Erdbeben können bis heute nicht exakt vorhergesagt werden und treffen moderne Gesellschaften genauso unerwartet wie historische Zivilisationen. Sie stellen deshalb eine besondere Herausforderung für jede betroffene Gesellschaft dar. Zur Wiederherstellung der Normalität müssen die Erdstöße und ihre sozialen, wirtschaflichen und politischen Folgen mental und praktisch bewältigt werden. Die dazu ergriffenen Strategien unterschieden sich in verschiedenen Kulturkreisen und verschiedenen Epochen jedoch zum Teil erheblich voneinander. Die Dissertation untersucht mittels einer historischen Diskursanalyse die in griechischen, lateinischen und frühchinesischen Quellen aufgezeichneten Wahrnehmungen, Interpretationen und praktischen Maßnahmen zur Bewältigung von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China. Die für die beiden Regionen gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend vergleichend gegenübergestellt, um dadurch zum einen ein besseres Verständnis der frühen Kulturen im Mittelmeerraum und in Ostasien zu ermöglichen sowie zum anderen Anregungen für mögliche Strategien und Konzepte im Umgang mit gegenwärtigen und zukünftigen Naturkatastrophen bereitzustellen.:1 Einleitung: Relevanz des Themas und Aufbau der Arbeit 1.1 Aktualität des Themas: Erdbeben und ihr Einfluss auf die Gesellschaft 1.2 Problemstellung 1.3 Gestaltung des Vergleiches 1.4 Stand der Forschung 1.4.1 Für die historischen Erdbeben in Europa und im Mittelmeerraum 1.4.2 Für die historischen Erdbeben in China 1.4.3 Vergleichende Forschung zu historischen Erdbeben 2 Thematische und methodische Vorüberlegungen 2.1 Theoretischer Ansatz 2.2 Die physische Dimension der Erdbeben 2.2.1 Ursachen und Arten von Erdbeben 2.2.2 Erschütterungen des Bodens durch P- und S-Wellen 2.2.3 Klassifizierung von Erdbeben nach ihrer Stärke: die Skalen von Mercalli und Richter 2.2.4 Tsunamis 2.2.5 Seismische Zonen: Mittelmeerraum und chinesisches Festland 2.3 Die soziale Dimension der Erdbeben 2.3.1 Diskurs und historische Diskursanalyse 2.3.2 Erdbeben als Bestandteile des modernen Katastrophendiskurses 2.4 Methodisches Vorgehen 3 Der Erdbebendiskurs im antiken Mittelmeerraum 3.1 Quantitative Analyse des antiken europäischen Erdbebendiskurses 3.1.1 Griechische und lateinische Bezeichnungen für Erdbeben 3.1.2 Nennungen von Erdbeben 3.1.3 Welche (Arten von) Erdbeben wurden aufgezeichnet? 3.2 Qualitative Analyse des antiken Erdbebendiskurses im Mittelmeerraum 3.2.1 Die frühesten Beschreibungen von Erdbeben: Hesiod und Homer 3.2.2 Erdbeben als Folgen menschlichen Handelns 3.2.3 Erdbeben als Resultate natürlicher Prozesse 3.3 Schlussfolgerungen zum Erdbebendiskurs in den antiken europäischen Quellen 4 Der Erdbebendiskurs im frühen China 4.1 Quantitative Analyse des frühchinesischen Erdbebendiskurses 4.1.1 Frühchinesische Bezeichnungen für Erdbeben 4.1.2 Nennungen von Erdbeben 4.1.3 Welche (Arten von) Erdbeben wurden aufgezeichnet? 4.2 Qualitative Analyse des frühchinesischen Erdbebendiskurses 4.2.1 Die Anfänge des chinesischen Erdbebendiskurses: Erdbeben während der Sandai 4.2.2 Die Chunqiu-Tradition: 5 Erdbeben im Staate Lu 4.2.3 Fürst Jing von Qi und der große Wahrsager: Erdbeben als vorhersagbare Naturphänomene 4.3 Schlussfolgerungen zum Erdbebendiskurs in den frühchinesischen Quellen 5 Vergleich der Erdbebendiskurse im antiken Europa und im frühen China 5.1 Vergleichende quantitative Analyse der Erdbebendiskurse im antiken Europa und im Frühen China 5.1.1 Bezeichnungen für Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.1.2 Nennungen von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.1.3 Welche (Arten von) Erdbeben wurden aufgezeichnet? 5.2 Vergleichende qualitative Analyse der Erdbebendiskurse im antiken Europa und im frühen China 5.2.1 Vergleich der Wahrnehmungen von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.2.2 Vergleich der Interpretationen von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.2.3 Vergleich der praktischen Bewältigung von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 6 Fazit / Even today, it is impossible to precisely predict earthquakes. That is why, just like in the distant past, earthquakes present a special challenge for any society that is struck by them. In order to return to normality, it is necessary to develop mental and practical ways of coping with the events and their effects. It can be observed that these strategies differ substantially between different cultures and different historical periods. This dissertation investigates the perceptions and interpretations of, as well as the practical measures of coping with earthquakes that are recorded in Greek, Latin and early Chinese sources by using the method of historical discourse analysis. Subsequently, the results obtained for both regions are compared in order to achieve both a better understanding of the early cultures in the Mediterranean and East Asia, and the formulation of strategies for coping with present and future natural extremes.:1 Einleitung: Relevanz des Themas und Aufbau der Arbeit 1.1 Aktualität des Themas: Erdbeben und ihr Einfluss auf die Gesellschaft 1.2 Problemstellung 1.3 Gestaltung des Vergleiches 1.4 Stand der Forschung 1.4.1 Für die historischen Erdbeben in Europa und im Mittelmeerraum 1.4.2 Für die historischen Erdbeben in China 1.4.3 Vergleichende Forschung zu historischen Erdbeben 2 Thematische und methodische Vorüberlegungen 2.1 Theoretischer Ansatz 2.2 Die physische Dimension der Erdbeben 2.2.1 Ursachen und Arten von Erdbeben 2.2.2 Erschütterungen des Bodens durch P- und S-Wellen 2.2.3 Klassifizierung von Erdbeben nach ihrer Stärke: die Skalen von Mercalli und Richter 2.2.4 Tsunamis 2.2.5 Seismische Zonen: Mittelmeerraum und chinesisches Festland 2.3 Die soziale Dimension der Erdbeben 2.3.1 Diskurs und historische Diskursanalyse 2.3.2 Erdbeben als Bestandteile des modernen Katastrophendiskurses 2.4 Methodisches Vorgehen 3 Der Erdbebendiskurs im antiken Mittelmeerraum 3.1 Quantitative Analyse des antiken europäischen Erdbebendiskurses 3.1.1 Griechische und lateinische Bezeichnungen für Erdbeben 3.1.2 Nennungen von Erdbeben 3.1.3 Welche (Arten von) Erdbeben wurden aufgezeichnet? 3.2 Qualitative Analyse des antiken Erdbebendiskurses im Mittelmeerraum 3.2.1 Die frühesten Beschreibungen von Erdbeben: Hesiod und Homer 3.2.2 Erdbeben als Folgen menschlichen Handelns 3.2.3 Erdbeben als Resultate natürlicher Prozesse 3.3 Schlussfolgerungen zum Erdbebendiskurs in den antiken europäischen Quellen 4 Der Erdbebendiskurs im frühen China 4.1 Quantitative Analyse des frühchinesischen Erdbebendiskurses 4.1.1 Frühchinesische Bezeichnungen für Erdbeben 4.1.2 Nennungen von Erdbeben 4.1.3 Welche (Arten von) Erdbeben wurden aufgezeichnet? 4.2 Qualitative Analyse des frühchinesischen Erdbebendiskurses 4.2.1 Die Anfänge des chinesischen Erdbebendiskurses: Erdbeben während der Sandai 4.2.2 Die Chunqiu-Tradition: 5 Erdbeben im Staate Lu 4.2.3 Fürst Jing von Qi und der große Wahrsager: Erdbeben als vorhersagbare Naturphänomene 4.3 Schlussfolgerungen zum Erdbebendiskurs in den frühchinesischen Quellen 5 Vergleich der Erdbebendiskurse im antiken Europa und im frühen China 5.1 Vergleichende quantitative Analyse der Erdbebendiskurse im antiken Europa und im Frühen China 5.1.1 Bezeichnungen für Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.1.2 Nennungen von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.1.3 Welche (Arten von) Erdbeben wurden aufgezeichnet? 5.2 Vergleichende qualitative Analyse der Erdbebendiskurse im antiken Europa und im frühen China 5.2.1 Vergleich der Wahrnehmungen von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.2.2 Vergleich der Interpretationen von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 5.2.3 Vergleich der praktischen Bewältigung von Erdbeben im antiken Mittelmeerraum und im frühen China 6 Fazit

Das Bodenverhalten unter dynamischer Beanspruchung ist sehr komplex, wird jedoch in der Praxis häufig mit Hilfe von vereinfachten Modellen abgebildet. Die Gültigkeit solcher Modelle ist jedoch aufgrund des spannungs- und dehnungsabhängigen Bodenverhaltens sehr begrenzt. Alternativ dazu bieten sich dynamische numerische Berechnungen mit fortgeschrittenen Stofmodellen, die das Bodenverhalten in einem großen Dehnungs- und Spannungsbereich realitätsnah repräsentieren können. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit sich das komplexe Bodenverhalten unter dynamischen Einwirkungen mit Hilfe der Hypoplastizität abbilden lässt. Dabei wurde die entscheidende Rolle der Parameterermittlung veranschaulicht und zusätzlich ein angemessener Vorgang zur Bodenparameterbestimmung beschrieben. Zunächst wurde das Verhalten einer trockenen Sandschicht infolge von Erdbebenbeanspruchungen numerisch untersucht. Die Ergebnisse der Berechnungen zeigen, dass die Beschleunigungsamplifikation in der Nähe zur Bodenoberfläche von der Frequenz und der Amplitude der Grundbeschleunigung abhängt. Weiterhin nimmt die berechnete Eigenfrequenz und die entsprechende Amplifikation mit zunehmender Beschleunigungsamplitude ab. Des Weiteren wurde ein Zentrifugenversuch an einem im Sand eingebeteten Tunnel unter Erdbebeneinwirkungen nachgerechnet. Die berechneten Ergebnisse zeigen eine ausreichende Übereinstimmung mit dem Experiment. Mit der numerischen Nachrechnung wurde auch eine Abhängigkeit zwischen den Änderungen der Biegemomente in der Tunnelschale und der Oberflächensetzung im umliegenden Boden festgestellt. Die Standsicherheit von Böschungen unter Erdbebenbeanspruchungen stellt wegen des komplexen Bodenverhaltens eine weitere Herausforderung für die Berechnungen dar. Zunächst wurde überprüft, inwieweit sich das Böschungsverhalten mit der in der Praxis häufig eingesetzten pseudo-statischen Methode abbilden lässt. Hierfür wurde für eine in der Zentrifuge untersuchte Modellböschung die pseudostatische Analyse durchgeführt. Die im Zentrifugenversuch aufgetretenen oberflächennahen Gleitfläche lässt sich durch die pseudo-statische Methode nicht prognostizieren. Für eine oberflächennahe Gleitfläche wurde hingegen ein sehr hoher Standsicherheitsfaktor ermittelt. Mit einer numerischen Nachrechnung mit einem hypoplastischen Stoffmodell mit Betrachtung der intergranularen Dehnungen konnte das Verhalten der Modellböschung qualitativ und quantitativ sehr gut abgebildet werden. Somit wurden sowohl die oberflächennahe Gleitfläche als auch die Vertikal- und Horizontalverschiebungen realitätsnah wiedergegeben. In dieser Arbeit wurde des Weiteren ein Vorgang als Kombination zwischen den dynamischen numerischen Berechnungen und der pseudo-statischen Methode zur Bewertung der Standsicherheit von Böschungen unter dynamischer Einwirkung vorgeschlagen. Damit ließ sich ebenso ein realitätsnäher Stansicherheitsfaktor ermitteln. Da die Anwendung der pseudo-statischen Methode bei den Böschungen aus wassergesättigten kohäsionslosen Böden problematisch ist, lassen sich solche Böschungen entweder mit Zentrifugenmodellen oder numerisch mit fortgeschrittenen Stoffmodellen untersuchen. In dieser Arbeit wurden Nachrechnungen von Zentrifugenversuchen durchgeführt. Es handelt sich um einen Erddamm aus einem wassergesättigten, dicht gelagerten Nevada Sand unter Erdbebeneinwirkung. Mit der numerischen Berechnung wurde das Dammverhalten qualitativ und quantitativ sehr gut abgebildet. Sowohl die Dammverschiebungen als auch der Aufbau des Porenwasserdrucks zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den Messungen. Weiterhin wurden mit den gleichen Bodenparametern zwei weitere Zentrifugenversuche unter Erdbebeneinwirkung nachgerechnet. Beide Modellversuche wurden mit einem locker gelagerten, wassergesättigten Nevada Sand durchgeführt. Bei einem Versuch wurde ein Erddamm und bei dem anderen eine Sandschicht untersucht. In den numerischen Nachrechnungen ließen sich sowohl die Verschiebungen als auch die Porenwasserdrücke in beiden Randwertproblemen realistisch abbilden. Weiterhin wurde die Wirkung von Schottersäulen zur Verhinderung der Bodenverflüssigung numerisch untersucht. Zunächst wurden die Dränage- und die Aussteifungswirkung der Schottersäulen unabhängig voneinander betrachtet. Die Dränagewirkung ist vernachlässigbar, da sich während eines Erdbebens der Porenwasserdruck sehr schnell aufbaut. Wegen der hohen Steifigkeit der Schottersäulen wird zwar weniger Porenwasserdruck in den Boden aufgebaut. Die effektive Spannung nimmt jedoch trotzdem unverhindert ab. Dies lässt sich damit begründen, dass die hohe Säulensteifigkeit zu einer Spannungsumlagerung in Richtung Säulen führt und ein Siloeffekt entsteht. Somit wird der Boden zum Teil von den Säulen getragen und die totale Spannung im Boden nimmt ab. In der 3D-Berechnungen ist dieser Siloeffekt deutlich geringer als in den 2D-Berechnungen. Nichtsdestotrotz zeigen sowohl die 2D- als auch die 3D-Berechnungen, dass die Säulensteifigkeit eine nur mäßige Wirkung zur Verhinderung der Bodenverflüssigung aufweist. In weiteren 3D-Berechnungen wurde der Einfluss der Säulenherstellung untersucht. Hierfür wurden Berechnungen mit erhöhter Bodendichte und Seitenspannung durchgeführt. Sowohl die Verdichtung als auch die Erhöhung der Seitenspannung verlangsamen den Porenwasserdruckaufbau bzw. die Abnahme der effektiven Spannung. Der Einfluss der Bodenverdichtung ist jedoch wesentlich höher. Weiterhin weist die Wirkung der Schottersäulen eine Abhängigkeit von der dynamischen Belastung auf. Die Bodenverflüssigung infolge eines kleinen Erdbebens wird verhindert, während sich die Verflüssigung infolge eines stärkeren Erdbebens nur um wenige Sekunden verzögert. / The soil behavior under dynamic loading is very complex. However, in daily use it is often illustrated by means of simplified models. The validity of these models is very limited due to the stress and strain-dependent soil behavior. Alternatively, dynamic numerical calculations can be performed with advanced constitutive models which can represent soil behavior in a wide range of strain and stress. In this work it was investigated, to which extent the complex soil behavior can be reproduced using hypoplasticity.Furthermore,the important role of parameter determination was illustrated. In addition, an appropriate procedure for determining soil parameters was described. First, the behavior of a dry sand layer under earthquake load was investigated numerically. The results of the calculations show that the acceleration amplification near the ground surface depends on the frequency and the amplitude of the basic acceleration. Furthermore, the calculated natural frequency and the corresponding amplification decrease with increasing acceleration amplitude. In addition, a centrifuge test on a tunnel embedded in sand under earthquake effects was numerically calculated. The calculated results show a satisfactory agreement with the experiment. The numerical calculation also revealed a dependency between the changes in the bending moments in the tunnel lining and the surface settlement of the surrounding soil. Due to the complex soil behavior, the stability of slopes under earthquake loads poses a further challenge for the calculations. Firstly, it was examined, to which extent slope behavior can be represented with the frequently used pseudo-static method. For this purpose the pseudo-static analysis was carried out for a model earth dam examined in the centrifuge. The pseudo-static method predicts a deep seated sliding surface in contrast to the shallow sliding surface in the centrifuge test. However, for a shallow sliding surface, a very high stability safety factor was determined. With a numerical calculation using a hypoplastic material model considering the intergranular strains, the behavior of the earth dam could be reproduced qualitatively and quantitatively very well. Thus, the shallow sliding surface as well as the vertical and horizontal displacements were reproduced realistically. In this thesis, a combination of the dynamic numerical calculation and the pseudo-static method for assessing the stability of slopes under dynamic influence was proposed. So, a realistic stability safety factor can be determined. The application of the pseudo-static method is problematic in case of slopes in saturated non-cohesive soil. These slopes can either be investigated with centrifuge models or numerically with advanced material models. In this work, numerical recalculations of centrifuge tests were carried out. It is an earth dam from a saturated Nevada sand under an earthquake effect. With the numerical calculation the dam behavior was reproduced qualitatively and quantitatively in a satisfactory manner. Both the dam displacements as well as the build-up of pore water pressure show a very good agreement with the measurements. Two further centrifuge tests were also carried out using the same soil parameters. Both model tests were conducted with a loose saturated Nevada sand. One test was carried out on an earth dam and the other on a sand layer. With the numerical calculations, both displacements and pore water pressures were reproduced realistically in both boundary value problems. In addition the effect of stone columns to prevent soil liquefaction was studied numerically. First, the drainage and stiffening effects of stone columns were examined separately. The drainage effect has no significant influence because of the very rapid build-up of pore water pressure during the earthquake. Due to the high stiffness of the stone columns, less pore water pressure builds up in the soil. However, the effective stress continues to decrease unhindered. The high stiffness of the columns leads to a stress redistribution in the direction of the columns and a silo effect arises. In 3D calculations, the silo effect is significantly lower than in 2D calculations. The 2D and 3D calculations show that the column stiffness has a moderate effect to prevent soil liquefaction. In further 3D calculations, the influence of column installation was investigated. Calculations with increased soil density and lateral stress were carried out for this purpose. Both the compaction and the increase of the lateral stress slow down the build-up of pore water pressure and the decrease in effective stress. However, the impact of soil compaction is much higher. Furthermore, the effect of stone columns depends on the dynamic load. The soil liquefaction due to a small earthquake is prevented, while liquefaction due to a stronger earthquake is delayed only by a few seconds.

Das seitliche Kraftwiderstandssystem, in diesem Fall Stahlbetonkernwände eines 10-stöckigen Gebäudes, das aus Schwerkraftstützen und Scherwänden besteht, wurde linear (unter der Annahme eines linearen elastischen Materialverhaltens von Beton) und nichtlinear gerissen (unter Berücksichtigung des Materialverhaltens von Beton) unter seismische Belastung analysiert. Erst wurde die grundlegenden Methode der äquivalenten Seitenkraft zur Schätzung der seismischen Belastungen benutzt, später wurde die aktuelle Methode The Performance Based Seismic Design verwendet, bei der reale seismische Aufzeichnungen verwendet werden und die Beschleunigungen mithilfe der Software ETABS auf das Gebäude angewendet werden. Nach dem Anwenden der Beschleunigungen wurden die maximal resultierenden Kräfte und Verformungen bewertet. Das Gebäude wurde dann für die maximal resultierenden Kräfte ausgelegt.Der Inhalt des Hauptberichts ist: - Allgemeine Beschreibung des Gebäudes, seismische Standortinformationen, Standortantwortspektren, Belastung und seismische Kräfte einschließlich Analyse des modalen Antwortspektrums. - Lineares Design des Modells für Schwerkraft und seismische Belastungen, P-M-Wechselwirkungsdiagramme für den U-Querschnitt aus Stahlbeton, Entwurf einer Längs- und Schubbewehrung der Scherwände und des Koppelbalkens. - Zwei Varianten des nichtlinearen Modells, bei denen die Kernwand (Scherwände) gemäß jeder Variante entworfen wird, wobei der Einfluss des Dämpfungsmodells auf das nichtlineare dynamische Verhalten sowie der Einfluss des Kopplungsstrahlmodells auf das nichtlineare dynamische Verhalten untersucht werden. - Entwurfsüberprüfung, erst mit der Definition der Leistungsobjekte und Modell für die Zeitverlaufsanalyse. Es wurden zwei Leistungsziele untersucht: Vollbetriebs- und Lebenssicherheitsprüfungen. - In zwei Fällen wurde eine zusätzliche Studie zur Reaktion von nicht strukturellen Elementen aufgrund seismischer Belastung durchgeführt: Überprüfung des Vollbetriebs und der Lebenssicherheit. - Die Durchsetzungszeichnungen wurden fertiggestellt und dem Bericht beigefügt. Schlussfolgerung und Empfehlungen waren am Ende des Berichts. Dies ist wichtig für die Gesellschaft, da die verwendete Methode für die seismische Planung jedes Gebäudes verwendet werden kann. Es könnte ein Holzbau oder ein Mauerwerk sein. Die Gestaltung eines Mauerwerksgehäuses wird Gegenstand eines zukünftigen Forschungsprojekts sein. Allgemeine Ziele: Lineare und nichtlineare seismische Bemessung von Stahlbetongebäuden unter Verwendung der 'seismischen Bemessung der Leistungsgrundlagen:Acknowledgement 4 PART I: General Information, Site and Loading 5 1. General Information About the Building 5 1.1. Specified Material Properties: 6 1.2. Site Information: 6 1.3. Geometry (Figure I.1): 7 2. Site Seismicity and Design Coefficients 7 2.1. USGS Results 7 2.2. Site Response Spectra 8 2.3. Design Coefficients And Factors For Seismic Force-Resisting Systems 8 3. Loading 9 3.1. Determination Of Seismic Forces 9 3.2. Modal Response Spectrum Analysis 9 3.3. Seismic Load Effects And Combinations 11 PART II: Core Wall Design - Linear Model 12 4. Model of ETABS 12 4.1. Geometry 12 4.2. Gravity Loads 13 4.3. Seismic Loads 15 4.4. Tabulated Selected Results From ETABS Analysis 16 5. P-M Interaction Diagrams 17 5.1. N-S Direction 17 5.2. E-W Direction 19 6. Lateral Force Resisting System, Linear 20 6.1. Longitudinal Reinforcement 20 6.2. Shear Reinforcement 22 6.3. Boundary Elements 24 6.3.1. Transverse Reinforcement Of Boundary Elements 26 6.4. Coupling Beams 27 7. Detailing 30 PART III: Site Response Spectra and Input Ground Motions 31 8. Performance Levels 31 8.1. ASCE 7-16 Target Spectra 31 8.2. Site Response Spectra 34 8.2.1. Ground Motion Conditioning 34 8.2.2. Amplitude Scaling 37 8.2.3. Pseudo Acceleration and Displacement Response Spectra 38 PART IV: Non-Linear Model 40 9. Variant 1 of Non-Linear Model 40 9.1. Complete Core Wall Design for Combined Axial-Flexure 40 9.2. Modal Analysis 43 9.3. Influence of the Damping Model on the Nonlinear Dynamic Response 49 10. Variant 2 of Non-Linear Model 57 10.1. Influence of the Coupling Beam Model on the Nonlinear Dynamic Response 57 10.2. Estimated Roof Displacement 68 PART V: Design Verification 70 11. General 70 11.1. Performance Objectives 70 11.2. Model For Time-History Analyses 71 11.3. Performance Level Verification 71 11.4. Fully Operational Performance Level Verification 71 11.5. Life Safety Performance Level Verification 78 PART VI: Capacity Design of Force Controlled Elements and Regions and Design of Acceleration-Sensitive Nonstructural Elements 87 12. General 87 12.1. Design Verification 87 12.1.1. Full Occupancy Case 87 12.1.2. Life Safety Case 91 12.1.3. Observations on Plots 93 12.2. Acceleration response spectra at roof level 94 12.2.1. Observations on Plots 95 12.3. Core Wall 97 12.4. Design Detail Comparison 103 12.5. Detailed Drawing 103 12.6. Diaphragm 104 12.7. Fire Sprinkler System 117 12.8. Overhanging Projector 119 PART VII: Conclusion 122 / Lateral Force Resisting System, in this case reinforced concrete core walls of a 10 story building consists of gravity columns and shear walls, has been analyzed in linear (assuming linear elastic material behavior of concrete) and nonlinear cracked (considering plastic material behavior of concrete) case, for seismic loading. Starting with the basic method of equivalent lateral force to estimate the seismic loads, then using the up to date method, The Performance Based Seismic Design, which uses real seismic records and apply the accelerations on the building using the software ETABS. After applying the accelerations, maximum resulted forces and deformations have been evaluated. The building then have been designed for the maximum resulted forces. The contents of the main report are: - General description of the building, site seismic information, site response spectra, loading and seismic forces including modal response spectrum analysis. - Linear design of the model for gravity and seismic loads, P-M interaction diagrams developed for U cross section from reinforced concrete, designing longitudinal and shear reinforcement of the shear walls and coupling beam. - Two variants of Nonlinear model, designing the core wall (shear walls) according to each variant, studying the influence of damping model on the nonlinear dynamic response, as well as the influence of the coupling beam model on the nonlinear dynamic response. - Design verification, starting with defining the performance objects, and model for time history analysis. Two performance objectives have been studied: Fully operational and Life safety level verifications. - Additional study was performed for the response of non-structural elements due to seismic loading in two cases: Fully operational and Life safety level verifications. - Reinforcement Drawings have been finalized and attached to the report. - Conclusion and recommendations was at the end of the report. It is important for the society, because the used method could be used for the seismic design of any building. It could be wood building or masonry building. Designing a masonry building case will be the subject of future research project. Overall objectives: Linear and Nonlinear seismic design of reinforced concrete building using the performance bases seismic design.:Acknowledgement 4 PART I: General Information, Site and Loading 5 1. General Information About the Building 5 1.1. Specified Material Properties: 6 1.2. Site Information: 6 1.3. Geometry (Figure I.1): 7 2. Site Seismicity and Design Coefficients 7 2.1. USGS Results 7 2.2. Site Response Spectra 8 2.3. Design Coefficients And Factors For Seismic Force-Resisting Systems 8 3. Loading 9 3.1. Determination Of Seismic Forces 9 3.2. Modal Response Spectrum Analysis 9 3.3. Seismic Load Effects And Combinations 11 PART II: Core Wall Design - Linear Model 12 4. Model of ETABS 12 4.1. Geometry 12 4.2. Gravity Loads 13 4.3. Seismic Loads 15 4.4. Tabulated Selected Results From ETABS Analysis 16 5. P-M Interaction Diagrams 17 5.1. N-S Direction 17 5.2. E-W Direction 19 6. Lateral Force Resisting System, Linear 20 6.1. Longitudinal Reinforcement 20 6.2. Shear Reinforcement 22 6.3. Boundary Elements 24 6.3.1. Transverse Reinforcement Of Boundary Elements 26 6.4. Coupling Beams 27 7. Detailing 30 PART III: Site Response Spectra and Input Ground Motions 31 8. Performance Levels 31 8.1. ASCE 7-16 Target Spectra 31 8.2. Site Response Spectra 34 8.2.1. Ground Motion Conditioning 34 8.2.2. Amplitude Scaling 37 8.2.3. Pseudo Acceleration and Displacement Response Spectra 38 PART IV: Non-Linear Model 40 9. Variant 1 of Non-Linear Model 40 9.1. Complete Core Wall Design for Combined Axial-Flexure 40 9.2. Modal Analysis 43 9.3. Influence of the Damping Model on the Nonlinear Dynamic Response 49 10. Variant 2 of Non-Linear Model 57 10.1. Influence of the Coupling Beam Model on the Nonlinear Dynamic Response 57 10.2. Estimated Roof Displacement 68 PART V: Design Verification 70 11. General 70 11.1. Performance Objectives 70 11.2. Model For Time-History Analyses 71 11.3. Performance Level Verification 71 11.4. Fully Operational Performance Level Verification 71 11.5. Life Safety Performance Level Verification 78 PART VI: Capacity Design of Force Controlled Elements and Regions and Design of Acceleration-Sensitive Nonstructural Elements 87 12. General 87 12.1. Design Verification 87 12.1.1. Full Occupancy Case 87 12.1.2. Life Safety Case 91 12.1.3. Observations on Plots 93 12.2. Acceleration response spectra at roof level 94 12.2.1. Observations on Plots 95 12.3. Core Wall 97 12.4. Design Detail Comparison 103 12.5. Detailed Drawing 103 12.6. Diaphragm 104 12.7. Fire Sprinkler System 117 12.8. Overhanging Projector 119 PART VII: Conclusion 122

Das Finden von zuverlässigen Informationen über gegebene Ereignisse aus großen und dynamischen Textsammlungen, wie dem Web, ist ein wichtiges Thema. Zum Beispiel sind Rettungsteams und Versicherungsunternehmen an prägnanten Fakten über Schäden nach Katastrophen interessiert, die heutzutage online in Web-Blogs, Zeitungsartikeln, Social Media etc. zu finden sind. Solche Fakten helfen, die erforderlichen Hilfsmaßnahmen zu bestimmen und unterstützen deren Koordination. Allerdings ist das Finden, Extrahieren und Aggregieren nützlicher Informationen ein hochkomplexes Unterfangen: Es erfordert die Ermittlung geeigneter Textquellen und deren zeitliche Einordung, die Extraktion relevanter Fakten in diesen Texten und deren Aggregation zu einer verdichteten Sicht auf die Ereignisse, trotz Inkonsistenzen, vagen Angaben und Veränderungen über die Zeit. In dieser Arbeit präsentieren und evaluieren wir Techniken und Lösungen für jedes dieser Probleme, eingebettet in ein vierstufiges Framework. Die angewandten Methoden beruhen auf Verfahren des Musterabgleichs, der Verarbeitung natürlicher Sprache und des maschinellen Lernens. Zusätzlich berichten wir über die Ergebnisse zweier Fallstudien, basierend auf dem Einsatz des gesamten Frameworks: Die Ermittlung von Daten über Erdbeben und Überschwemmungen aus Webdokumenten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass es unter bestimmten Umständen möglich ist, automatisch zuverlässige und zeitgerechte Daten aus dem Internet zu erhalten. / Finding reliable information about given events from large and dynamic text collections, such as the web, is a topic of great interest. For instance, rescue teams and insurance companies are interested in concise facts about damages after disasters, which can be found today in web blogs, online newspaper articles, social media, etc. Knowing these facts helps to determine the required scale of relief operations and supports their coordination. However, finding, extracting, and condensing specific facts is a highly complex undertaking: It requires identifying appropriate textual sources and their temporal alignment, recognizing relevant facts within these texts, and aggregating extracted facts into a condensed answer despite inconsistencies, uncertainty, and changes over time. In this thesis, we present and evaluate techniques and solutions for each of these problems, embedded in a four-step framework. Applied methods are pattern matching, natural language processing, and machine learning. We also report the results for two case studies applying our entire framework: gathering data on earthquakes and floods from web documents. Our results show that it is, under certain circumstances, possible to automatically obtain reliable and timely data from the web.

Starke Erdbeben stellen weltweit ein hohes Risiko für urbane Zentren dar, dem unter anderem durch Methoden der aseismischen Bauwerksbemessung begegnet wird. Grundlage hierfür bilden Annahmen und Erfahrungswissen über die lokale seismische Bodenbeschleunigung, Grenzen sind hingegen durch die zusätzlichen Kosten gesetzt. Die Schadensbilanz der Starkbeben der letzten Jahre, auch in den Industrieländern, verdeutlicht die Notwendigkeit, die Konzepte und Methoden des erdbebensicheren Bauens weiter zu verfeinern. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur stochastischen seismischen Lastmodellierung vorgestellt, der über die übliche Annahme eines stationären, eindimensionalen Prozesses für die Bodenbeschleunigung hinausgeht. Ziel ist eine standort- und wellenspezifische räumliche Lastmodellierung, die durch Nutzung von Informationen über physikalische Invarianten eine transparente und kostengünstige aseismische Bauwerksbemessung erlaubt, zumindest aber das Risiko gegenüber gebräuchlichen Bemessungsmethoden reduziert. Solche seismischen und geotechnischen Invarianten sind die gesetzmäßige Struktur des seismischen Wellenfeldes sowie die Resonanzeigenschaften der Bodenschichtung am Standort. Das vorgeschlagene Lastmodell bildet das Wellenfeld am Standort als Komposition stochastischer evolutionärer Teilprozesse auf zeitveränderlichen Hauptachsen ab, die zu Wellenzügen mit jeweils spezifischer Lastcharakteristik korrespondieren. Diese Lastcharakteristik wird sowohl im Frequenz- und Zeitbereich als auch räumlich durch wellenspezifische Formfunktionen beschrieben, deren Parameter stark zu seismischen und geotechnischen Größen korrelieren. Schwerpunkt der Arbeit sind neuartige, korrelationsbasierte Schätzverfahren zur empirischen Spezifikation der Modellparameter für die Baupraxis. Das spektraladaptive Korrelations-Hauptachsenschätzverfahren (SAPCA) sichert die optimale Erfassung der räumlichen Wellenzüge durch Transformation der Messung auf Referenzkomponenten. Gleichzeitig liefert es - in Verbindung mit einem Korrekturverfahren für den Streichwinkel der Hauptachse - prägnante, assoziierte Hauptachsenverlaufsmuster, anhand derer Dominanzphasen für drei verallgemeinerte Wellenzüge zuverlässig identifiziert werden können. Innerhalb dieser Dominanzphasen werden die wellenzugspezifischen Parameter des Lastmodells bestimmt. Außerdem wird ein Algorithmus angegeben, um Rayleighwellen in Einzelmessungen zu identifizieren. Die Eignung des Modellansatzes und die Effizienz der Schätzverfahren werden anhand von Starkbebenmessungen des Northridge-Erdbebens 1994 verifiziert. Mit dem vorgestellten nichtstationären Modellansatz werden in herkömmlichen stochastischen Lastmodellen unterschätzte Lastanteile des Starkbebenwellenfeldes genauer abgebildet. Bisher unterschlagene oder pauschal modellierte Lastanteile werden erstmals der Analyse und Modellierung zugänglich gemacht. Das stochastische Modell wird bezüglich der wichtigsten lastgenerierenden Effekte physikalisch transparent und dadurch - trotz höherer Komplexität - in der Ingenieurpraxis besser handhabbar. Die Hauptachsenmethode (SAPCA) eignet sich auch für seismologische Analysen im Nahbereich, etwa zur Analyse von Bruchprozessen und topographischen Standorteffekten. / Strong earthquakes are a potential high risk for urban centres worldwide, which is, amongst others, confronted by methods of aseismic structural design. This is based on both assumptions and thorough knowledge about local seismic ground acceleration; limits are set, on the other side, by additional costs. Damage balance of recent strong quakes - also in industrialized countries - emphasize the need for further refinement of concepts and methods of earthquake resistant structural design. In this work, a new approach of stochastic seismic load modelling is presented, letting go the usual presupposition of a stationary, one-dimensional stochastic process for ground acceleration. The goal is site and wave specific load modelling, using information about physical and geotechnical invariants, which enables transparency and low cost approaches in aseismic structural design, but at least reduces seismic risk in comparison to common design methods. Those physical and geotechnical invariants are the structure of the seismic wave field according to physical laws as well as resonance properties of the soil strata at the local site. The proposed load model represents the local wave field as a composition of stochastic evolutionary sub-processes upon time-variant principal axes, which correspond to wave trains with specific load characteristics. Those load characteristics are described in the frequency and time as well as in the spatial domain by wave-specific shape functions, whose parameters strongly correlate to seismic and geotechnical entities. Main contributions of the work are newly developed estimation procedures based on correlation, which serve in the framework of empirical specification of the model parameters for the building practice. The Spectral-Adaptive Principal Correlation Axes (SAPCA) algorithm ensures an optimal covering of the spatial wave trains by transforming the recorded data onto Reference Components. At the same time - in connection with a correction algorithm for the strike angle of the principal axis - it delivers concise associated patterns in the course of the principal axis, which are in turn used to reliably identify dominance phases for three generalized wave trains. Within those wave dominance phases, the wave specific parameters of the load model are determined. Additionally, an algorithm is presented to identify Rayleigh waves in single site acceleration records. Adequacy of the modelling approach and efficiency of the estimation procedures are verified by means of strong motion records from the 1994 Northridge Earthquake The proposed non-stationary modelling approach describes with more accuracy load portions of the strong motion wave field underestimated in conventional stochastic load models. Load portions which are left out or lump-sum modelled so far are made available for analysis and modelling for the first time. The stochastic model gains physical transparency with respect to the most important load generating effects, and hence will be - despite higher complexity - easy to handle in engineering practice. The Principal Axis method will also be useful for seismological analyses in the near field, e.g., for the analysis of rupture processes and topographic site effects. / Des séismes forts sont un gros risque potentiel pour des centres urbains dans le monde entier, qui est, entre autres, confronté par des méthodes de conception aséismique de bâtiments. Ceci est fondé sur des hypothèses et la connaissance profonde au sujet de l'accélération séismique au sol locale. Limites sont placées, de l'autre côté, par des coûts additionnels. Les dommages des séismes forts récents, aussi dans les pays industrialisés, soulignent la nécessité de raffiner plus loin les concepts et les méthodes de conception aséismique de bâtiments. Dans cette oeuvre, une nouvelle approche à la modélisation stochastique de la charge séismique est présentée, qui renonce la présupposition habituelle d'un processus stationnaire et unidimensionnel pour l'accélération de sol. L'objectif est une modélisation spatiale de charge, spécifique d'ondes et de site, qui, par l'utilisation des informations sur des invariantes physiques, permet une mesure de bâtiment asismique transparente et économique, au moins toutefois réduit le risque par rapport aux méthodes de mesures courantes. De tels invariants séismiques et géotechniques sont la structure du champ des ondes séismiques déterminé par les lois de la physique et les qualités de résonance de la stratification de sol locale. Le modèle de charge proposé décrit le champ des ondes au site comme composition des sous-processes évolutionnaires stochastiques sur les axes principales variables dans le temps, qui correspondent aux trains des ondes qu'ont une caractéristique de charge respectivement spécifique. Cette caractéristique de charge est décrit dans le domaine temporel et de fréquence et aussi bien que spatial par les fonctions de forme spécifique d'ondes dont les paramètres corrèlent fortement à des dimensions séismiques et géotechniques. Une priorité d'oeuvre sont des nouvelles procédures d'estimation, pour la spécification empirique des paramètres de modèle pour la pratique de construction, qui se basent sur la sur la corrélation de croix de composante. La procédure adaptative spectrale d'estimation d'axes principals de corrélation (SAPCA) assure la saisie optimale des trains des ondes spatiaux par la transformation des enregistrements sur des composantes de référence. En même temps - en relation avec une procédure de correction d'angle égal d'axe prin¬ci¬pal - il livre des concises schémas associés de cours d'axes principals, au moyen de ceux peut être identifié fiable des phases de dominance pour trois trains généralisés des ondes. Dans ces phases de dominance, les paramètres du modèle de charge spécifiques pour chaque train des ondes sont déterminés. En outre, un algorithme est indiqué, pour identi¬fier des ondes de Rayleigh dans un enregistrement individuel de l'accélération de sol. La qualification de l'approche de modèle et l'efficience des procédures d'estimation sont vérifiées au moyen d'enregistrements de tremblement fort du séisme á Northridge 1994. Avec l'approche de modèle non-stationnaire présentée, tels des parts de charge du champ des ondes sismiques forts sont décrites plus précisément qui sont sous-estimées dans les modèles de charge stochastiques habituels. Des parts de charge q'ont été supprimés ou modelées forfaitairement jusqu'ici, sont rendues accessibles à l'analyse et à la modélisation pour la première fois. Le modèle stochastique devient physico-transparent concernant les effets les plus importants, produisants une charge sur le bâtiment, et ainsi - malgré la complexité plus élevée - mieux maniable en pratique d'ingénieur. La méthode d'axes principals adaptative spectrale (SAPCA) convient aussi pour des analyses sismologiques dans la proximité d'epicentre, par exemple à l'analyse des processus de rupture et des effets de site topographiques. / Por todo el mundo, los terremotos fuertes son un alto riesgo potencial para los centros urbanos, que está, entre otros, enfrentado por métodos de diseño estructural antisísmico. Estos métodos son basa en asunciones y conocimiento fundamentado sobre la aceleración de tierra sísmica local; los límites son fijados, en el otro lado, por costes adicionales. Balance de los daños de temblores fuertes recientes - también en países industrializados - acentúe la necesidad del refinamiento adicional de conceptos y de métodos de diseño estructural resistente del terremoto. En este trabajo, una nueva aproximación de modelar estocástico de la carga sísmica se presenta, superando la presuposición generalmente de un proceso estocástico unidimensional y estacionario para la aceleración de tierra. La meta avisada es un modelo de la carga específico del sitio y de las ondas que, con la información sobre las invariantes físicas y geotécnicas, permite las aproximaciones transparentes y económicas, en diseño estructural antisísmico; pero por lo menos reduce el riesgo sísmico en la comparación a los métodos usados de diseño. Esos invariantes son la estructura regular del campo de las ondas sísmicas, así como las características de la resonancia de los estratos del suelo en el sitio local. El modelo propuesto de la carga representa el campo local de las ondas sísmicas como composición de los procesos parciales evolutivos estocásticos sobre las hachas principales variables-temporales, que corresponden a los trenes de las ondas con características específicas de la carga. Esas características de la carga son descritas en el dominio de la frecuencia y del tiempo así como en el dominio espacial por las funciones de la forma, que parámetros son especificas por los trenos generalizados de la onda sísmica y correlacionan fuertemente a las entidades sísmicas y geotécnicas. La contribución principal de este trabajo son los procedimientos nuevamente desarrollados de la valoración basados en la correlación, que sirven en el contexto de la especificación empírica de los parámetros de modelo para la práctica de construcción. El algoritmo de las Ejes Mayor de la Correlación Espectral-Adaptante (SAPCA) asegura la recogida óptima de los trenes espaciales de la onda transformando los datos registrados sobre componentes de la referencia. En el mismo tiempo - en la conexión con un algoritmo de la corrección para el ángulo del acimut del eje mayor/principal – SAPCA entrega los patrones asociados concisos en el curso del eje principal, que después se utilizan para identificar confiablemente las fases de la dominación para tres trenes generalizados de la onda. Dentro de esas fases de la dominación de la onda, los parámetros específicos de la onda del modelo de la carga se determinan. Además, un algoritmo se presenta para identificar las ondas de Rayleigh en solos mensuras de la aceleración del sitio. La suficiencia del aproximación que modela y la eficacia de los procedimientos de la valoración se verifican por medio de los datos del terremoto catastrófico a Northridge 1994. La aproximación non-estacionaria que modela propuesto describe con más exactitud las porciones de la carga del campo de la onda del terremoto fuerte subestimado en modelos estocásticos convencionales de la carga. Cargue las porciones que se dejan hacia fuera o modelado global hasta ahora se hace disponible para el análisis y modelar para la primera vez. El modelo estocástico gana la transparencia física con respecto a la carga más importante que genera efectos, y por lo tanto será - a pesar de una complejidad más alta - fácil de dirigir en práctica de la ingeniería. El método principal del eje también será útil para los análisis sismológicos en el campo cercano, p. e., para el análisis de los procesos de la ruptura y de los efectos topográficos del sitio. / Сильные землетрясения всемирно являются потенциально высоким риском для ур¬банизированных центров. Для уменшения сейсмического риска развивются методы антисейсмичной структурной конструкции. Эти методы построены на предположениях, которые требуют тщательного эмпирического знания характеристик местного сейсмического ускорения грунта. Предел состоит, с другой стороны, в дополнительных стоимостях строительства. Убытки от недавних сильных землетрясений - также в индустриально развитых странах – подчеркивают потребность более глубокого уточнения прин¬ципиальных схем и методов антисейсмичного строительства. Эта работа представляет новый подход стохастического сейсмического моде¬лирования нагрузки, развивающий обычное предположениe стационарного, одномерного стохастического процессa нa сейсмическое ускорение грунта. Целью будет создание модели нагрузки, которая указана по отдельности для специфических характеристик и сейсмических волн и местного положения, делающей возможным, путём использования информации о физических и геотехничес¬ких инвариантностях, и прозрачных и недорогих подходов в антисейсмичной структурной конструкции, но по крайней мере уменьшающей сейсмический риск, по сравнению с общими методами антисейсмичного строительства. Эти инвариантности являются закономерной структурой волнового поля также, как и свойствами резонан¬са слоёв грунта в месте постройки.. Предложенная модель нагрузки представляет местное волновое поле как составляющая стохастических подпроцессов развития на главных осях зависящих от времени, которые соответствуют волновым пакетам со специфическими характе¬ристиками нагрузки. Те эти характеристики нагрузки описаны в диапазонах частоты и времени также, как трёхмерного объёма функциями формы, параметры которых указаны по отдельности для различных обобщанных волновых пакетов u сильно соотносят от сейсмичес¬ких и геотехнических величин. Главны вклад работы – это новые процедуры оценивания, основанные на корреляции, которые служат в рамках эмпирической спецификации модельных параметров для практики строительства. Новый Aлгоритм Спектрально-Приспо¬собительных Главных Oсей Kорреляции (SAPCA) обеспечивает оптимальное заволакивание трёхмерных волновых пакетов преобразованием записанных данных сейсмического ускорения грунта на калибровочные компоненты на этих главных осях. В то же самое время - в связи с алгоритмом коррекции для угла простирания главной оси - SAPCA поставляет сжатые связанные волновые картины в ходе временно-изменчивых глав¬ных осей, которые в свою очередь использованы для надежного определения доминантных фаз для трёх обобщенных волновых пакетов. В этих фазах засилья отдельного волного пакета, определёны волново-специфические параметры модели нагруз¬ки. Дополнительно, показан алгоритм для идентификации и определения волн типа Релея при одиночной регистрации сейсмической ускорении грунта. Адекватность моделированного подходa и эффективность процедур оценивания подтвержены посредством данных сильного землетрясения Northridge 1994. Предложенный нестационарный подход моделировании описывает с большей точностью части нагрузки волного поля сильных землетрясений недооцененных в обычных стохастических моделях нагрузки. Части нагрузки не рассматривающиеся или слишком обобщаемые до сих пор, при новым подходе впервые можно будет учитывать и анализировать. Стохастическая модель приобретает физической прозрачностей по отношению к самым важным влияниям, которые производят нагрузку, и следовательно будет – несмотря на более высокую сложность – легка для того, чтобы применять её в практике инженерных расчётов. Mетод Главных Oсей также будет полезенно для сейсмологических анализов в близком поле, например, для анализа процессов повреждения и топографических влиянии местного положения.

Starke Erdbeben stellen weltweit ein hohes Risiko für urbane Zentren dar, dem unter anderem durch Methoden der aseismischen Bauwerksbemessung begegnet wird. Grundlage hierfür bilden Annahmen und Erfahrungswissen über die lokale seismische Bodenbeschleunigung, Grenzen sind hingegen durch die zusätzlichen Kosten gesetzt. Die Schadensbilanz der Starkbeben der letzten Jahre, auch in den Industrieländern, verdeutlicht die Notwendigkeit, die Konzepte und Methoden des erdbebensicheren Bauens weiter zu verfeinern. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur stochastischen seismischen Lastmodellierung vorgestellt, der über die übliche Annahme eines stationären, eindimensionalen Prozesses für die Bodenbeschleunigung hinausgeht. Ziel ist eine standort- und wellenspezifische räumliche Lastmodellierung, die durch Nutzung von Informationen über physikalische Invarianten eine transparente und kostengünstige aseismische Bauwerksbemessung erlaubt, zumindest aber das Risiko gegenüber gebräuchlichen Bemessungsmethoden reduziert. Solche seismischen und geotechnischen Invarianten sind die gesetzmäßige Struktur des seismischen Wellenfeldes sowie die Resonanzeigenschaften der Bodenschichtung am Standort. Das vorgeschlagene Lastmodell bildet das Wellenfeld am Standort als Komposition stochastischer evolutionärer Teilprozesse auf zeitveränderlichen Hauptachsen ab, die zu Wellenzügen mit jeweils spezifischer Lastcharakteristik korrespondieren. Diese Lastcharakteristik wird sowohl im Frequenz- und Zeitbereich als auch räumlich durch wellenspezifische Formfunktionen beschrieben, deren Parameter stark zu seismischen und geotechnischen Größen korrelieren. Schwerpunkt der Arbeit sind neuartige, korrelationsbasierte Schätzverfahren zur empirischen Spezifikation der Modellparameter für die Baupraxis. Das spektraladaptive Korrelations-Hauptachsenschätzverfahren (SAPCA) sichert die optimale Erfassung der räumlichen Wellenzüge durch Transformation der Messung auf Referenzkomponenten. Gleichzeitig liefert es - in Verbindung mit einem Korrekturverfahren für den Streichwinkel der Hauptachse - prägnante, assoziierte Hauptachsenverlaufsmuster, anhand derer Dominanzphasen für drei verallgemeinerte Wellenzüge zuverlässig identifiziert werden können. Innerhalb dieser Dominanzphasen werden die wellenzugspezifischen Parameter des Lastmodells bestimmt. Außerdem wird ein Algorithmus angegeben, um Rayleighwellen in Einzelmessungen zu identifizieren. Die Eignung des Modellansatzes und die Effizienz der Schätzverfahren werden anhand von Starkbebenmessungen des Northridge-Erdbebens 1994 verifiziert. Mit dem vorgestellten nichtstationären Modellansatz werden in herkömmlichen stochastischen Lastmodellen unterschätzte Lastanteile des Starkbebenwellenfeldes genauer abgebildet. Bisher unterschlagene oder pauschal modellierte Lastanteile werden erstmals der Analyse und Modellierung zugänglich gemacht. Das stochastische Modell wird bezüglich der wichtigsten lastgenerierenden Effekte physikalisch transparent und dadurch - trotz höherer Komplexität - in der Ingenieurpraxis besser handhabbar. Die Hauptachsenmethode (SAPCA) eignet sich auch für seismologische Analysen im Nahbereich, etwa zur Analyse von Bruchprozessen und topographischen Standorteffekten. / Strong earthquakes are a potential high risk for urban centres worldwide, which is, amongst others, confronted by methods of aseismic structural design. This is based on both assumptions and thorough knowledge about local seismic ground acceleration; limits are set, on the other side, by additional costs. Damage balance of recent strong quakes - also in industrialized countries - emphasize the need for further refinement of concepts and methods of earthquake resistant structural design. In this work, a new approach of stochastic seismic load modelling is presented, letting go the usual presupposition of a stationary, one-dimensional stochastic process for ground acceleration. The goal is site and wave specific load modelling, using information about physical and geotechnical invariants, which enables transparency and low cost approaches in aseismic structural design, but at least reduces seismic risk in comparison to common design methods. Those physical and geotechnical invariants are the structure of the seismic wave field according to physical laws as well as resonance properties of the soil strata at the local site. The proposed load model represents the local wave field as a composition of stochastic evolutionary sub-processes upon time-variant principal axes, which correspond to wave trains with specific load characteristics. Those load characteristics are described in the frequency and time as well as in the spatial domain by wave-specific shape functions, whose parameters strongly correlate to seismic and geotechnical entities. Main contributions of the work are newly developed estimation procedures based on correlation, which serve in the framework of empirical specification of the model parameters for the building practice. The Spectral-Adaptive Principal Correlation Axes (SAPCA) algorithm ensures an optimal covering of the spatial wave trains by transforming the recorded data onto Reference Components. At the same time - in connection with a correction algorithm for the strike angle of the principal axis - it delivers concise associated patterns in the course of the principal axis, which are in turn used to reliably identify dominance phases for three generalized wave trains. Within those wave dominance phases, the wave specific parameters of the load model are determined. Additionally, an algorithm is presented to identify Rayleigh waves in single site acceleration records. Adequacy of the modelling approach and efficiency of the estimation procedures are verified by means of strong motion records from the 1994 Northridge Earthquake The proposed non-stationary modelling approach describes with more accuracy load portions of the strong motion wave field underestimated in conventional stochastic load models. Load portions which are left out or lump-sum modelled so far are made available for analysis and modelling for the first time. The stochastic model gains physical transparency with respect to the most important load generating effects, and hence will be - despite higher complexity - easy to handle in engineering practice. The Principal Axis method will also be useful for seismological analyses in the near field, e.g., for the analysis of rupture processes and topographic site effects. / Des séismes forts sont un gros risque potentiel pour des centres urbains dans le monde entier, qui est, entre autres, confronté par des méthodes de conception aséismique de bâtiments. Ceci est fondé sur des hypothèses et la connaissance profonde au sujet de l'accélération séismique au sol locale. Limites sont placées, de l'autre côté, par des coûts additionnels. Les dommages des séismes forts récents, aussi dans les pays industrialisés, soulignent la nécessité de raffiner plus loin les concepts et les méthodes de conception aséismique de bâtiments. Dans cette oeuvre, une nouvelle approche à la modélisation stochastique de la charge séismique est présentée, qui renonce la présupposition habituelle d'un processus stationnaire et unidimensionnel pour l'accélération de sol. L'objectif est une modélisation spatiale de charge, spécifique d'ondes et de site, qui, par l'utilisation des informations sur des invariantes physiques, permet une mesure de bâtiment asismique transparente et économique, au moins toutefois réduit le risque par rapport aux méthodes de mesures courantes. De tels invariants séismiques et géotechniques sont la structure du champ des ondes séismiques déterminé par les lois de la physique et les qualités de résonance de la stratification de sol locale. Le modèle de charge proposé décrit le champ des ondes au site comme composition des sous-processes évolutionnaires stochastiques sur les axes principales variables dans le temps, qui correspondent aux trains des ondes qu'ont une caractéristique de charge respectivement spécifique. Cette caractéristique de charge est décrit dans le domaine temporel et de fréquence et aussi bien que spatial par les fonctions de forme spécifique d'ondes dont les paramètres corrèlent fortement à des dimensions séismiques et géotechniques. Une priorité d'oeuvre sont des nouvelles procédures d'estimation, pour la spécification empirique des paramètres de modèle pour la pratique de construction, qui se basent sur la sur la corrélation de croix de composante. La procédure adaptative spectrale d'estimation d'axes principals de corrélation (SAPCA) assure la saisie optimale des trains des ondes spatiaux par la transformation des enregistrements sur des composantes de référence. En même temps - en relation avec une procédure de correction d'angle égal d'axe prin¬ci¬pal - il livre des concises schémas associés de cours d'axes principals, au moyen de ceux peut être identifié fiable des phases de dominance pour trois trains généralisés des ondes. Dans ces phases de dominance, les paramètres du modèle de charge spécifiques pour chaque train des ondes sont déterminés. En outre, un algorithme est indiqué, pour identi¬fier des ondes de Rayleigh dans un enregistrement individuel de l'accélération de sol. La qualification de l'approche de modèle et l'efficience des procédures d'estimation sont vérifiées au moyen d'enregistrements de tremblement fort du séisme á Northridge 1994. Avec l'approche de modèle non-stationnaire présentée, tels des parts de charge du champ des ondes sismiques forts sont décrites plus précisément qui sont sous-estimées dans les modèles de charge stochastiques habituels. Des parts de charge q'ont été supprimés ou modelées forfaitairement jusqu'ici, sont rendues accessibles à l'analyse et à la modélisation pour la première fois. Le modèle stochastique devient physico-transparent concernant les effets les plus importants, produisants une charge sur le bâtiment, et ainsi - malgré la complexité plus élevée - mieux maniable en pratique d'ingénieur. La méthode d'axes principals adaptative spectrale (SAPCA) convient aussi pour des analyses sismologiques dans la proximité d'epicentre, par exemple à l'analyse des processus de rupture et des effets de site topographiques. / Por todo el mundo, los terremotos fuertes son un alto riesgo potencial para los centros urbanos, que está, entre otros, enfrentado por métodos de diseño estructural antisísmico. Estos métodos son basa en asunciones y conocimiento fundamentado sobre la aceleración de tierra sísmica local; los límites son fijados, en el otro lado, por costes adicionales. Balance de los daños de temblores fuertes recientes - también en países industrializados - acentúe la necesidad del refinamiento adicional de conceptos y de métodos de diseño estructural resistente del terremoto. En este trabajo, una nueva aproximación de modelar estocástico de la carga sísmica se presenta, superando la presuposición generalmente de un proceso estocástico unidimensional y estacionario para la aceleración de tierra. La meta avisada es un modelo de la carga específico del sitio y de las ondas que, con la información sobre las invariantes físicas y geotécnicas, permite las aproximaciones transparentes y económicas, en diseño estructural antisísmico; pero por lo menos reduce el riesgo sísmico en la comparación a los métodos usados de diseño. Esos invariantes son la estructura regular del campo de las ondas sísmicas, así como las características de la resonancia de los estratos del suelo en el sitio local. El modelo propuesto de la carga representa el campo local de las ondas sísmicas como composición de los procesos parciales evolutivos estocásticos sobre las hachas principales variables-temporales, que corresponden a los trenes de las ondas con características específicas de la carga. Esas características de la carga son descritas en el dominio de la frecuencia y del tiempo así como en el dominio espacial por las funciones de la forma, que parámetros son especificas por los trenos generalizados de la onda sísmica y correlacionan fuertemente a las entidades sísmicas y geotécnicas. La contribución principal de este trabajo son los procedimientos nuevamente desarrollados de la valoración basados en la correlación, que sirven en el contexto de la especificación empírica de los parámetros de modelo para la práctica de construcción. El algoritmo de las Ejes Mayor de la Correlación Espectral-Adaptante (SAPCA) asegura la recogida óptima de los trenes espaciales de la onda transformando los datos registrados sobre componentes de la referencia. En el mismo tiempo - en la conexión con un algoritmo de la corrección para el ángulo del acimut del eje mayor/principal – SAPCA entrega los patrones asociados concisos en el curso del eje principal, que después se utilizan para identificar confiablemente las fases de la dominación para tres trenes generalizados de la onda. Dentro de esas fases de la dominación de la onda, los parámetros específicos de la onda del modelo de la carga se determinan. Además, un algoritmo se presenta para identificar las ondas de Rayleigh en solos mensuras de la aceleración del sitio. La suficiencia del aproximación que modela y la eficacia de los procedimientos de la valoración se verifican por medio de los datos del terremoto catastrófico a Northridge 1994. La aproximación non-estacionaria que modela propuesto describe con más exactitud las porciones de la carga del campo de la onda del terremoto fuerte subestimado en modelos estocásticos convencionales de la carga. Cargue las porciones que se dejan hacia fuera o modelado global hasta ahora se hace disponible para el análisis y modelar para la primera vez. El modelo estocástico gana la transparencia física con respecto a la carga más importante que genera efectos, y por lo tanto será - a pesar de una complejidad más alta - fácil de dirigir en práctica de la ingeniería. El método principal del eje también será útil para los análisis sismológicos en el campo cercano, p. e., para el análisis de los procesos de la ruptura y de los efectos topográficos del sitio. / Сильные землетрясения всемирно являются потенциально высоким риском для ур¬банизированных центров. Для уменшения сейсмического риска развивются методы антисейсмичной структурной конструкции. Эти методы построены на предположениях, которые требуют тщательного эмпирического знания характеристик местного сейсмического ускорения грунта. Предел состоит, с другой стороны, в дополнительных стоимостях строительства. Убытки от недавних сильных землетрясений - также в индустриально развитых странах – подчеркивают потребность более глубокого уточнения прин¬ципиальных схем и методов антисейсмичного строительства. Эта работа представляет новый подход стохастического сейсмического моде¬лирования нагрузки, развивающий обычное предположениe стационарного, одномерного стохастического процессa нa сейсмическое ускорение грунта. Целью будет создание модели нагрузки, которая указана по отдельности для специфических характеристик и сейсмических волн и местного положения, делающей возможным, путём использования информации о физических и геотехничес¬ких инвариантностях, и прозрачных и недорогих подходов в антисейсмичной структурной конструкции, но по крайней мере уменьшающей сейсмический риск, по сравнению с общими методами антисейсмичного строительства. Эти инвариантности являются закономерной структурой волнового поля также, как и свойствами резонан¬са слоёв грунта в месте постройки.. Предложенная модель нагрузки представляет местное волновое поле как составляющая стохастических подпроцессов развития на главных осях зависящих от времени, которые соответствуют волновым пакетам со специфическими характе¬ристиками нагрузки. Те эти характеристики нагрузки описаны в диапазонах частоты и времени также, как трёхмерного объёма функциями формы, параметры которых указаны по отдельности для различных обобщанных волновых пакетов u сильно соотносят от сейсмичес¬ких и геотехнических величин. Главны вклад работы – это новые процедуры оценивания, основанные на корреляции, которые служат в рамках эмпирической спецификации модельных параметров для практики строительства. Новый Aлгоритм Спектрально-Приспо¬собительных Главных Oсей Kорреляции (SAPCA) обеспечивает оптимальное заволакивание трёхмерных волновых пакетов преобразованием записанных данных сейсмического ускорения грунта на калибровочные компоненты на этих главных осях. В то же самое время - в связи с алгоритмом коррекции для угла простирания главной оси - SAPCA поставляет сжатые связанные волновые картины в ходе временно-изменчивых глав¬ных осей, которые в свою очередь использованы для надежного определения доминантных фаз для трёх обобщенных волновых пакетов. В этих фазах засилья отдельного волного пакета, определёны волново-специфические параметры модели нагруз¬ки. Дополнительно, показан алгоритм для идентификации и определения волн типа Релея при одиночной регистрации сейсмической ускорении грунта. Адекватность моделированного подходa и эффективность процедур оценивания подтвержены посредством данных сильного землетрясения Northridge 1994. Предложенный нестационарный подход моделировании описывает с большей точностью части нагрузки волного поля сильных землетрясений недооцененных в обычных стохастических моделях нагрузки. Части нагрузки не рассматривающиеся или слишком обобщаемые до сих пор, при новым подходе впервые можно будет учитывать и анализировать. Стохастическая модель приобретает физической прозрачностей по отношению к самым важным влияниям, которые производят нагрузку, и следовательно будет – несмотря на более высокую сложность – легка для того, чтобы применять её в практике инженерных расчётов. Mетод Главных Oсей также будет полезенно для сейсмологических анализов в близком поле, например, для анализа процессов повреждения и топографических влиянии местного положения.