Stabilitätsnachweis für seismisch beanspruchte Tankbauwerke nach dem LBA/MNA-Konzept/Stability proof of seismically loaded tank structures according to the LBA/MNA-approach

Eine seismische Anregung verursacht in einem Flüssigkeitstank einen kombinierten Spannungszustand, was zu einem Stabilitätsversagen der häufig sehr dünnwandigen Konstruktionen führen kann. Für die Durchführung von Stabilitätsnachweisen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Üblicherweise werden aus Gründen der Einfachheit spannungsbasierte Verfahren angewendet. Diese sind für Einheitslastfälle experimentell abgesichert, wobei eine Übertragung auf kombinierte Spannungszustände wie im Erdbebenfall nur begrenzt möglich ist. Alternativ kann ein globales, numerisches Konzept, das LBA/MNA-Verfahren, angewendet werden. Das Verfahren kombiniert eine materiell nichtlineare Berechnung (MNA) mit einer linearen Beulanalyse (LBA) und erfasst die Interaktion verschiedener gleichzeitig auftretender Beanspruchungen implizit im Nachweis. Dieser Beitrag demonstriert die Anwendung der Verfahren am Beispiel verschiedener Tankgeometrien mit Höhe/Radius-Verhältnissen zwischen 1 ≤ H/R ≤ 2 und Radius/Tankwand-Verhältnissen zwischen 500 ≤ R/t ≤ 1000 und diskutiert zusätzlich die Defizite der spannungsbasierten Nachweisverfahren.