ENV 1998-4:1998
(Main)Eurocode 8: Design provisions for earthquake resistance of structures - Part 4: Silos, tanks and pipelines
Eurocode 8: Design provisions for earthquake resistance of structures - Part 4: Silos, tanks and pipelines
(1)P This Prestandard aims at providing principles and application rules for the seismic design of the structural aspects of integrated facilities composed of pipeline systems and of storage tanks of different types and destinations, as well as for independent items, such as for example single water towers, serving a specific purpose or groupes of silos enclosing granualr materials,etc.This Prestandard may also be used as a basis for evaluating the amount of strengthening needed by existing facilities to bring them up to present standards.
Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 4: Silos, Tankbauwerke und Rohrleitungen
Eurocode 8: Conception et dimensionnement des structures pour la résistance aux séismes - Partie 4: Silos, réservoirs et canalisations
Eurocode 8 - Projektiranje potresnoodpornih konstrukcij - 4. del: Silosi, rezervoarji in cevovodi
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
SIST ENV 1998-4:2001
01-december-2001
1DGRPHãþD
SIST EN 1998-4:2006
Eurocode 8 - Projektiranje potresnoodpornih konstrukcij - 4. del: Silosi, rezervoarji
in cevovodi
Eurocode 8: Design provisions for earthquake resistance of structures - Part 4: Silos,
tanks and pipelines
Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 4: Silos, Tankbauwerke
und Rohrleitungen
Eurocode 8: Conception et dimensionnement des structures pour la résistance aux
séismes - Partie 4: Silos, réservoirs et canalisations
Ta slovenski standard je istoveten z: ENV 1998-4:1998
ICS:
91.120.25 =DãþLWDSUHGSRWUHVLLQ Seismic and vibration
YLEUDFLMDPL protection
SIST ENV 1998-4:2001 sl,en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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EUROPÄISCHE VORNORM
ENV 1998-4
EUROPEAN PRESTANDARD
PRÉNORME EUROPÉENNE
Januar 1998
ICS 91.120.25
Deutsche Fassung
Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil
4: Silos, Tankbauwerke und Rohrleitungen
Eurocode 8: Design provisions for earthquake resistance of Eurocode 8: Conception et dimensionnement des
structures - Part 4: Silos, tanks and pipelines structures pour la résistance aux séismes - Partie 4: Silos,
réservoirs et canalisations
Diese Europäische Vornorm (ENV) wurde vom CEN am 6.Juni 1997 als eine künftige Norm zur vorläufigen Anwendung angenommen.
Die Gültigkeitsdauer dieser ENV ist zunächst auf drei Jahre begrenzt. Nach zwei Jahren werden die Mitglieder des CEN gebeten, ihre
Stellungnahmen abzugeben, insbesondere über die Frage, ob die ENV in eine Europäische Norm umgewandelt werden kann.
Die CEN Mitglieder sind verpflichtet, das Vorhandensein dieser ENV in der gleichen Weise wie bei einer EN anzukündigen und die ENV auf
nationaler Ebene unverzüglich in geeigneter Weise verfügbar zu machen. Es ist zulässig, entgegenstehende nationale Normen bis zur
Entscheidung über eine mögliche Umwandlung der ENV in eine EN (parallel zur ENV) beizubehalten.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland,
Island, Italien, Luxemburg, Niederlande, Norwegen, Österreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und
dem Vereinigten Königreich.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
Management-Zentrum: rue de Stassart, 36 B-1050 Brüssel
© 1998 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. ENV 1998-4:1998 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
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ENV 1998-4:1998
Inhalt
Vorwort 4
1 Allgemeines 7
1.1 Anwendungsbereich 7
1.2 Sicherheitsanforderungen 8
1.2.1 Allgemeines 8
1.2.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 8
1.2.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit 8
1.2.4 Zuverlässigkeitsunterteilung 9
1.2.5 System- und Bauteilzuverlässigkeit 10
1.2.6 Auslegungsgrundsätze 10
1.3 Seismische Einwirkung 11
1.4 Berechnung 11
1.4.1 Allgemeines 11
1.4.2 Verhaltensfaktoren 12
1.4.3 Dämpfung 12
1.4.4 Wechselwirkung mit dem Untergrund 13
1.4.5 Äquivalente Dämpfung 13
1.5 Nachweisführung 13
1.5.1 Allgemeines 13
1.5.2 Kombination seismischer Einwirkungen mit anderen Einwirkungen 13
2 Besondere Regeln für Silos 14
2.1 Dynamischer Überdruck 14
2.2 Kombination der Komponenten der Bodenbewegung 15
2.3 Berechnung 15
2.4 Nachweise 15
2.4.1 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 15
2.4.2 Grenzzustand der Tragfähigkeit 16
3 Besondere Regeln für Behälter 17
3.1 Nachweiskriterien 17
3.1.1 Allgemeines 17
3.1.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 17
3.1.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit 17
3.2 Kombination der Komponenten der Bodenbewegung 17
3.3 Berechnungsverfahren 18
3.3.1 Allgemeines 18
3.3.2 Verhaltensfaktoren 18
3.3.3 Hydrodynamische Effekte 19
3.4 Nachweise 20
3.4.1 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit 20
3.4.2 Grenzzustand der Tragfähigkeit 21
3.5 Zusätzliche Maßnahmen 21
3.5.1 Auffangvorrichtungen 21
3.5.2 Schwappschwingung der Flüssigkeit 22
3.5.3 Interaktion mit Rohrleitungen 22
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ENV 1998-4:1998
4 Rohrleitungen 22
4.1 Allgemeines 22
4.2 Anforderungen 23
4.2.1 Zuverlässigkeitsunterteilung 23
4.2.2 Gebrauchstauglichkeitsanforderungen 24
4.2.3 Sicherheitsanforderungen 24
4.3 Seismische Einwirkungen 25
4.3.1 Allgemeines 25
4.3.2 Erdbebenschwingungen 25
4.3.3 Modellierung der seismischen Wellen 26
4.3.4 Bleibende Bodenbewegungen 26
4.4 Berechnungsverfahren 26
4.4.1 Eingeerdete Rohrleitungen 26
4.4.2 Oberirdische Rohrleitungen 26
4.5 Nachweise 27
4.5.1 Allgemeines 27
4.6 Maßnahmen an Verwerfungen 29
Anhang A (informativ) Seismische Berechnungsverfahren für Tankbauwerke31
Anhang B (informativ) Unterirdische Rohrleitungen 63
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ENV 1998-4:1998
Vorwort
Zielstellung der Eurocodes
(1) Die Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau umfassen eine Gruppe von
Normen für den Entwurf, die Berechnung und die Bemessung von Bauwerken des
Hoch- und Ingenieurbaus und geotechnische Bemessungsregeln für bauliche
Anlagen.
(2) Sie behandeln die Bauausführung und Güteüberwachung nur soweit, wie dies
zur Festlegung von Qualitätsforderungen an die Bauprodukte bzw. Bauausführung
notwendig ist, um die bei der Bauwerksbemessung getroffenen Annahmen zu
erfüllen.
(3) Bis zum Vorliegen der erforderlichen, harmonisierten Technischen
Spezifikationen für Produkte und für Verfahren zur Überprüfung der
Produkteigenschaften behandeln einige Eurocodes für den Konstruktiven
Ingenieurbau bestimmte Teilaspekte in informativen Anhängen.
Hintergrund des Eurocode-Programms
(4) Die Kommission der Europäischen Gemeinschaft (CEC) leitete die Arbeit für die
Erstellung einer Reihe von harmonisierten, technischen Regeln für den Entwurf, die
Berechnung und die Bemessung von Hoch- und Ingenieurbauwerken ein, die
zunächst als Alternative zu den in den jeweiligen Mitgliedsstaaten geltenden - jedoch
voneinander abweichenden - Regeln dienen und sie schließlich ersetzen sollten.
Diese technischen Regeln wurden als “Eurocodes für den Konstruktiven
Ingenieurbau” bekannt.
(5) Nach Konsultierung ihrer Mitgliedstaaten übertrug die CEC im Jahre 1990 die
Arbeiten zur weiteren Entwicklung, Herausgabe und Fortschreibung der Eurocodes
für den Konstruktiven Ingenieurbau den CEN. Das EFTA-Sekretariat stimmte zu, die
Arbeiten von CEN zu unterstützen.
(6) Das Technische Komitee CEN/TC250 ist für alle Eurocodes des Konstruktiven
Ingenieurbaus verantwortlich.
(7) Gegenwärtig befinden sich folgende Eurocodes für den konstruktiven
Ingenieurbau in Arbeit, wobei jeder in der Regel mehrere Teile umfaßt:
EN 1991 Eurocode 1 Grundlagen des Entwurfs, der Berechnung und der
Bemessung sowie Einwirkungen auf Tragwerke
EN 1992 Eurocode 2 Planung von Stahlbeton und Spannbetontragwerken
EN 1993 Eurocode 3 Entwurf, Berechnung und Bemessung von Tragwerken
aus Stahl
EN 1994 Eurocode 4 Entwurf, Berechnung und Bemessung von
Verbundtragwerken aus Stahl und Beton
EN 1995 Eurocode 5 Bemessung und Konstruktion von Holzbauwerken
EN 1996 Eurocode 6 Bemessung von Mauerwerksbauten
EN 1997 Eurocode 7 Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik
EN 1998 Eurocode 8 Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben
EN 1999 Eurocode 9 Entwurf, Berechnung und Bemessung von
Aluminiumkonstruktionen
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ENV 1998-4:1998
(8) Für die genannten Eurocodes hat das CEN/TC250 einzelne Unterkomitees
eingesetzt.
(9) Dieser Teil des Eurocode 8 wird als Europäische Vornorm (ENV) mit einer
Laufzeit von zunächst drei Jahren herausgegeben.
(10) Diese Vornorm ist für die praktische Erprobung und die Unterbreitung von
Stellungnahmen gedacht.
(11) Nach etwa zwei Jahren werden die CEN-Mitglieder um formelle
Stellungnahme gebeten, die bei der Festlegung künftiger Arbeitsschritte
Berücksichtigung finden.
(12) In der Zwischenzeit sollen Hinweise und Stellungnahmen zu dieser Vornorm
an das Sekretariat von CEN/TC250/SC8 mit folgender Anschrift
IPQ c/o LNEC
Avenida do Brasil 101
P-1799 LISBOA CODEX
PORTUGAL
oder an das entsprechende nationale Normungsinstitut gesandt werden.
Nationale Anwendungsdokumente (NAD)
(13) Im Hinblick auf die Verantwortlichkeit der Behörden in den Mitgliedsländern für
Sicherheit, Gesundheit und andere Sachverhalte durch die wesentlichen
Anforderungen der Bauproduktions-Richtlinie (CPD) abgedeckten Belange, wurden
bestimmte Sicherheitselemente in diesem ENV als Richtwert festgelegt, die durch [ ]
gekennzeichnet sind. Es wird von den Behörden im jeweiligen Mitgliedsland erwartet,
daß sie die Klammerwerte “boxed values” überprüfen und alternative endgültige
Werte für die Sicherheitselemente für die nationale Anwendung festlegen.
(14) Einige der europäischen und internationalen Bezugsnormen sind zum
Zeitpunkt der Herausgabe dieser Vornorm möglicherweise noch nicht verfügbar. Es
wird daher erwartet, daß jedes Mitgliedsland oder sein Normungsinstitut ein
Nationales Anwendungsdokument herausgibt, das endgültige Werte für die
Sicherheitselemente, Querverweise auf Bezugsnormen sowie Hinweise für die
nationale Anwendung dieser Vornorm enthält.
(15) Es ist beabsichtigt, daß diese Vornorm in Verbindung mit dem NAD
angewandt wird, das in demjenigen Land gilt, in dem das Gebäude oder
Ingenieurbauwerk erstellt wird.
Besondere Hinweise für diese Norm
(16) Der Anwendungsbereich des Eurocode 8 ist in Absatz 1.1.1 des ENV 1998-1
1:1994 festgelegt. Der Anwendungsbereich dieser Vornorm ist in Abschnitt 1.1
definiert. Weitere geplante Teile des Eurocode 8 sind in Absatz 1.1.3 des ENV 1998-
1-1:1994 angegeben.
(17) Diese Vornorm ist in vier Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt enthält
allgemeine Regeln für die Auslegung von Silos, Tanks und Rohrleitungen. Die
anderen Abschnitte geben für Silos (Abschnitt 2), Tanks (Abschnitt 3) und
Rohrleitungen (Abschnitt 4) spezifische Regelungen an.
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ENV 1998-4:1998
(18) Es ist zu beachten, daß diese Vornorm in Verbindung mit dem ENV 1998-1-1
und zusätzlich zu den Bestimmungen der anderen relevanten Eurocodes zu
verwenden ist.
(19) Diese Vornorm enthält zwei informative Anhänge.
Vorgesehene Weiterentwicklung der dieser Vornorm
(20) Ein Gegenstand dieser Vornorm ist die Sicherstellung der Konsistenz von
seismischen Auslegungsbestimmungen für Silos, Tanks und Rohrleitungen und
denen von anderen Konstruktionen. Es ist selbstverständlich, daß dies ein
kontinuierlicher, langwieriger Prozeß ist und nicht in einem Schritt erreicht werden
kann.
(21) Teile in anderen Eurocodes, welche die gleichen Konstruktionen wie in dieser
Vornorm behandeln, sind noch in Vorbereitung.
(22) Eine Zahl von Aspekten des seismischen Verhaltens von Silos, Tanks und
Rohrleitungen sind noch nicht vollständig geklärt und die Forschungsarbeit dauert
noch an. Es wird erwartet, daß diese Vornorm und insbesondere die
Auslegungsregelungen und -verfahren der Anhänge sich parallel mit dem
Wissenszuwachs auf diesem Gebiet erneuern werden.
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ENV 1998-4:1998
1 Allgemeines
1.1 Anwendungsbereich
(1) P Diese Vornorm enthält Prinzipien und Anwendungsregeln für die seismische
Auslegung von aus Rohrleitungssystemen und Lagertanks zusammengesetzten
Anlagen unabhängig von deren Ausbildung und Standort unter konstruktiven
Aspekten. Sie kann ebenfalls zur Auslegung von unabhängigen Elementen wie
speziellen Wassertürmen oder Siloanlagen für granulare Materialien verwendet
werden. Mit der Vornorm kann auch eine Einschätzung von
Verstärkungsmaßnahmen durchgeführt werden, um die seismische Auslegung
existierender Anlagen auf den aktuellen technischen Stand zu bringen.
(2) P Diese Vornorm enthält die für eine seismische Auslegung dieser Konstruktionen
zusätzlichen Kriterien und Regeln. Diese Regeln und Kriterien sind unabhängig
von Größe, Konstruktionsart und anderen funktionalen Merkmalen. Für bestimmte
Arten von Tanks und Silos werden detaillierte Berechnungs- und
Nachweisverfahren angegeben.
(3) P Unter Hinweis auf Abschnitt 1.1 des ENV 1998-1-1:1994 ist diese Vornorm nicht
vollständig für Anlagen mit hohem Risiko für die Bevölkerung oder die Umwelt.
Dafür müssen zusätzliche Anforderungen durch entsprechend kompetente
Einrichtungen erarbeitet werden. Diese Vornorm ist ebenso nicht vollständig für
Konstruktionen mit ungewöhnlichen Bauelementen und für solche, bei denen
spezielle Maßnahmen und Untersuchungen durchgeführt werden müssen, um den
Erdbebenschutz sicherzustellen. Für diese zwei Fälle enthält die Vornorm nur
allgemeine Prinzipien und keine detaillierten Anwendungsregeln.
(4) Die Auslegung von Bauwerken der Lebenslinien „life-lines“, die oft im
Anwendungsbereich dieser Vornorm liegen, erfordert Konzepte, Modelle und
Methoden, welche wesentlich von denen gewöhnlicher Bauwerkstypen
abweichen. Das Antwortverhalten und die Stabilität von Tanks unter
Starkbebeneinwirkung beinhalten komplexe Sachverhalte wie z.B. die Boden-
Bauwerk Interaktion, welche vereinfachten Auslegungsverfahren nur schwer
zugänglich sind. Gleiches gilt für die Auslegung von Rohrleitungssystemen in
schlechtem und möglicherweise instabilem Boden. Aus diesem Grund weicht der
Aufbau dieser Vornorm von den anderen zugehörigen Teilen des ENV 1998 ab.
Diese Vornorm ist im allgemeinen beschränkt auf grundlegende Prinzipien und
methodische Angaben. Detaillierte Bemessungsverfahren für einige typischen
Situationen sind in den Anhängen aufgeführt.
(5) P Die Formulierung und Einführung allgemeiner Anforderungen für Bauwerke im
Anwendungsbereich dieser Vornorm erfolgt nach der Unterscheidung von
unabhängigen Bauwerken und redundanten Netzwerken.
(6) P Ein Bauwerk kann als unabhängig betrachtet werden, wenn sein Verhalten
während eines seismischen Ereignisses nicht durch andere Bauwerke beeinflußt
wird und die Konsequenzen eines Versagens nur dessen eigene Funktionen
betreffen.
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ENV 1998-4:1998
1.2 Sicherheitsanforderungen
1.2.1 Allgemeines
(1) P Diese Vornorm behandelt Bauwerke welche sich insbesondere in den folgenden
grundlegenden Eigenschaften unterscheiden können:
Art und Menge der gelagerten Produkte und der damit verbundenen potentiellen
Gefahr
Anforderungen an die Funktionsfähigkeit während eines Erdbebens und danach
Umweltbedingungen
(2) Abhängig von der spezifischen Kombination der kennzeichnenden Eigenschaften
sind unterschiedliche Formulierungen der allgemeinen Anforderungen
zweckmäßig. In Übereinstimmung mit der allgemeinen Vorgehensweise in den
Eurocodes wird die Verwendung von zwei Grenzzustände bei einer entsprechend
angepaßten Definition beibehalten.
1.2.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
(1) P Abhängig von den Merkmalen und dem Verwendungszweck des betrachteten
Bauwerks sind einer oder zwei der folgenden Grenzzustände der
Gebrauchstauglichkeit einzuhalten:
volle Funktionsfähigkeit
minimale Funktionsfähigkeit
(2) P Die „volle Funktionsfähigkeit“ erfordert, daß das betrachtete System und die
zugehörigen spezifischen Elemente bei einem seismischen Ereignis voll
funktionsfähig und dicht bleiben. Die jährliche Überschreitenswahrscheinlichkeit
des seismischen Ereignisses ist in Abhängigkeit von den Konsequenzen eines
Funktionsverlustes und / oder eines Auslaufens des Inhalts festzulegen.
(3) P Die Anforderungen an die „minimale Funktionsfähigkeit“ beinhalten, daß das
betrachtete System Schäden an einigen seiner Elemente erleiden kann. Das
Schadensausmaß ist aber nur so groß, daß nach Schadenskontrollmaßnahmen
die Funktionsfähigkeit des Systems bis zu einer bestimmten vordefinierten Grad
wiederhergestellt werden kann. Die jährliche Überschreitenswahrscheinlichkeit
des seismischen Ereignisses für diesen Grenzzustand ist in Abhängigkeit von den
Verlusten durch die reduzierte Kapazität des Systems und den notwendigen
Reparaturen abzuleiten.
1.2.3 Grenzzustand der Tragfähigkeit
(1) P Der Grenzzustand der Tragfähigkeit des Systems ist durch einen solchen
Verlust der Funktionsfähigkeit des Systems definiert, bei dem eine teilweise
Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit mit einem akzeptablen
Reparaturaufwand möglich ist. Das Maß der Wiederherstellbarkeit ist von den
verantwortlichen Einrichtungen festzulegen.
(2) P Für bestimmte Elemente eines Netzwerks sowie für unabhängige Bauwerke
deren Versagen hohe Risiken mit sich bringen, wird der Grenzzustand der
Tragfähigkeit durch den Schadenszustand definiert, bei dem auch bei schweren
Schäden kein unangekündigtes Versagen und kein unkontrollierter Verlust des
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ENV 1998-4:1998
Inhalts auftritt. Wenn das Versagen der genannten Elemente keine hohen Risiken
für Menschen und Güter beinhaltet, so kann der Grenzzustand der Tragfähigkeit
durch das völlige Versagen des Systems definiert werden.
(3) P Das für den Nachweis des Grenzzustands der Tragfähigkeit zu verwendende
seismische Ereignis, ist durch die direkten und indirekten Verluste, die mit einem
Versagen des Systems verbunden sind, festzulegen.
1.2.4 Zuverlässigkeitsunterteilung
(1) P Die Höhe des Erdbebenschutzes von Rohrleitungsnetzwerken und
unabhängigen Bauwerken (Tanks oder Silos) ist abhängig von der Zahl der von
einem Risiko betroffenen Menschen und den möglichen wirtschaftlichen und
umweltbedingten Verlusten.
(2) P Die Zuverlässigkeitsunterteilung ist durch eine zweckmäßige Anpassung der
jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeit der seismischen
Bemessungseinwirkung vorzunehmen.
(3) Diese Anpassung hat durch Anwendung eines Bedeutungsfaktors g (festgelegt in
I
2.1(3) des ENV 1998-1-1:1994) auf die seismischen Beanspruchungen, zu
erfolgen. Die einzelnen Werte des Bedeutungsfaktors g , die zur Anpassung der
I
Beanspruchungen an die seismischen Einwirkungen einer bestimmten
Wiederkehrperiode notwendig sind, hängen von der Seismizität der Region ab und
sind daher in den Nationalen Anwendungsdokumenten bereitzustellen.
(4) P Für die Bauwerke aus dem Anwendungsbereich dieser Vornorm ist es
zweckmäßig drei Schutzgrade zu unterscheiden. Tabelle 1.1 gibt einen zur
Festlegung verschiedener Schutzgrade. In der linken Spalte sind Klassifikationen
für häufige Einsatzbereiche der Bauwerke angegeben. Die drei rechten Spalten
enthalten geeignete Schutzgrade in Form von Werten für den Bedeutungsfaktor g
I
für die drei Zuverlässigkeitsklassen (s.a. ENV 1991-1:1994).
Tabelle 1.1 Bedeutungsfaktoren
Verwendung des Bauwerks / der Anlage Klasse
12 3
Trinkwasserversorgung; [1,2] [1,0] [0,8]
nicht toxisch, nicht brennbar
Löschwasser; [1,4] [1,2] [1,0]
nicht flüchtige, toxische Stoffe;
schwer entzündbare petrochemische Stoffe
flüchtige, toxische Stoffe; [1,6] [1,4] [1,2]
explosive und leicht entzündbare Flüssigkeiten
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(5) P Klasse 1 beinhaltet Bauwerke und Anlagen mit hohen Risiken für Menschen und
großen Konsequenzen für Umwelt, Ökonomie und Gesellschaft.
(6) P Klasse 2 beinhaltet Bauwerke und Anlagen mit mittleren Risiken für Menschen
und beträchtlichen Konsequenzen für Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft.
(7) P Klasse 3 beinhaltet Bauwerke und Anlagen mit geringen Risiken für Menschen
vernachlässigbaren Auswirkungen auf Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft.
(8) Eine detailliertere Definition der Zuverlässigkeitsklassen für Rohrleitungen wird in
Abschnitt 4.2.1 gegeben.
1.2.5 System- und Bauteilzuverlässigkeit
(1) P Die in den Abschnitten 1.2.2 und 1.2.3 formulierten
Zuverlässigkeitsanforderungen beziehen sich auf ein gesamtes System. Dieses
System kann aus einem einzelnen Element oder aus einer Gruppe von
verschiedenartig miteinander verbundenen Elementen bestehen.
(2) P Ein formales Verfahren für die Zuverlässigkeitsanalyse eines Systems ist in
dieser Vornorm nicht enthalten. Der Anwender muß dennoch die Aufgaben der
verschiedenen Elemente untersuchen, um eine kontinuierliche Funktionsfähigkeit
des Systems sicherzustellen. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn keine
Redundanzen vorhanden sind. Bei sehr komplexen Systemen sind
Empfindlichkeitsuntersuchungen durchzuführen.
(3) P Elemente oder Bauwerke in einem Netzwerk, welche sich in bezug auf das
Systemversagen als besonders kritisch erweisen, sind entsprechend der
Versagensfolgen mit einer zusätzlicher Sicherheit auszustatten. Wenn keine
Erfahrungen vorliegen, sind experimentelle Untersuchungen zur Überprüfung der
Bemessungsannahmen vorzunehmen.
(4) Wenn keine genauen Analysen durchgeführt werden, kann die zusätzliche
Sicherheit der kritischen Elemente durch Einstufung in eine höhere
Zuverlässigkeitsklasse als der des Gesamtsystems erfolgen.
(5) P Der Anwender sollte in Betracht ziehen, daß in bestimmten Fällen die Erhöhung
der Festigkeit eines Elements die Gesamtzuverlässigkeit des Bauwerks
herabsetzen kann.
1.2.6 Auslegungsgrundsätze
(1) P Bei der Auslegung eines Netzwerks oder eines unabhängigen Bauwerks sind
die folgenden, allgemeinen Grundsätze zur Verringerung der Erdbebenwirkungen
zu berücksichtigen:
Qualitätskontrolle der Systemkomponenten
Redundanz des Systems
leichter Zugang für Inspektionen, Instandhaltung und Reparatur von Schäden
Vermeidung von Wechselwirkungen der mechanischen und elektronischen
Komponenten mit den Bauwerkselementen
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ENV 1998-4:1998
(2) P Redundante Systemen sind so auszubilden, daß einzelne Elemente vom
System isoliert werden können, um ein Ausbreiten des Schadens über die
Verbindungen zwischen den Elementen zu verhindern und die Vorteile der
Redundanz zu nutzen.
(3) Wenn erdbebenempfindliche Anlagen nicht unterteilt werden können und die
Schadensbehebung schwierig bzw. zeitaufwendig ist oder die geschädigten
Elemente nur schwer geortet werden können, so sollten sie in unabhängige Teile
untergliedert oder es sollten Ersatzanlagen vorgesehen werden.
1.3 Seismische Einwirkung
(1) P Die seismischen Einwirkungen zur Ermittlung der seismischen
Beanspruchungen auf Silos, Tanks und Rohrleitungen sind entsprechend Teil 4
des ENV 1998-1-1:1994 festzulegen. Es sind dem entsprechend
standortabhängige, elastische Antwortspektren (4.2.2 des ENV 1998-1-1:1994),
Energie-Spektren (4.3.1 des ENV 1998-1-1:1994), oder Zeitverlaufsdarstellungen
(4.3.2 des ENV 1998-1-1:1994) zu verwenden. Wenn ein Verhaltensfaktor q > 1
angewendet werden kann (s.a. 1.4.2), ist als seismische Einwirkung das
Entwurfspektrum für die lineare Analyse zu verwenden (4.2.2 des ENV 1998-1-
1:1994).
(2) P Die zur Untersuchung der Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit bzw.
Tragfähigkeit verwendeten seismischen Einwirkungen sind durch die
verantwortlichen nationalen Einrichtungen auf der Basis der Seismizität der
verschiedenen seismischen Zonen und der Bedeutung des konkreten Bauwerks
festzulegen.
(3) Mögliche Abminderungsfaktoren zur Berücksichtigung geringerer
Wiederkehrperioden seismischer Ereignisse für den Grenzzustand der
Gebrauchstauglichkeit sind in 4.3 des ENV 1998-1-2:1994 angegeben.
1.4 Berechnung
1.4.1 Allgemeines
(1) P Für die Bauwerke im Anwendungsbereich dieser Vornorm sind die seismischen
Beanspruchungen auf der Grundlage eines linearen Verhaltens des Bauwerks und
des Untergrundes zu bestimmen.
(2) P Nichtlineare Methoden können zur Bestimmung der seismischen
Beanspruchungen angewandt werden, wenn es durch das nichtlineare Verhalten
des Bauwerks und des umgebenden Bodens für das konkrete Problem
erforderlich ist oder wenn die elastischen Lösungen wirtschaftlich nicht vertretbar
sind. In diesen Fällen ist sicherzustellen, daß die ermittelte Bauwerksauslegung
wenigstens die gleiche Zuverlässigkeit besitzt, wie von den Bauwerken, die
ausdrücklich mit dieser Vornorm erfaßt werden. Der Nachweis ist erbracht, wenn
bei ausreichender Variation der angenommenen mechanischen Eigenschaften
kein Versagen eintritt wird.
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ENV 1998-4:1998
1.4.2 Verhaltensfaktoren
(1) P Von den im Anwendungsbereich dieser Vornorm liegenden Bauwerken ist nicht
zu erwarten, daß größere Mengen von Energie durch inelastisches Verhalten
dissipiert werden. Der Verhaltensfaktor sollte deshalb im allgemeinen mit eins
angenommen werden (q=1). Die Verwendung eines Verhaltensfaktors q>1 ist nur
zulässig, wenn die Möglichkeiten der Energiedissipation konkret nachgewiesen
und quantifiziert werden können. Die Möglichkeit des Bauwerks zur
Energiedissipation durch eine entsprechende konstruktive Ausbildung ist
nachzuweisen.
(2) P Für elastisches Verhalten (q=1) wird die seismische Einwirkung durch ein
elastisches Entwurfsspektrum definiert. Für Verhaltensfaktoren q>1 ist das
Entwurfsspektrum der elastischen Analyse zu verwenden.
(3) P Auch wenn ein Verhaltensfaktor von q=1 im gesamten Antwortbereich
verwendet wird, sind die Bauwerkselemente mit lokalen, duktilen Verhalten und
duktilen Materialien auszubilden.
1.4.3 Dämpfung
1.4.3.1 Strukturdämpfung
(1) Wenn die Dämpfungswerte nicht aus konkreten Informationen oder auf direktem
Weg erhalten werden können, so sind für lineare Analysen die folgenden Werte zu
verwenden:
a) Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit:
Stahlbetonbauwerke: 4%
Spannbetonbauwerke: 2%
Stahlbauwerke: 2%
b) Grenzzustand der Tragfähigkeit:
Stahlbetonbauwerke: 7%
Spannbetonbauwerke: 5%
Stahlbauwerke: 4%
1.4.3.2 Dämpfungswirkung des Inhalts
(1) Für Wasser und andere Flüssigkeiten ist, wenn keine andere Bestimmung
vorgenommen wird, ein Dämpfungswert von 0.5% anzunehmen.
(2) Für granulares Material ist eine passende Dämpfung zu verwenden. Wenn keine
konkreten Informationen vorhanden sind, ist ein Wert von 10% anzunehmen.
1.4.3.3 Dämpfung der Gründung
(1) Die Materialdämpfung ist vom Material des Untergrunds und der Stärke des
Bebens abhängig. Wenn keine genaueren Bestimmungen verfügbar sind, sind die
Werte der Tabelle 4.1 des ENV 1998-5:1994 zu verwenden.
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ENV 1998-4:1998
(2) P Die Abstrahlungsdämpfung ist abhängig von der Bewegungsrichtung
(horizontale Verschiebung, vertikale Verschiebung, Kippen), der Geometrie der
Gründung, der Untergrundschichtung und der Bodenart. Die für die Analyse
verwendeten Werte müssen mit den tatsächlichen Standortbedingungen
kompatibel sein und sind durch anerkannte theoretische und/oder experimentelle
Ergebnissen zu begründen. Die in der Analyse verwendete
Abstrahlungsdämpfung soll =20% nicht überschreiten. Eine Anleitung zur
Auswahl und zur Verwendung der Dämpfungswerte mit den entsprechenden
Gründungsbewegungen ist im Anhang B des ENV 1998-3:1996 und im Anhang A
dieses Prestandards enthalten.
1.4.4 Wechselwirkung mit dem Untergrund
(1) P Effekte der Boden-Bauwerk Wechselwirkung sind entsprechend des Abschnitts
6 des ENV 1998-5:1994 zu erfassen.
(2) Zusätzliche Informationen über die Verfahren zur Berücksichtigung der Boden-
Bauwerk Wechselwirkung sind im Anhang C des ENV 1998-3:1996 und im
Anhang A dieser Vornorm enthalten.
1.4.5 Äquivalente Dämpfung
(1) Ein Verfahren zur Berücksichtigung des Beitrags unterschiedlicher
Materialien/Elemente durch eine globale, durchschnittliche Dämpfung für das
Gesamtsystems ist in Anhang B des ENV 1998-3:1996 enthalten.
1.5 Nachweisführung
1.5.1 Allgemeines
(1) P Sicherheitsnachweise sind für die in 1.2 definierten Grenzzustände unter
Beachtung der spezifischen Vorschriften der Abschnitte 2.4, 3.5 und 4.5
durchzuführen.
(2) Im Fall einer Erhöhung der Plattendicke zur Berücksichtigung von
Korrosionserscheinungen sind die Nachweise für die erhöhte und die normale
Plattendicke durchzuführen.
1.5.2 Kombination seismischer Einwirkungen mit anderen Einwirkungen
(1) P Die Nachweise sind unter Verwendung der in Abschnitt 4.4 (1) des ENV 1998-1-
1:1994 beschriebenen Kombination von seismischen und anderen Einwirkungen
durchzuführen.
GA""" "P"" Q (1.1)kj I Ed k 2i ki
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ENV 1998-4:1998
mit:
Bedeutungsfaktor definiert in Abschnitt 1.2.4
I
A seismische Beanspruchungen definiert in Abschnitt 1.3
Ed
G charakteristische Werte der ständigen Lasten. Diese beinhalten
kj
das Eigengewicht des Bauwerks und, im Fall einer teilweisen
oder vollständigen Einerdung des Tanks, die Erdeindeckung und
den Druck infolge Grundwasser
P charakteristischer Wert der Vorspannungslasten
k
Q charakteristische Werte der Verkehrslasten. Dabei sollten
ki
Auswirkungen der Flüssigkeit für unterschiedliche Füllstände
berücksichtigt werden.
Kombinationskoeffizient für die quasiständigen Werte der
2i
Verkehrslast i. Der Wert ist abhängig von Funktion und
2i
Verwendung des Bauwerks. Anwendungsrichtlinien sind in ENV
1991-1:1994 enthalten.
(1) P Bei Gruppen von Silos und Tanks sind unterschiedliche Verteilungen von vollen
und leeren Speichern entsprechend dem Betrieb der Anlage zu untersuchen. Es
sind wenigstens die beiden Fälle zu betrachten, bei denen alle Speicher voll bzw.
leer sind.
2 Besondere Regeln für Silos
2.1 Dynamischer Überdruck
(1) P Unter dynamischen Bedingungen entstehen durch das Lagergut an den
Wänden, der Zufuhreinrichtung und dem Boden höhere Drücke als unter
statischen Bedingungen. Diese Druckerhöhung muß gleichzeitig mit den
Trägheitskräften infolge seismischer Anregung berücksichtigt werden.
(2) P Die Bemessungsdrücke in Verbindung mit Erdbebenlasten werden durch
Erhöhung des statischen Drucks mit einem entsprechenden
Überdruckkorrekturfaktur C bestimmt. Die erforderlichen Minimalwerte des
d
Faktors C sind in Tabelle 2.1 angegeben. (Für H/d-Werte zwischen zwei und vier
d
ist linear zu interpolieren)
Tabelle 2.1 Minimalwerte für den Überdruckfaktor C
d
H/d2H/d4
1,20 1,35
0,75<<1
1,45 1,60
0,5<<0,75
1,65 1,85
0,25<<0,5
1,65 1,85
0,25<<0
1,65 1,85
Boden, Beton 1,50 1,50
...
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