Förderung: Deutsche Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau und Deutsches Institut für Bautechnik
Verbesserte seismische Nachweiskonzepte für Mauerwerksbauten in Deutschland – Improved seismic design concepts for masonry structures in Germany
Standsicherheitsnachweise für Mauerwerksbauten unter Erdbebenlasten werden in aller Regel auf Basis vereinfachter linearer Rechenmodelle geführt. Das dynamische Verhalten des Bauwerks wird meist durch einen Mehrmassenschwinger abgebildet. Mit diesem Ersatzmodell wird die Gesamterdbebenkraft ermittelt, die dann geschossweise auf die aussteifenden Schubwände verteilt wird. Im Anschluss daran wird ein linearer kraftbasierter Nachweis des Bauwerks durchgeführt, bei dem die Widerstände der Einzelwände den um einen Verhaltensbeiwert abgeminderten seismischen Wandbeanspruchungen gegenübergestellt werden. Der seismische Nachweis ist erbracht, wenn sämtliche Einzelwandnachweise erfüllt sind. Die Anwendung dieses Nachweiskonzepts führt häufig dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in der niedrigsten deutschen Erdbebenzone nicht mehr geführt werden können. Diese für die deutsche Mauerwerksindustrie problematische Situation wird sich nach der gegenwärtigen Erkenntnislage mit der Einführung neuer Erdbebenkarten noch verschärfen. Es ist deshalb dringend erforderlich einfach anwendbare validierte Nachweisverfahren zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind vorhandene Tragreserven auszunutzen.
Die vorstehend beschriebene Ausgangssituation ist der Anlass für die deutsche Mauerwerksindustrie zu versuchen, das aktuelle lineare Nachweiskonzept durch ein aus zwei Teilen bestehendes Forschungsprojekt substantiell zu verbessern. Im ersten Projektteil werden vom Lehrstuhl für Baustatik und Baudynamik der RWTH Aachen in Kooperation mit der Universität in Pavia drei repräsentative moderne Mauerwerksgebäude in der Region Emilia Romagna mit linearen und nichtlinearen Nachweisverfahren detailliert untersucht. Die ausgewählten Gebäude haben nach der Erdbebenserie im Jahre 2012 nahezu keine Schäden aufgewiesen, obwohl die Bodenbeschleunigungen deutlich über dem normativen Bemessungsniveau lagen. Zielsetzung des ersten Projektteils ist es, die hohen Sicherheitsreserven moderner Mauerwerksgebäude bei Anwendung kraftbasierter Berechnungskonzepte aufzuzeigen, sowie die nichtlinearen Berechnungsansätze zu validieren. Der erste Projektteil wird voll von der Deutschen Gesellschaft für Mauerwerks- und Wohnungsbau e.V. (DGfM) finanziert. In dem zweiten Projektteil, der durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) gefördert wird, sollen die an den untersuchten Mauerwerksbauten quantifizierten Sicherheitsreserven der Baupraxis durch erweiterte Berechnungskonzepte verfügbar gemacht werden. Hierzu ist vorgesehen, die Ergebnisse des Forschungsvorhabens über die Normung der bauaufsichtlichen Regelsetzung zugänglich zu machen.
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