Befestigung in Erdbebenzonen - Anforderungen an Bauprojekte

Wenn die Erde sich bewegt

Erdbebenanforderungen sind in verschiedensten Regionen der Welt zu erfüllen. Dieser Artikel liefert einen Überblick über die Grundlagen zur Berücksichtigung seismischer Beanspruchungen.

In Europa gilt für den Entwurf, die Bemessung und Konstruktion von Bauwerken des Hoch- und Ingenieursbau, in Erdbebengebieten die EN 1998 - Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben. In der Schweiz gilt hingegen für die Tragwerksbemessung bei Erdbebenbeanspruchung die SN SIA 261: Einwirkungen auf Tragwerke.

Erdbebenkarte Europa

Bildquelle: Swiss Seismological Service

Ermittlung der Erdbebenlast

Die folgenden Informationen zur Berechnung erfolgen auf Grundlage der SN SIA 261.

Bei rein statisch belasteten Halterungen, in der Norm auch "sekundäre Bauteile genannt", wirken unter seismischer Beanspruchung, neben der Gewichtskraft auch horizontale Kräfte. Die Ermittlung der seismisch bedingten Last ist in der SN SIA 261 definiert. Für eine detaillierte Bestimmung werden folgende Parameter benötigt:

  • Erdbebenzone
  • Baugrundklasse
  • Bauwerksklasse
  • Verhaltensbeiwert "qa" des sekundären Bauteils
  • Bauwerks- und Geschoßhöhen
  • Schwingzeiten des Bauwerks

In der SN SIA 261 wird die Schweiz in fünf Erdbebenzonen (Z1a bis Z3b) unterteilt. Die Größe des Bemessungswertes der Bodenbeschleunigung "agd" einer Zone, ist in der Norm genau festgelegt. Firma Dlubal bietet zur Ermittlung des Bemessungswertes der Bodenbeschleunigung für eine beliebige Adresse, einen Service auf deren Homepage an. (https:/www.dlubal.com/de/loesungen/online-dienste/schnee-wind-erdbeben-lastzonen).

Über die Baugrundklasse wird der Bodenparameter "S" und über die Bauwerksklasse der Bedeutungsbeiwert "γf" des Bauwerks, den Tabelle der Norm entnommen. Der Verhaltensbeiwert "qa" wird in der Regel mit 1,5 angesetzt, für Nachweise der Grenzzustände Kippen und Abheben kann für "qa" auch der Wert 1,0 verwendet werden.

Werte genannter Parameter sind prinzipiell der Norm zu entnehmen. Es kommt jedoch auch vor, dass diese durch eine professionelle Analyse des Kunden, von diesem vorgegeben werden. Die kundenspezifischen Werte können in diesem Fall von den Tabellenwerten in der Norm abweichen.

Die Formel für die Erdbebenkraft

Mithilfe der zuvor angeführten Parameter, kann die maximal zu erwartende horizontale Erdbebenkraft "Fa" in [kN], für "sekundäre Bauteile" gemäß folgender Gleichung bestimmt werden. Die ermittelte Last ist im Massenschwerpunkt anzusetzen.   

erdbebenkraft_fa_formel_ch_2021-12-28

"Ga" entspricht hier der Eigenlast des sekundären Bauteils in [kN] und "g" der Erdbeschleunigung in [m/s²]. "za" und "Ta" bezeichnen die Höhe über dem Bauwerksfundament in [m] und die Grundschwingzeit in [s], des sekundären Bauteils. "h" und "T1" entsprechen der Gesamthöhe in [m] und der Grundschwingzeit in [s] des Bauwerkes.

Soweit alles klar?

Um mit zuvor genannten Parametern die Erdbebenlast bestimmen zu können, unterstützen wir Sie gerne. Auch wenn nicht alle Variablen bekannt sind, können wir auf geltende Standardwerte zurückgreifen. Kontaktieren Sie einfach unsere Anwendungstechniker!

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