TY  - THES
A1  - Lang, Dominik H.
T1  - Damage potential of seismic ground motion considering local site effects
N2  - The main objective of the present work is to establish a link between the scientific fields of engineering seismology and structural engineering. Substantially it deals with the application and enhancements of methods coming from engineering seismology as well as their junctions to the fields of structural engineering respectively earthquake engineering. Based on real occurred earthquake damage inflicted to multistoried reinforced-concrete frame buildings, the influence of local site effects on the grade of structural damage is worked out. This relying on comprehensive investigations conducted during numerous field missions of German TaskForce after damaging earthquakes in Venezuela and Türkiye. Instrumental investigations on both the structure and its local subsoil in order to identify the damage potential of seismic ground motion take center stage of the thesis. Thereby it is examined whether or not an estimated seismic demand representative in amplitude level and frequency characteristics is able to cause structural damage considering the vulnerability of the structure itself as well as the local site and subsoil conditions. Investigations are concentrated on selected RC frame structures with or without masonry infill walls.
N2  - Die Arbeit ordnet sich in die wissenschaftliche Disziplin der Ingenieurseismologie ein. Sie beinhaltet im wesentlichen die Anwendung und Weiterentwicklung ingenieurseismologischer Methoden sowie deren Verbindung zum Bereich des konstruktiven Ingenieurbaus bzw. des Erdbebeningenieurwesens. Auf der Grundlage dokumentierter Erdbebenschäden an ingenieurmäßig ausgeführten Bauwerken wird der Einfluß sogenannter lokaler Standorteffekte („site effects“) auf den Grad der Schädigung untersucht. Die hierfür notwendige Datenbasis instrumenteller Standortuntersuchungen sowie die Dokumentation und Analyse repräsentativer Bauwerksstrukturen wurde im Rahmen der Einsätze der Deutschen TaskForce für Erdbeben erhoben. Diese stützen sich insbesondere auf Feldeinsätze in Venezuela und der Türkei. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Identifikation des Schadenspotentials seismischer Bodenbewegung mittels instrumenteller Standort- und Bauwerksuntersuchungen. Dabei wird im einzelnen untersucht inwieweit eine für den Standort repräsentative seismische Einwirkung fähig ist unter Berücksichtigung der Bauwerksverletzbarkeit und der anstehenden Untergrundbedingungen strukturelle Bauwerksschäden hervorzurufen. Hierbei konzentrieren sich die Untersuchungen auf mehrgeschossige Stahlbeton-Rahmenbauwerke mit und ohne Mauerwerksausfachung. Der wissenschaftliche Ansatz, die durch Erdbeben verursachten Bauwerksschäden über instrumentelle Standortuntersuchungen zu interpretieren, ist Gegenstand einer Reihe unterschiedlicher Forschungsarbeiten. Meist beschränken sich diese auf die Betrachtung des Untergrundes und dessen verstärkenden Effekte auf die seismische Bodenbewegung. Ein überzeugender Nachweis, daß diese Verstärkungseffekte auch tatsächlich für die Bauwerksschäden verantwortlich sind, wurde bis dato nicht erbracht. Vor allem die Berücksichtigung der Bauwerks mitsamt seinen strukturellen Defiziten, die durch Material- und Ausführungsqualität oder durch Entwurfsfehler hervorgerufen werden, kommt hierbei oft zu kurz. Um die potentiell schadenverursachenden Verstärkungseffekte des Untergrundes identifi-zieren zu können stehen eine Reihe unterschiedlicher Methoden und Verfahren zur Verfügung (site response estimation techniques). Dabei wird grundsätzlich zwischen den empirischen Verfahren der Ingenieurseismologie auf meßtechnisch gewonnene Daten und den analytischen Verfahren der Bodendynamik unterschieden. Letztere bedingen detaillierte Informationen zu den einzelnen Bodenschichten (mechanische und dynamische Parameter), die jedoch zeit- und kostenaufwendige Untersuchungen voraussetzen.
T2  - Schadenspotential seismischer Bodenbewegung unter Berücksichtigung lokaler Standorteffekte
T3  - Scientific technical reports // Zentrum für Ingenieuranalysen von Erdbebenschäden Weimar - 2004,1 
KW  - Erdbebenschaden
KW  - Bodenunruhe
KW  - Schadenspotential
KW  - Untergrundklassifikation
KW  - H/V-Methode
KW  - Push-over Analyse
KW  - Stahlbeton-Rahmenbauwerke
KW  - site classification
KW  - microtremors
KW  - earthquake damage
KW  - damage potential
KW  - push-over analysis
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040826-911
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lehmer, Babett
T1  - Wechselwirkung zwischen Baugrundmodell und Gründungsentwurf am Beispiel eines Maschinenfundaments
N2  - Die Beschreibung und Modellierung des Baugrundes erweist sich aufgrund seiner Genese als schwierig. Diese Tatsache soll am Beispiel eines Gründungsentwurfs, durch die Gegenüberstellung zweier unterschiedlicher Modellansätze demonstriert werden. In diese Betrachtung gehen zum einen "Subjektive Schätzungen" und zum anderen "[Geo]Statistische Baugrundmodelle" ein. Die Bemessung erfolgt anhand einer identischen Ausgangsdatenbasis. Im Ergebnis zeigen sich große Abweichungen zwischen beiden Modellansätzen, die sich auf unterschiedlichen Umgang mit den streuenden Baugrundkenngrößen zurückführen lassen. Die streuenden Baugrundkenngrößen werden bei den "Subjektiven Schätzungen" durch einen einzigen, ungünstig wirkenden Kennwert repräsentiert, der die Eigenschaften eines Homogenbereichs beschreibt. Bei den "[Geo]Statistischen Baugrundmodellen" werden die Baugrundkenngrößen in ihrer Streubreite erfasst, ausgewertet und mit der Monte-Carlo-Simulation in der Grenzzustandsfunktion berücksichtigt.
KW  - Baugrundmodell
KW  - Geotechnik
KW  - Baugrundmodell
KW  - Geostatistische Interpulation
KW  - Ordinary Kriging
KW  - Universal Kriging
KW  - Anisotropie
KW  - Subsoil-model
KW  - geostatistical methods
KW  - local drift
KW  - local trend
KW  - viariographie
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-5636
N1  - Der Volltext-Zugang wurde im Zusammenhang mit der Klärung urheberrechtlicher Fragen mit sofortiger Wirkung gesperrt.
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wuttke, Frank
T1  - Beitrag zur Standortidentifizierung mit Oberflächenwellen
T1  - Site identification using surface waves
N2  - In der Dissertation wurden unterschiedliche Methoden zur Standortidentifizierung mit Oberflächenwellen analysiert. Es wurden neue Methoden zur Parameteridentifikation unter Nutzung von Oberflächenwellen vorgeschlagen. Die Ziele der Arbeit können wie folgt definiert werden: a) Die Entwicklung eines geeigneten theoretischen Modells als Grundlage zur Untersuchung des Standortes hinsichtlich vorhandener Bodensteifigkeiten. b) Die Entwicklung einer neuen Inversionsmethodik unter Berücksichtigung aller auftretenden Moden im Oberflächenwellenfeld. Die Erstellung eines Modells des vertikal heterogenen Untergrundes erfolgte im Frequenz-bereichs für beliebig geschichtete Böden, aufbereitet durch weitestgehend analytische Formulierungen. Durch Nutzung beliebiger horizontaler, elastisch-isotroper Schichten konnte die vertikale Heterogenität approximiert werden. Die Definition der Green'schen Funktionen wurde in Form der Reflexions- und Transmissionskoeffizienten durchgeführt. Die Lösung des formulierten Halbraumproblems erfolgte unter Verwendung der Konturintegration. Dazu wurde die Vorgehensweise der bestehenden Lösung des homogenen Halbraums auf das Problem des geschichteten Mediums übertragen. Die daraus sich ergebende Lösung ist in ein Körperwellen- und ein Oberflächenwellenfeld separiert. Der Vorteil dieser analytischen Betrachtungsweise liegt in der eindeutigen Zuordnungsmöglichkeit der erhaltenen Lösungen zu Wellentypen und in der klaren Dispersionscharakteristik der berechneten Modelle. Im Gegensatz dazu liefern numerische Lösungen, wie FEM, immer ein Wellenfeld, in dem die Wellentypen zugeordnet bzw. interpretiert werden müssen. Mit Hilfe der synthetischen Bodenmodellierung wird das Verhalten von geschichteten Böden bei durchlaufenden Oberflächenwellenfeldern simuliert und untersucht. Für die Untersuchung der Profile wurde hauptsächlich die Modale Superposition von Oberflächenwellen und die Wellenzahl-Integration verwendet. Bei der Analyse von Oberflächenwellenfeldern in vorhandenen Medien sind abweichend von den üblichen seismischen Methoden spezielle Untersuchungsmethoden zur Ermittlung der vorhandenen Dispersion notwendig. Zur Durchführung der Dispersionsanalyse wird in geotechnischen Untersuchungen in der Regel das Phasen-Differenzen-Verfahren (SASW) genutzt. Aufgrund der beschränkten Aussagefähigkeit dieses Verfahrens zu auftretenden höheren Moden werden verbesserte Analysemethoden zur experimentellen Auswertung hinzugezogen. Diese Methoden nutzen zur Informationsgewinnung das räumlich ausgedehnte Wellenfeld. Ausgehend von dem Dispersionsverhalten kann die Bodenstruktur mittels inverser Methoden bestimmt werden. Für die gemeinsame Inversion der in den Messungen vorhandenen Moden wurde ein entsprechendes Inversionsverfahren abgeleitet. Als Grundlage der Inversion wurde ein Verfahren des kleinsten Fehlerquadrates gewählt. Der Vorteil hinsichtlich einer effizienten und stabilen Inversion unter Nutzung dieser Methodik überwiegt den Nachteil der lokalen Suche nach dem Fehlerminimum. Zum Erreichen der stabilen und zielgerichteten Inversion wird der Levenberg-Marquardt Algorithmus, zusammen mit der Wichtung der Dispersionsäste entsprechend ihres Anregungsverhaltens in den Dispersionsspektren, eingesetzt. Von Vorteil hat sich innerhalb der Arbeit die gleichzeitige Behandlung von theoretischen und experimentellen Parameterstudien erwiesen, da sich Ergebnisse und Erkenntnisse beider Seiten ergänzten. Eine Interpretation von Felddaten kann damit weitaus sicherer durchgeführt werden. Zusätzlich konnten die erarbeiteten experimentellen und theoretischen Verfahren gegenseitig überprüft werden.
N2  - In this thesis various available methods for the site identification with surface waves were analyzed. Some new methods are proposed for the site identification using surface wave characteristics. The objectives of the thesis are as follows: a) To develop an appropriate theoretical model that can work in conjunction with the results obtained from the site inverstigations to precisely identify the actual in situ stiffness profiles. b) To develop a new inversion procedure that enables to inverse all the appearing modes in a wave field. An appropriate model should be able to define the vertical heterogeniety of the subsoil. In this study, the existing solution for the homogeneous half space was extended to the stratified medium. An analytical formulation in the frequency domain was used for this purpose by considering arbitrary horizontal, elastic isotropic layers. The Green’s functions were defined in the matrix formulation in the form of reflection- and transmission coefficients. In this way the analytical considerations could be carried out in a strong mathematical procedure. The solution for the forced excited layered half space was obtained following the contour integration. The solution could be separated in to the body wave and the surface wave fields. The advantage of such an analytical approach lies in the definite allocation of the preserved solutions for wave types and the straight dispersion characteristic of the calculated models. The difference between the analytical and the numerical solutions, such as using FEM, is that the interpretation of the calculated wave field is not required in the former, whereas it is necessary in the latter case. With the help of an analytic wave field calculation the behavior of the propagate surface wave fields in the stratified media could be better simulated and examined. For the investigation of the stiffness profiles primarily the modal superposition by surface waves and the wave number-integration were used. Special surface wave field investigation methods were necessary for the determination of the available dispersion characterisic. For the realization of the dispersion analysis in geoengineering investigations the phase difference method (SASW) is a widely used tool. Since the information on the higher modes are limited, an improved method is proposed to separate the different modes from the experimental data. The proposed method used the spatially spread wave field for the dispersion information. The soil structure can be determined by using various inverse methods. For the joint inversion of all the available modes in the measurements, a suitable inversion procedure was derived. For the stabilization of the inversion procedure, a least square method was chosen. The disadvantage of this efficient method is a local minimum search of the objective function. To achieve a stable and focused inversion procedure the Levenberg-Marquardt algorithm was used. The different dispersion branches multiplied by weighting factors corresponds to the excitation behavior in the dispersion spectra. One particularly advantage in the work is the concurrent treatment of theoretical and experimental parameter studies. According this treatment, the results and cognitions of both sides were complementary. An interpretation of field data could be carried out reliably. In addition, the compiled experimental and theoretical procedures could be checked mutually.
KW  - Inversionsalgorithmus
KW  - Inversionstheorie
KW  - Wellenausbreitung
KW  - Anomale Dispersion
KW  - Dispersion <Welle>
KW  - Energieübertragung
KW  - wave propagation
KW  - inversion procedure
KW  - inversion theorie
KW  - wave field dispersion
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20050708-6874
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wöhlecke, Guido
T1  - Numerische Auswertung des Einflusses von Baugrundkenngrößen auf die Erstellung von Baugrundmodellen für ein Linienbauwerk
T1  - Numeric analysis of influence from subsoilparameters to build subsoilmodels of an linear structure
N2  - Die Entstehung des Baugrundes ist geprägt durch die Genese und von anthropogenen Einflüssen. In der Arbeit werden auf der Grundlage isotroper Betrachtungen im Halbraum Prognosen für unbeprobte Bereiche eines linienförmigen Bauwerkes erstellt. Aufbauend auf dem bekannten Algorithmus der Geostatistik werden Berechnungen mit deterministischen Eingangsgrößen durchgeführt. Diese sind in einem Datensatz zusammengefasst und gehen ohne Unterteilung bzw. Bildung von (Homogen)Bereichen in die Schätzungen ein. Zur Anwendung kam dabei die an der Professur Grundbau der Bauhaus-Universität Weimar entwickelte Software GeoStat. Nach der Variogrammanalyse folgten geostatistische Berechnungen mit dem Ordinary und dem Universal Kriging. Der genutzte Datensatz unterlag dabei mehrfachen Modifikationen, um Unterschiede in der Ergebnisbildung beobachten zu können. Die Krigingschätzungen wurden für subjektiv ausgewählte Beprobungspunkte erstellt, die mit Referenzprofilen verglichen werden konnten. Im Ergebnis traten für alle durchgeführten Simulationen erhebliche Abweichungen der berechneten Werte zu den Referenzprofilen auf. Die Verwendung von Datensätzen ohne eine vorherige Bearbeitung und Unterteilung in Homogenbereiche erweist sich als nicht ratsam. Vielmehr ist es notwendig kompliziertere Krigingvarianten einzusetzen bzw. die benutzten Methoden mit anderen Verfahren zu kombinieren.
KW  - Geostatistik
KW  - Baugrunduntersuchung
KW  - Baugrunduntersuchung
KW  - Geostatistische Interpolation
KW  - Isotropie
KW  - Ordinary Kriging
KW  - Universal Kriging
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20111215-6732
ER  -