Rohrleitungsanalysen

Die Analyse von Rohrleitungen für Gebrauchslasten unter Berücksichtigung des Lastfalls Erdbeben, ist insbesondere für unterirdische Rohrleitungen durch die Interaktion mit dem Erdreich eine komplexe Fragestellung, die Gegenstand in den europäischen Normen ist. Zur Lösung des Problems werden dreidimensionale Finite-Elemente Modelle verwendet, in denen die Rohrleitung durch nichtlineare Balkenelemente abgebildet wird.

Die Interaktion mit dem Boden wird durch an die Pipeline angeschlossene nichtlineare Federelemente erfasst. Angeschlossen werden Federn in axialer, transversaler und vertikaler Richtung. Zusätzlich sind torsionale Federsteifigkeiten zu berücksichtigen. Als Federgesetze werden empirische nichtlineare Beziehungen angesetzt.

Die seismische Bodenbewegung wird im Wesentlichen durch die Scherwellen verursacht, die orthogonal zur Ausbreitungsrichtung des Erdbebens verlaufen und im Vergleich zu den Kompressionswellen wesentlich größere Amplituden aufweisen. Für die Berechnungen der Rohrleitungen kann konservativ der Fall einer horizontal einlaufenden Welle mit einer geringen Wellengeschwindigkeit angenommen werden.