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Seismic excited liquid filled tanks are subjected to extreme loading due to hydrodynamic pressures, which can lead to nonlinear stability failure of the thinwalled cylindrical tanks, as it is known from past earthquakes. A significant reduction of the seismically induced loads can be obtained by the application of base isolation systems, which have to be designed carefully with respect to the modified hydrodynamic behaviour of the tank in interaction with the liquid. For this reason a highly sophisticated fluid-structure interaction model has to be applied for a realistic simulation of the overall dynamic system. In the following, such a model is presented and compared with the results of simplified mathematical models for rigidly supported tanks. Finally, it is examined to what extent a simple mechanical model can represent the behaviour of a base isolated tank in case of seismic excitation
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.