuge beim Erdbeben.
• 18.1. Erdbebenkräfte am Kran.
• 18.2. Standsicherheit bei auf der Unterlage verankerten Kranen.
• 18.3. Standsicherheit nicht verankerter Krane.
• 18.4. Beanspruchungszustand des Kranes beim Aufsetzen.
• 18.5. Erörterung der Ergebnisse.
• 18.6. Vergleich mit statischen Standsicherheitsvorschriften.
• 18.7. Richtlinien für den Konstrukteur.
• 19. Stabilisierungsvorrichtungen der Hebezeuge gegen Erdbebenkräfte.
• 19.1. Destabilisierungskräfte.
• 19.2. Krane auf dem Boden.
• 19.2.1. Einfluß der Betriebsart.
• 19.3. Krane auf hochliegenden Bahnen.
• 19.3.1. Krane im Betrieb während des Erdbebens.
• 19.3.2. Krane außer Betrieb während des Erdbebens.
• 20. Auswirkungen von Erdbeben auf Hebezeuge.
• 20.1. Einteilung der Krane in Gefahrenklassen.
• 20.2. Analyse der Beschädigungen.
• 20.2.1. Krane am Boden.
• 20.2.2. Krane auf höheren Kranbahnen.
• 20.2.3. Kranbahnen.
• 20.2.4. Behebung der Schäden.
• 20.3. Parameter der Erdbebenkräfte.
• 20.4.. Hinweise für die Konstrukteure.
• 21. Seismische Berechnung von Brückenkranen.
• 21.1. Bestimmung des Beschleunigungsspektrums der Kranbahn.
• 21.2. Seismische Kraftbeiwerte im Kran und in den Seilen.
• 21.3. Seismische Spannungen im Kran.
• 21.4. Seismische Spannung in der Seilaufhängung.
• 21.5. Verminderung der waagerechten absoluten Beschleunigung infolge Gleitens der Laufräder.
• 21.6. Destabilisierungskräfte.
• 21.7. Folgerungen für den Konstrukteur.
• 22. Seismische Berechnung von Hängekranen.
• 22.1. Seismische Beanspruchungen.
• 22.1.1. Vertikale Richtung.
• 22.1.2. Horizontale Richtung längs der Kranbahn.
• 22.1.3. Horizontale Richtung quer zur Kranbahn.
• 22.2. Begrenzung der horizontalen seismischen Kräfte durch den Slip der Laufräder.
• 22.3. Seismische GesamtSpannung.
• 22.4. Destabilis ier ungskr äfte.
• 22.5. Hängebahnen.
• 22.6. Erörterung der Ergebnisse.
• 23. Erdbebensichere Konstruktion der Portalkrane.
• 23.1. Seismische Beanspruchungen der Portalkrane.
• 23.2. Erörterung der reduzierten Masse.
• 23.3. Erörterung der Federkonstanten der Portalkranbrücke.
• 23.4. Seismische Beanspruchungen.
• 23.5. Seismische Beanspruchungen in vertikaler Richtung.
• 23.6. Seismische Beanspruchungen in horizontaler Richtung längs der Kranbahn.
• 23.7. Seismische Beanspruchungen in horizontaler Richtung quer zur Kranbahn.
• 23.8. Seismische Gesamt Spannungen.
• 23.9. Erörterung der Ergebnisse.
• 23.10. Anleitungen für den Konstrukteur.
• 23.11. Destabilisierungskräfte.
• 24. Seismische Beanspruchungen der Auslegerkrane.
• 24.1. Entwicklung der Berechnungsgrundlagen.
• 24.2. Erörterung der Kraftverhältnisse.
• 24.3. Bestimmung des Beanspruchungszustands.
• 24.4. Erörterung der Standsicherheit.
• 24. 5. Destabilisierungskräfte.
• 24.6. Kombination der Abhebe- und Kippgefahr.
• 24.7. Abweichende Arten der Auslegerkrane.
• 24.8. Anleitungen für den Konstrukteur.
• 25. Seismische Beanspruchung der Turmdrehkrane.
• 25.1. Bestimmung der seismischen Beanspruchung.
• 25.2. Verlauf der Kraftbeiwerte.
• 25.3. Erörterung des seismischen Beanspruchungszustands.
• 25.4. Abhebekräfte infolge seismischer Beschleunigung.
• 25.5. Standsicherheitsgefährdung der Turmdrehkrane.
• 25.6. Berechnungsverfahren.
• 25.7. Anleitungen für die Konstruktion.
• 26. Seismische Beanspruchungen in Kranbahnen.
• 26.1. Vertikale seismische Beanspruchung.
• 26.2. Horizontale seismische Beanspruchung.
• 26.2.1. Kranbahn auf fester Unterlage.
• 26.2.2. Kranbahn auf säulenförmigen Stützen.
• 26.3. Analyse des Beanspruchungszustands.
• 26.4. Konstruktive Ausführung der Kranbahn.
• 27. Festigkeitsprobleme aseismischer Hebezeuge.
• 27.1. Zulässige Spannungen.
• 27.2. Sicherheiten gegen Beulinstabilität..
• 27.3. Kriterien für den Beschädigungsgrad.
• 28. Seismische Widerstandsfähigkeit bestehender Hebezeuge.
• 28.1. Berechnungsgrundlagen bestehender Krane.
• 28.2. Einflüsse auf die seismische Beanspruchungshöhe.
• 28.3. Bestimmung der Erdbebentragfähigkeit der Hebezeuge.
• 29. Berechnungsbeispiele seismischer Beanspruchung der Hebezeuge.
• 29.1. Berechnungsbeispiel: Seismische Beanspruchung eines Brückenkrans.
• 29.2. Berechnungsbeispiel: Seismische Beanspruchung eines Turmdrehkrans.
• 3. Teil Seismische Beanspruchungen von Anlageneinrichtungen.
• 30. Aseismische Dimensionierung der Anlagenbaugruppen.
• 30.1. Dimensionierungskriterien.
• 31. Gebäude und Türme.
• 31.1. Wechselwirkung zwischen Bauten und Erdboden.
• 31.2. Seismische Kräfte.
• 31.3. Kombination gekoppelter Gebäude.
• 31.4. Auswahl der Berechnungsmethode.
• 32. Druckgefäße.
• 32.1. Analytisches Verfahren.
• 32.2. Berechnungsmethode.
• 33. Gefäße mit innerer Struktur und Füllung.
• 33.1. Analytische Vorgehensweise.
• 33.2. Auswahl der Methode.
• 34. Ausrüstung in Anlagengebäuden.
• 34.1. Analytisches Vorgehen.
• 34.2. Einfluß des Eingabeerdbebens.
• 34.3. Erörterung der Methode.
• 35. Rohrleitungssysteme.
• 35.1. Aufstellung des mathematischen Modells.
• 35.2. Erörterung des Berechnungsverfahrens.
• 35.3. Zulässige Spannungen.
• 36. Dämpfung in Anlagenbaugruppen.
• 37. Seismische Hydrodynamik gefüllter Behälter.
• 37.1. Theoretischer Ansatz.
• 37.1.1. Behälter unmittelbar auf dem Erdboden oder auf den Gebäudeetagen.
• 37.1.2. Aufgeständerte Behälter auf. dem Erdboden oder auf den Gebäudeetagen.
• 37.2. Erörterung der Ergebnisse.
• 4. Teil Bemessungskriterien und Vorschriften.
• 38. Kriterien für seismische Beanspruchung der Hebezeuge in Kernkraftwerken.
• 38.1. Seismische Eigenschaften der Gegend.
• 38.2. Seismische Konstruktionsgrundlagen.
• 38.3. Anforderungen an die Hebezeuge.
• 38.4. Seismische Berechnung des Rundlaufkrans.
• 39. Überlegungen zu den Bemessungsregeln der aseismischen Hebezeuge.
• 39.1. Teilung der Erdbebenintensität in zwei Stufen.
• 39.2. Belastungsannahmen.
• 40. Aseismisches Konstruieren von Maschineneinrichtungen.
• 40.1. Einfluß auf die Konstruktionsgestaltung.
• 40.2. Maschinentragelemente.
• 40.3. Stabilitätsversteifungen.
• 41. Einfluß des seismisch sicheren Konstruierens auf die Gewichtsmassen und den Preis der Hebezeuge.
• 41.1. Berechnungsgang des. aseismischen Kranes.
• 41.2. Übersicht der Gewichtsmassen aseismischer Hebezeuge.
• 41.3. Bewertung der Gewichtsmassenerhöhung der Krane infolge Erdbebenbeanspruchung.
• 41.4. Einfluß seismischer, Beanspruchung auf die Gesamtge-wichtsmasse der Hebezeuge.
• 41.5. Einfluß seismischer Belastung auf Hub-, Fahr- und Drehwerke.
• 41.6. Schätzung der Preiserhöhung der aseismischen Krane.
• 42. Schrifttum.