Verbesserung von Simulationsergebnissen durch gezielte dynamische In-situ-Versuche fur Boden und Bauwerk

摘要

Mittels dynamischen In-situ Untersuchungen an bestehenden Bauwerken besteht die Moglichkeit, realitatsnahe mathematische Modelle fur die Simulation zu erstellen und prazise Aussagen uber das Verhalten im linearen Bereich zu treffen. Die vorliegenden Untersuchungen zeigen die Anwendung von dynamischen in-situ Versuchen mit dem Reaktionsmassenerreger VICTORIA zur Ermittlung des tatsachlichen Tragwerkszustandes und Bestimmung der dynamischen Bodenverhaltnisse. Bei dem betrachteten Gebaude handelt es sich urn ein bestehendes Containment das zu einem Transferlager fur radioaktive Materialien umgebaut werden soil und in einer Region mit hohem Erdbebengefahrdungspotential situiert ist. Die Messungen am Gebaude erfolgten unter direkter Anregung mit dem Schwingungsgenerator durch Frequenzsweeps und einem Rauschsignal. Neben dem Eigenschwingverhalten des Containments (Eigenfrequenzen, Eigenformen und modale Dampfungszahlen) wurden Transferfunktionen ermittelt und fur die Simulation aufbereitet. Mittels experimenteller Modalanalyse konnten sechs Eigenschwingzustande (Moden) im Bereich von 8 - 20 Hz identifiziert werden. Das "model - updating" erfolgte unter Minimierung einer Zielfunktion, welche die Differenzen zwischen gemessenen und berechneten modalen Parametern reprasentiert. Als veranderbare Systemparameter des erstellten FE- Modells wurden die Bodenfedern und Systemsteifigkeiten herangezogen. Dadurch konnte ein sehr wirklichkeitsnahes Rechenmodell fur das Containment erstellt werden. Zur Ermittlung der dynamischen Bodenparameter wurde die Rayleighwellen-Dispersionsmessung angewandt. Zur Durchfuhrung der Phasengeschwindigkeitsmessungen wurden Frequenzsweeps (sinusformige Krafte) mit dem Schwingungsgenerator induziert und die Phasendifferenz in einem Ausbreitungsprofil berechnet. Mit der ermittelten Rayleigh -Wellengeschwindigkeiten als Funktion der Frequenz bzw. der effektiven Tiefe und Kenntnis der lokalen Bodeneigenfrequenzen stehen wesentliche Parameter fur die Beschreibung der Einwirkungsseite im Lastfall Erdbeben zur Verfugung.