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Erdbebenschutz für SMR-Bauwerke
Verbesserung der Erdbebensicherheit von SMRs durch fortschrittliche 3D-Isolationssysteme mit einstellbarer Steifigkeit und Dämpfung
Das weltweite Interesse an kleinen modularen Reaktoren (SMR) wächst aufgrund ihrer betrieblichen Flexibilität und ihrer Fähigkeit, sich an unterschiedliche Standortbedingungen anzupassen, weiter. Ein entscheidender Faktor für ihren sicheren Einsatz ist jedoch die Gewährleistung einer robusten Erdbebensicherheit – insbesondere bei standardisierten Konstruktionsentwürfen, die für verschiedene Erdbebenumgebungen vorgesehen sind. Fortschrittliche dreidimensionale (3D) Erdbebenisolierungsstrategien, die spiralförmige Stahlfedern und viskose Dämpfer beinhalten, bieten eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung der strukturellen Leistungsfähigkeit bei Erdbeben. Durch die unabhängige Einstellung der Steifigkeit und Dämpfung in allen drei Raumrichtungen ermöglichen diese 3D-Systeme eine präzise Abstimmung der strukturellen Reaktionen, wodurch seismische Beschleunigungen effektiv reduziert und Resonanzverstärkungen minimiert werden. Der modulare Aufbau der Konstruktion ermöglicht darüber hinaus standortspezifische Anpassungen, wie z. B. die Änderung der Anzahl der Dämpfer oder Federelemente, was eine sichere und effiziente Installation in einer Vielzahl von Erdbebenzonen erleichtert.
3D Base Control System
Das Base-Control-System (BCS) besteht aus spiralförmigen Stahlfedern und hocheffizienten Viscodamper®, die unterhalb der Struktur angeordnet sind. Das System ist in horizontaler Richtung flexibel, verfügt aber auch über eine vertikale Elastizität. Viscodamper® liefern Absorptionskräfte in horizontaler und vertikaler Richtung. Insbesondere die resultierenden Anforderungen (z. B. Beschleunigungen, Basisscherkräfte usw.) an die Struktur können durch den Einsatz des BCS erheblich reduziert werden – aufgrund der Verringerung der Frequenzen und der Erhöhung der strukturellen Dämpfung.
Übrigens wirkt sich das GERB 3D BCS natürlich nicht nur auf die auf die Struktur selbst einwirkenden Kräfte aus, sondern auch die Beschleunigungen und Kräfte von Sekundärstrukturen, Installationen und Maschinen innerhalb der isolierten Struktur werden reduziert. Durch den Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtungen können die Beschleunigungswerte der strukturellen Antwortspektren in horizontaler und vertikaler Richtung in einem breiten Frequenzbereich deutlich reduziert werden.
Modularität als Schlüsselfaktor für den Erdbebenschutz von SMR
Modularität ist ein zentraler Aspekt beim Design kleiner modularer Reaktoren (SMR) – sie ermöglicht eine standardisierte Fertigung, Skalierbarkeit und einen flexiblen Einsatz. Das gleiche Prinzip gilt für den Erdbebenschutz. Die dreidimensionalen (3D) seismischen Isolationssysteme von GERB, die mit spiralförmigen Stahlfedern und viskosen Dämpfern arbeiten, lassen sich leicht an die spezifischen Bedingungen vor Ort anpassen. Einfache modulare Anpassungen, wie z. B. die Variation der Anzahl oder Konfiguration der Feder- und Dämpferelemente, ermöglichen eine präzise Abstimmung der Steifigkeit und Dämpfung in alle Richtungen. Dieser modulare Ansatz gewährleistet eine effiziente Installation und optimierte Erdbebensicherheit an verschiedenen Standorten sowie eine einfache Wartung oder Erweiterung des Systems.
Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Feder- und Federelementsystems:
Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Dämpferelements:
Referenzen
Nawrotzki, P., Salcedo, V. and Siepe, D. (2013). “3-D Base Control Systems for the Seismic Protection of Power Plant Equipment and Buildings,” Proc., SMiRT-22, IASMIRT, San Francisco, CA, 1-8.
Nawrotzki, P., Wagner, H. G. and Siepe, D. (2017). “Vibration isolation and seismic protection of machinery and equipment in a NPP,” Proc., 1st International Conference on Nuclear Power Plants; Structures, Risk & Decommissioning (NUPP 2017), London, 208-215.
Nawrotzki, P., Siepe, D. and Enomoto, Y. (2024). “Optimized layout procedure for 3D seismic isolation systems for structures in NPPs,” Proc., SMiRT-27, IASMIRT, Yokohama, Japan, 1-9.
Siepe, D., Nawrotzki, P. and Bastet, J. (2023). “Damping Systems for Enhanced Safety of Nuclear Structures,” Proc., TINCE 2023 – Technological Innovation in Nuclear Civil Engineering, SFEN, Paris, 1-10.
Siepe, D., Nawrotzki, P. and Salcedo, V. (2025). “Modularity of 3D Seismic Isolation Systems,” Proc., SMiRT-28, IASMIRT, Toronto, Canada, 1-9.
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Seismic Protection for SMR Structures
Verbesserung der Erdbebensicherheit von SMRs durch fortschrittliche 3D-Isolationssysteme mit einstellbarer Steifigkeit und Dämpfung
Das weltweite Interesse an kleinen modularen Reaktoren (SMR) wächst aufgrund ihrer betrieblichen Flexibilität und ihrer Fähigkeit, sich an unterschiedliche Standortbedingungen anzupassen, weiter. Ein entscheidender Faktor für ihren sicheren Einsatz ist jedoch die Gewährleistung einer robusten Erdbebensicherheit – insbesondere bei standardisierten Konstruktionsentwürfen, die für verschiedene Erdbebenumgebungen vorgesehen sind. Fortschrittliche dreidimensionale (3D) Erdbebenisolierungsstrategien, die spiralförmige Stahlfedern und viskose Dämpfer beinhalten, bieten eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung der strukturellen Leistungsfähigkeit bei Erdbeben. Durch die unabhängige Einstellung der Steifigkeit und Dämpfung in allen drei Raumrichtungen ermöglichen diese 3D-Systeme eine präzise Abstimmung der strukturellen Reaktionen, wodurch seismische Beschleunigungen effektiv reduziert und Resonanzverstärkungen minimiert werden. Der modulare Aufbau der Konstruktion ermöglicht darüber hinaus standortspezifische Anpassungen, wie z. B. die Änderung der Anzahl der Dämpfer oder Federelemente, was eine sichere und effiziente Installation in einer Vielzahl von Erdbebenzonen erleichtert.
Seismic Protection for SMR Structures
Verbesserung der Erdbebensicherheit von SMRs durch fortschrittliche 3D-Isolationssysteme mit einstellbarer Steifigkeit und Dämpfung
Das weltweite Interesse an kleinen modularen Reaktoren (SMR) wächst aufgrund ihrer betrieblichen Flexibilität und ihrer Fähigkeit, sich an unterschiedliche Standortbedingungen anzupassen, weiter. Ein entscheidender Faktor für ihren sicheren Einsatz ist jedoch die Gewährleistung einer robusten Erdbebensicherheit – insbesondere bei standardisierten Konstruktionsentwürfen, die für verschiedene Erdbebenumgebungen vorgesehen sind. Fortschrittliche dreidimensionale (3D) Erdbebenisolierungsstrategien, die spiralförmige Stahlfedern und viskose Dämpfer beinhalten, bieten eine vielversprechende Lösung zur Verbesserung der strukturellen Leistungsfähigkeit bei Erdbeben. Durch die unabhängige Einstellung der Steifigkeit und Dämpfung in allen drei Raumrichtungen ermöglichen diese 3D-Systeme eine präzise Abstimmung der strukturellen Reaktionen, wodurch seismische Beschleunigungen effektiv reduziert und Resonanzverstärkungen minimiert werden. Der modulare Aufbau der Konstruktion ermöglicht darüber hinaus standortspezifische Anpassungen, wie z. B. die Änderung der Anzahl der Dämpfer oder Federelemente, was eine sichere und effiziente Installation in einer Vielzahl von Erdbebenzonen erleichtert.
3D Base Control System
Das Base-Control-System (BCS) besteht aus spiralförmigen Stahlfedern und hocheffizienten Viscodamper®, die unterhalb der Konstruktion angeordnet sind. Das System ist in horizontaler Richtung flexibel, verfügt aber auch über eine vertikale Elastizität. Viscodamper® liefern Absorptionskräfte in horizontaler und vertikaler Richtung. Insbesondere die resultierenden Anforderungen (z. B. Beschleunigungen, Basisscherkräfte usw.) an die Struktur können durch den Einsatz des BCS erheblich reduziert werden – aufgrund der Verringerung der Frequenzen und der Erhöhung der strukturellen Dämpfung.
Übrigens wirkt sich das GERB 3D BCS natürlich nicht nur auf die auf die Struktur selbst einwirkenden Kräfte aus, sondern auch die Beschleunigungen und Kräfte von Sekundärstrukturen, Installationen und Maschinen innerhalb der isolierten Struktur werden reduziert. Durch den Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtungen können die Beschleunigungswerte der strukturellen Antwortspektren in horizontaler und vertikaler Richtung in einem breiten Frequenzbereich deutlich reduziert werden.
3D Base Control System
Das Base-Control-System (BCS) besteht aus spiralförmigen Stahlfedern und hocheffizienten Viscodamper®, die unterhalb der Struktur angeordnet sind. Das System ist in horizontaler Richtung flexibel, verfügt aber auch über eine vertikale Elastizität. Viscodamper® liefern Absorptionskräfte in horizontaler und vertikaler Richtung. Insbesondere die resultierenden Anforderungen (z. B. Beschleunigungen, Basisscherkräfte usw.) an die Struktur können durch den Einsatz des BCS erheblich reduziert werden – aufgrund der Verringerung der Frequenzen und der Erhöhung der strukturellen Dämpfung.
Übrigens wirkt sich das GERB 3D BCS natürlich nicht nur auf die auf die Struktur selbst einwirkenden Kräfte aus, sondern auch die Beschleunigungen und Kräfte von Sekundärstrukturen, Installationen und Maschinen innerhalb der isolierten Struktur werden reduziert. Durch den Einsatz der vorgeschlagenen Vorrichtungen können die Beschleunigungswerte der strukturellen Antwortspektren in horizontaler und vertikaler Richtung in einem breiten Frequenzbereich deutlich reduziert werden.
Modularität als Schlüsselfaktor für den Erdbebenschutz von SMR
Modularität ist ein zentraler Aspekt beim Design kleiner modularer Reaktoren (SMR) – sie ermöglicht eine standardisierte Fertigung, Skalierbarkeit und einen flexiblen Einsatz. Das gleiche Prinzip gilt für den Erdbebenschutz. Die dreidimensionalen (3D) seismischen Isolationssysteme von GERB, die mit spiralförmigen Stahlfedern und viskosen Dämpfern arbeiten, lassen sich leicht an die spezifischen Bedingungen vor Ort anpassen. Einfache modulare Anpassungen, wie z. B. die Variation der Anzahl oder Konfiguration der Feder- und Dämpferelemente, ermöglichen eine präzise Abstimmung der Steifigkeit und Dämpfung in alle Richtungen. Dieser modulare Ansatz gewährleistet eine effiziente Installation und optimierte Erdbebensicherheit an verschiedenen Standorten sowie eine einfache Wartung oder Erweiterung des Systems.
Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Feder- und Federelementsystems:
Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Dämpferelements:
Referenzen
Nawrotzki, P., Salcedo, V. and Siepe, D. (2013). “3-D Base Control Systems for the Seismic Protection of Power Plant Equipment and Buildings,” Proc., SMiRT-22, IASMIRT, San Francisco, CA, 1-8.
Nawrotzki, P., Wagner, H. G. and Siepe, D. (2017). “Vibration isolation and seismic protection of machinery and equipment in a NPP,” Proc., 1st International Conference on Nuclear Power Plants; Structures, Risk & Decommissioning (NUPP 2017), London, 208-215.
Nawrotzki, P., Siepe, D. and Enomoto, Y. (2024). “Optimized layout procedure for 3D seismic isolation systems for structures in NPPs,” Proc., SMiRT-27, IASMIRT, Yokohama, Japan, 1-9.
Siepe, D., Nawrotzki, P. and Bastet, J. (2023). “Damping Systems for Enhanced Safety of Nuclear Structures,” Proc., TINCE 2023 – Technological Innovation in Nuclear Civil Engineering, SFEN, Paris, 1-10.
Siepe, D., Nawrotzki, P. and Salcedo, V. (2025). “Modularity of 3D Seismic Isolation Systems,” Proc., SMiRT-28, IASMIRT, Toronto, Canada, 1-9.
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Modularität als Schlüsselfaktor für den Erdbebenschutz von SMR
Modularität ist ein zentraler Aspekt beim Design kleiner modularer Reaktoren (SMR) – sie ermöglicht eine standardisierte Fertigung, Skalierbarkeit und einen flexiblen Einsatz. Das gleiche Prinzip gilt für den Erdbebenschutz. Die dreidimensionalen (3D) seismischen Isolationssysteme von GERB, die mit spiralförmigen Stahlfedern und viskosen Dämpfern arbeiten, lassen sich leicht an die spezifischen Bedingungen vor Ort anpassen. Einfache modulare Anpassungen, wie z. B. die Variation der Anzahl oder Konfiguration der Feder- und Dämpferelemente, ermöglichen eine präzise Abstimmung der Steifigkeit und Dämpfung in alle Richtungen. Dieser modulare Ansatz gewährleistet eine effiziente Installation und optimierte Erdbebensicherheit an verschiedenen Standorten sowie eine einfache Wartung oder Erweiterung des Systems.
Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Feder- und Federelementsystems:
Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Dämpferelements:
Modularität als Schlüsselfaktor für den Erdbebenschutz von SMR
Nawrotzki, P., Salcedo, V. and Siepe, D. (2013). “3-D Base Control Systems for the Seismic Protection of Power Plant Equipment and Buildings,” Proc., SMiRT-22, IASMIRT, San Francisco, CA, 1-8.
Nawrotzki, P., Wagner, H. G. and Siepe, D. (2017). “Vibration isolation and seismic protection of machinery and equipment in a NPP,” Proc., 1st International Conference on Nuclear Power Plants; Structures, Risk & Decommissioning (NUPP 2017), London, 208-215.
Nawrotzki, P., Siepe, D. and Enomoto, Y. (2024). “Optimized layout procedure for 3D seismic isolation systems for structures in NPPs,” Proc., SMiRT-27, IASMIRT, Yokohama, Japan, 1-9.
Siepe, D., Nawrotzki, P. and Bastet, J. (2023). “Damping Systems for Enhanced Safety of Nuclear Structures,” Proc., TINCE 2023 – Technological Innovation in Nuclear Civil Engineering, SFEN, Paris, 1-10.
Siepe, D., Nawrotzki, P. and Salcedo, V. (2025). “Modularity of 3D Seismic Isolation Systems,” Proc., SMiRT-28, IASMIRT, Toronto, Canada, 1-9.
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