Normenbezogene Schadenserwartung von Stahlbetonrahmensystemen in Schwach‐ und Starkbebengebieten

Abstract

Auf der Grundlage empirisch abgeleiteter Schadensgrade wird das Gebäudeverhalten von bestandsrepräsentativen Stahlbetonrahmentragwerken in gering‐, mittel‐ und hochseismischen Gebieten beurteilt und der Einfluss der untergrundspezifischen Bodenbewegung auf den prognostizierten Schadensgrad bestimmt. Die Schadensbeschreibung erfolgt elementbezogen und wird aus dem Verformungszustand (Damage State) des Querschnitts abgeleitet. In Anlehnung an die EMS‐98 werden diese Schäden als lokale Schadensgrade (LDG) definiert und nach der Konsequenz für die Tragstruktur in primäre (strukturelle) und sekundäre (nichtstrukturelle) unterschieden. Unter Vorgabe der Schadensgrade wird eine Vorgehensweise entwickelt, um Kennfunktionen mit direktem Bezug zu Entscheidungen über die Notwendigkeit einer Bauwerksertüchtigung abzuleiten. Anhand der durchgeführten Untersuchungen können normungsrelevante Beschleunigungsniveaus und zugehörige Schadensgrade bzw. Entwurfskonzepte überprüft werden. In den gering seismischen Gebieten Deutschlands ist am Maßstab der aktuellen Einwirkungsvorgaben und auch im Falle stärkerer Einwirkungen ein Versagen von Stahlbetonrahmensystemen auszuschließen und das Auftreten eines kritischen, ertüchtigungsrelevanten Schadensgrads nicht zu erwarten. Diese werden jedoch erreicht, wenn für die Standorte in deutschen Erdbebengebieten intensitätsbezogene Spitzenbodenbeschleunigungen aus aktuellen Korrelationen bzw. Ergebnisse von europäischen Forschungsprojekten (z. B. SHARE) zugrunde gelegt werden. Code based damage prognosis for R. C. frame structures in low and high seismicity region Clearly defined and empirically derived damage grades are applied to assess the building behavior of building stock representative R. C. frame structures under low, medium and high seismic action. Additionally the influence of the specific subsoil related ground acceleration on the damage prognosis is determined. The damage description is related to the individual structural element and will be derived from the damage state of the cross section based on the material behavior. With respect to the EMS‐98 different local damage grades are defined and differentiated according to the relevance for the primary (structural) and secondary (non‐structural) structural system. Thus, a method on the basis of clearly defined damage grades will be presented for the derivation of fragility functions with a direct link to decisions upon the necessity for strengthening measures. On the basis of the presented investigations code relevant results can be derived. There are no failure as well as no critical damage grade (relevant for strengthening) expected for R. C. frame structures in the low seismicity region Germany under the consideration of current code consistent seismic action. However, such damage grades might be expectable in case of intensity based peak ground accelerations according to current correlations as well as research projects (e. g. SHARE) for German earthquake regions.

Vereinheitlichte Schadensbeschreibung und Risikobewertung von Bauwerken unter extremen Naturgefahren

“…According to [33], the material strains in definite damage patterns are used for the definition of a local damage grade. For this purpose, the relationship of local damage grade to the deformation state for reinforced concrete is illustrated for the (primary) structural elements.…”

“…According to the concept in [33,34], damage is described related to elements defined at fibre grade) and derived from the deformation state of the cross-section. According to the concept in [33,34], damage is described related to elements defined at fibre grade) and derived from the deformation state of the cross-section.…”

“…For this purpose, there are various (predominantly quantitative) approaches available [33]. For this purpose, there are various (predominantly quantitative) approaches available [33].…”

“…Gemäß [33] werden für die Definition eines lokalen Schadensgrads die Materialdehnungen in konkrete Schadensbilder überführt. Dazu wird der Zusammenhang von lokalem Schadensgrad und Verformungszustand für Stahlbeton für die strukturellen (primären) Elemente dargelegt.…”

“…Dem Konzept in [33,34] folgend wird die Schadensbeschreibung elementbezogen (definiert auf Faserebene) vorgenommen und aus dem Verformungszustand des Querschnitts abgeleitet. Dem Konzept in [33,34] folgend wird die Schadensbeschreibung elementbezogen (definiert auf Faserebene) vorgenommen und aus dem Verformungszustand des Querschnitts abgeleitet.…”