D-A-CH TAGUNG 2011 - SGEB

1 EINLEITUNG1.1 ProjektbeschreibungMit Hilfe aktueller Normen und der entsprechenden baulichen Umsetzung wird dieStandsicherheit neuer Gebäude gegen Erdbeben sichergestellt. Viele ältere Bauwerke wurdenjedoch ohne entsprechende Norm errichtet, da diese noch nicht existierten oder ignoriertwurden. Ebenso existieren beispielsweise Gebäude, die in schlechter Bauausführung errichtetwurden. Diese und andere Gründe führen zu Bedarf an nachträglicher Ertüchtigung bestehenderGebäude gegen Erdbeben.Das gemeinschaftliche Forschungsprojekt STEELRETRO wurde vom RFCS (ResearchFund for Coal and Steel) der europäischen Kommission gefördert, um Lösungen zurnachträglichen Verstärkung bestehender erdbebengefährdeter Bauwerke zu erforschen. Dabeiwurden verschiedene Ertüchtigungstypen von mehreren Universitäten (RWTH Aachen,Universität Pisa und Polytechnische Universität Timisoara) untersucht. Das Institut fürStahlbau der RWTH Aachen führte dabei die Forschung an Stahlschubwänden durch.In den USA und in Japan sind bereits Gebäude mit Stahlschubwandsystemen ausgeführtworden, die sich unter Erdbebeneinfluss bereits als sehr gutes passives Aussteifungssystemerwiesen haben. Die Erfahrungswerte bezüglich der Bemessung und dem Einbau vonStahlschubwänden zur Verstärkung bestehender Gebäude sind jedoch nach wie vor sehr gering.Im Folgenden werden die experimentellen Untersuchungen der RWTH Aachen überStahlschubwände vorgestellt.1.2 ReferenzgebäudeAls Referenzgebäude zur Untersuchung der verschiedenen Ertüchtigungssysteme wurde füralle Projektpartner ein dreigeschossiges Stahlbetongebäude bemessen nach der italienischenStahlbeton-Norm von 1939 vorgegeben. Damit entspricht die Struktur vielenStahlbetongebäuden in Italien, die zwischen den ´50ern und frühen ´70ern erbaut wurden. [1]Das Gebäude trägt in beide Richtungen die horizontalen Kräfte über Rahmensysteme ausStahlbeton ab. Dabei beträgt die Betonfestigkeit f ck = 20 N/mm 2 und die Streckgrenze derBewehrung f yk = 230 N/mm 2 . Sowohl die Belastbarkeit als auch die Duktilität erwies sich inder Push-Over-Analyse für Erdbeben nach heutiger Norm als deutlich zu gering.1.3 Prinzip der StahlschubwändeBei den untersuchten Stahlschubwänden an der RWTH Aachen handelte es sich umschlanke Stahlschubwände, bestehend aus einem gelenkig ausgebildeten Rahmensystem aus I-Profilen und Blechen innerhalb dieses Rahmensystems, welche als dissipative Elementefungieren. Durch Belastung der Schubwände bildet sich in diagonaler Richtung einSpannungsfeld aus, bei dem die Bleche den plastischen Zustand erreichen.2 VERSUCHSKÖRPER2.1 StahlbetonrahmenDie untersuchten Aussteifungssysteme wurden von allen Projektpartnern mit gleichwertigenStahlbetonrahmen getestet, um die Versuchsergebnisse miteinander vergleichen zu können.4982