Untersuchung eines Ingenieurmodells zur Abschätzung des seismischen Verhaltens mobiler Großgeräte

Für mobile Großgeräte in seismisch aktiven Regionen ist die seismische Standsicherheit ein wesentliches und oft maßgebliches Auslegungskriterium. Das seismische Verhalten dieser Großgeräte ist i. d. R. durch komplexe nichtlineare Verhaltensarten (Abheben, Kippen, Schaukeln) geprägt, welche in der Praxis schwer berechnet und bewertet werden können. In dieser Studie wird schrittweise ein stark vereinfachtes Ingenieurmodell für die Praxis vorgestellt bzw. entwickelt, das die wesentlichen Grundzüge des nichtlinearen Verhaltens von mobilen Großgeräten quer zur Schiene unter seismischer Anregung abbilden soll. Die in vorangegangenen Untersuchungen festgestellte typische Schaukelbewegung der Großgeräte bei Erdbeben soll sich im vereinfachten Modell widerspiegeln. Das Ingenieurmodell wird derart ausgebildet, dass es in der Lage ist, mit einfachen Berechnungen qualitative Aussagen über Abheben und Schaukeln bzw. Kippen in Abhängigkeit von wesentlichen Modellparametern und der seismischen Anregung wiederzugeben. Hierfür werden vereinfachte seismische Kippspektren hergeleitet. Die Tauglichkeit und Anwendbarkeit dieser Kippspektren zur Beurteilung von Abhebe- und Schaukeltendenzen für mobile Großgeräte wird am Beispiel von repräsentativen Reihen von Schaufelradgeräten und Absetzern überprüft. Darüber hinaus werden Parameter zur quantitativen Anwendung der Kippspektren für weitere typische mobile Großgeräte bestimmt und die Anwendungsgrenzen ermittelt.

Investigation of an engineering model for the assessment of the seismic behaviour of large mobile equipment
For large mobile equipment in seismically active regions, seismic stability is an essential and often decisive design criterion. The seismic behaviour of such large equipment is usually characterised by complex nonlinear types of behaviour (uplift, tilting and rocking), which are difficult to compute and analyse in practice. In this paper, a highly simplified engineering model is presented or developed step by step, which should be able to represent basic features of the typical behaviour of large mobile equipment transverse to the rail under seismic excitation. The typical rocking motion of the equipment, as determined in previous analyses, is to be reflected in the simplified model. The engineering model will be designed in such a way that it is able to reproduce qualitative statements about uplift and rocking or tilting as a function of incisive model parameters and seismic excitation. The dissipation mechanisms of the model are presented and seismic tilting spectra are generated using different approaches. The suitability and applicability of these approaches for assessing uplift and rocking tendencies for large mobile equipment is reviewed using representative series of bucket wheel machines and stackers as examples. In addition, parameters are determined for quantitative application to further large mobile equipment and the delimitation criteria of qualitative and quantitative applicability are compiled.