D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

1 DAS PROJEKT SEISMOFITSEISMOFIT ist ein Kooperationsprojekt zwischen der TU Berlin (Teilprojekt SEISMOFIT-SIM) und der Fa. GERB (Teilprojekt SEISMOFIT-TMD) gefördert durch das ZIM Programmdes Bundesministerium für Wirtschaft. Ziele des Projekts sind die Entwicklung einereffizienten Technologie zur seismischen Ertüchtigung von Gebäuden und die Erprobung dieserTechnologie an einem Referenzobjekt. Mittels dieser innovativen Technologie namens TSMCS"Tuned Stiffness and Mass Control System" wird das dynamische Verhalten von Gebäuden beiErdbeben essenziell verändert. Durch die Installation von Tilgern (tuned mass), welche ausaufeinander abgestimmten Komponenten (Feder-, Dämpfer- und Massenelementen) bestehen,wird die Einwirkung infolge Erdbeben deutlich herabgesetzt. Sofern erforderlich könnenminimal invasive konventionelle Ertüchtigungsmaßnahmen (tuned stiffness) dieErdbebensicherheit zusätzlich erhöhen. Hierbei sind sowohl das Verstärken oder Hinzufügenvon Traggliedern, die Beseitigung von „weichen Geschossen“ sowie ein Schwächen derStruktur möglich. Das Projekt beinhaltet im Einzelnen die Konzeption, die Planung, diekonstruktive Umsetzung des TSMCS und ein Verfahren zum Nachweis der Erdbebensicherheitsowie die Entwicklung der Tilgerkomponenten. Die Wirksamkeit dieser Systeme soll durchumfassende Computersimulationen nachgewiesen und durch Messungen am Referenzgebäudeüberprüft werden.2 SEISMISCHE ERTÜCHTIGUNGIm folgenden Abschnitt werden verschiedene Möglichkeiten zur seismischen Ertüchtigung,deren Effekt auf das Tragverhalten sowie allgemeine Anforderungen anErtüchtigungsmaßnahmen dargestellt.2.1 Internationaler Stand der TechnikAktuelle Normen zur Erdbebenertüchtigung von Gebäuden, beispielsweise Eurocode 8 [1]in Europa oder Regelwerke in den USA [2,3,4] enthalten eine Reihe von konventionellenLösungen zur Ertüchtigung von Gebäuden wie die Änderung der Nutzung, das Verstärken vonTraggliedern, das Hinzufügen von Tragelementen sowie die Änderung des Tragsystems. Auchist ein gezieltes Schwächen oder Trennen des Tragwerks möglich, um eine regelmäßigeVerteilung der Massen und Steifigkeiten zu erhalten. Des Weiteren kann die erforderlicheErdbebensicherheit durch eine Herabsetzung der Bedeutungsklasse des Bauwerks aufgrundeiner Nutzungsänderung erreicht werden. Zugleich begünstigt die Reduktion derGebäudemasse, z. B. durch Abtragen von Geschossen, eine Erhöhung der Erdbebensicherheit.Ebenso ist es möglich, die Verformbarkeit des Gebäudes zu erhöhen, um sprödeVersagensmechanismen zu verhindern und so das Verhalten der Tragstruktur während einesErdbebens zu verbessern. Diese Maßnahmen erfordern meist umfangreiche Eingriffe in dasGebäude, welche mit langen Bauarbeiten und häufig mit Beeinträchtigungen sowieVeränderungen der Nutzung verbunden sind. Nicht selten verändern sie auch das äußere Bildder Gebäude und verursachen längere Ausfallzeiten. Nicht immer führen diese Lösungen zurgeforderten Sicherheit hinsichtlich Erdbeben. Ebenso ist eine nachträgliche Installation einerSchwingungsisolierung zwar auch möglich und sehr wirksam, jedoch mit umfangreichenBauarbeiten und immensen Kosten verbunden. Neben konventionellenErtüchtigungsmaßnahmen werden auch verschiedene passive, semi-aktive oder aktiveErdbebenschutzsysteme erforscht und eingesetzt. Vornehmlich erhöhen sie die Dämpfung desSystems oder steuern die Schwingungsantwort des Gebäudes. Häufig kann mittels einer3382