Erdbeben und Strukturen

Programm

Executable File and Technical Instructions (zip)

Erstellt von

Autoren

This program has been developed for the Competition "MPE2013" by a team from Portugal.

Mitwirkende

AuthorsSérgio Oliveira (Lab. Nacional de Engenharia Civil), AuthorsAndré Silvestre (Inst. Sup. de Engenharia de Lisboa), AuthorsMargarida Oliveira (Ag. de Escolas Piscinas Lisboa), AuthorsSuzana Nápoles (Univ. de Lisboa)

Unterstützt durch

Laboratório Nacional de Engenharia Civil Fundação Calouste Gulbenkian, Projeto Espiral, EMA Estímulo à Melhoria das Aprendizagens Departamento de Matemática da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Jedes Jahr fordern Erdbeben auf der ganzen Welt viele Opfer. Während eines Erdbebens nehmen wir Vibrationen der Erdoberfläche wahr, die durch die Ausbreitung von seismischen Wellen entlang der Erdkruste entstehen. Die zentrale Frage, die wir in diesem Projekt beantworten wollen, ist: Welchen Einfluss haben diese seismischen Vibrationen auf zivile Konstruktionen wie Brücken, Dämme oder Gebäude?

Die Mathematik ist der Schlüssel zum tieferen Verständnis von Erdbeben und ihren Auswirkungen auf unsere Städte. Um die Physik des Problems mathematisch zu modellieren, benutzt man Differentialgleichungen, die für beliebige Gebäude und Konstruktionen numerisch gelöst werden können. Beim Lösen dieser Probleme stößt man auf fundamental erscheinende Zahlen: die Eigenfrequenzen. Sie sind charakteristisch für jedes Gebäude, ähnlich wie Fingerabdrücke.

Mit dem interaktiven Programm EquakeStruct.exe können die Vibrationen eines Erdbebens in einem Damm, einer Brücke oder einem Gebäude sichtbar gemacht werden. Man kann den Resonanzeffekt beobachten, der entsteht, wenn die Frequenzen der Vibrationen mit Eigenfrequenzen des Gebäudes übereinstimmen. Abschließend wird erklärt, wie seismographische Aufzeichungen als Summe von harmonischen Wellen aufgefasst werden können, deren Frequenz und Amplitude bekannt sein sollten.