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Erdbebenberechnungen basieren immer auf Annahmen, welche im Vergleich zu stati-schen Berechnungen relativ grosse Unsi-cherheiten beinhalten. Insbesondere bei der berprfung von bestehenden Bauten auf Erdbeben kann die Genauigkeit der Berech-nung durch die Anwendung von verfor-mungsbasierten Berechnungsmethoden stark erhht und damit in vielen Fllen die Baukosten fr die Erdbebenertchtigung re-duziert werden.
PushOver im berblickDas PushOver-Verfahren ist eine nichtlineare statische Berechnung unter monoton wach-sender Verformung des Gebudes. Damit
wird ein Zusammenhang zwischen der Hori-zontallast und der Verformung des Gebu-des ermittelt, welche in Form der Kapazitts- oder PushOver-Kurve dargestellt werden kann. Durch dieses Vorgehen kann das Verhalten des Gebudes verhltnismssig genau be-rcksichtigt werden, ohne dass eine zeitauf-wndige dynamische Berechnung durchge- fhrt werden muss.
Nichtlineares GebudeverhaltenDie linear-elastischen Materialgesetze wel-che das statische Tragverhalten von Gebu-den meist zutreffend abbilden sind im Erd-bebenfall nur noch sehr eingeschrnkt gltig. Das PushOver-Verfahren bercksichtigt die-se Nichtlinearitten z.B. Zugausschluss im Mauerwerk, Rissbildung als integralen Be-standteil der Berechnung. Bei der Anwen-dung von kraftbasierten Verfahren kann dies nur ber den willkrlich festgelegten Verhal-tensbeiwert erfolgen. Das PushOver-Verfah-ren kann daher Schnittkraftumlagerungen bercksichtigen und so plastische Traglast-reserven mobilisieren. Die so berechnete Erdbebensicherheit bercksichtigt weitge-hend das tatschliche Verhalten des betrach-teten Gebudes.
Kostenoptimierung mit PushOverUm ungnstige Abweichungen bei der Ab-schtzung der plastischen Verformungen zu vermeiden wird der Verhaltensbeiwert fr kraftbasierte Verfahren als unterer Grenzwert festgelegt und fhrt somit in vielen Fllen zu einer Unterschtzung der Erdbebensicher-
Verformungsbasierte Erdbebenberechnungen nach PushOver sind eine genaue und schnelle Methode. Das Verfahren untersttzt den Bauingenieur und fhrt meist zu wirtschaftlicheren Ergebnissen.Text: Daniel Gass // Grafiken: zvg.
PushOver auf dem Rechner
SAW-Siedlung Zrich, Dr. Deuring + Oehninger AG, Winterthur (Software 3muri).
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Kraftbasierte Verfahren zur Erdbebenberechnung wie die Ersatz-kraft-Methode und das Antwortspektren-Verfahren sind in der Schweiz weit verbreitet, knnen aber die Erdbebensicherheit in vielen Fllen nur mit ungengender Genauigkeit bestimmen. Ver-formungsbasierte Berechnungen nach dem PushOver-Verfahren knnen das Verhalten von Gebuden wirklichkeitsnher abbilden und fhren so im Allgemeinen zu genaueren und meist auch wirt-schaftlicheren Ergebnissen.
Sanierung Siedlung Sihlfel Zrich (Software 3muri).heit. Wird eine verformungsbasierte Berech-
nung verwendet, kann die Erdbebensicher-heit oft mit weniger umfangreichen Massnah-men erreicht werden. Insbesondere bei der Erdbebenertchtigung von bestehenden Bauten knnen die Kosten fr die Erdbebensicherung durch den Einsatz des PushOver-Verfahrens unter Umstnden erheblich reduziert werden. In einigen Fllen knnen Massnahmen zur Erdbebensiche-rung sogar gnzlich entfallen, auch wenn kraftbasierte Verfahren eine ungengende Erdbebensicherheit ermitteln.
PushOver in der PraxisFr reale Gebude erfordern PushOver-Berechnungen einen betrchtlichen Rechen-aufwand. Um diesen zu bewltigen, kommen in der Regel Computer-Programme zur An-wendung. 3muri ist die fhrende Software fr PushOver-Berechnungen an Mauer-werks- und Mischbauten in der Schweiz. Sie ermglicht es dem Bauingenieur, mit minimalem Aufwand ein Gebude zu model-lieren und dank den eingesetzten Makroele-menten in krzester Zeit zu berechnen. Die hohe Spezialisierung von 3muri ermglicht
eine einfache Gestaltung der Benutzerober-flche, was dazu fhrt, dass die Erdbeben-sicherheit auch bei komplexen Gebuden sehr schnell und zuverlssig beurteilt werden kann. Das PushOver-Verfahren wird weltweit seit mehreren Jahrzehnten fr die Erdbeben-berechnung von Hochbauten eingesetzt. In der Schweiz verbreitet sich dieses Verfahren jedoch erst seit einigen Jahren.
Wunderheilmittel PushOverPushOver-Berechnungen ermglichen eine schnelle und wirklichkeitsnahe Beurteilung der Erdbebensicherheit von Gebuden und knnen die Kosten fr eine Erdbebenertch-tigung stark reduzieren. Trotzdem ist das PushOver-Verfahren kein Wunderheilmittel gegen Massnahmen zur Erdbebensicherung. Das PushOver-Verfahren bercksichtigt ein sehr realistisches Gebudeverhalten und be-inhaltet daher kaum verfahrensbedingte Re-serven bei der Berechnung der Erdbeben-sicherheit. Insbesondere bei bestehenden Bauten ist daher eine sorgfltige Beurteilung des vorhandenen Tragsystems und der Ma-terialeigenschaften von grosser Bedeutung.
Fazit und AusblickPushOver ist ein Verfahren zur Ermittlung der Erdbebensicherheit von Bauwerken, wel-ches eine realittsnahe Beurteilung des Ge-budeverhaltens und damit der Sicherheit gegen Erdbeben zulsst. Die Kosten fr eine Erdbebenertchtigung knnen dadurch in vielen Fllen minimiert werden. In Zukunft wird sich das PushOver-Verfahren weiterver-breiten und das Antwortspektren-Verfahren als Standard-Verfahren in der Erdbeben-berechnung ablsen. www.baustatik.ch
Ergebnisse mit Kapazittskurve und Beschdi-gungsdiagramm (Software 3muri).
Bild unten: Sanie-rung Siedlung Sihlfeld, WKP Bauingenieure AG, Zrich (Soft-ware 3muri).
PushOver-Erbebenberechnungen ein aktuelles Verfahren
