Nadia GREMER
"Vertical acceleration demands in earthquake excited planar steel frames (in Englisch)"
Im Allgemeinen wird für den Erdbebennachweis regelmäßiger Tragwerke ohne Auskragungen
nur die seismische Antwort in horizontaler Richtung abgeschätzt, d.h. die vertikale
Erdbebenkomponente wird vernachlässigt. Diese Annahme wurde jedoch in den letzten
Jahrzehnten öfters in Frage gestellt. Während in der Vergangenheit das Hauptaugenmerk
auf der Berechnung von relativen Antwortgrößen, wie den Stockwerksverschiebungen
relativ zur Bodenbewegung oder den inneren Kräften, lag, rückte im letzten Jahrzehnt
die Bedeutung der absoluten Beschleunigungsantwort immer mehr in den Vordergrund.
Der Grund dafür ist, dass erdbebenbedingte Schäden an nichttragenden Bauteilen direkt
mit der absoluten Beschleunigungsantwort zusammenhängen. Einige Arbeiten widmeten
sich der Berechnung der horizontalen Stockwerksbeschleunigung, aber es wurde bisher
noch keine Studie zur Abschätzung der vertikalen Absolutbeschleunigungsantwort an
Rahmen durchgeführt, die auch das Verhalten von biegeweichen Riegeln berücksichtigt.
Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Abschätzung der maximalen vertikalen Beschleunigungsantwort
von Stahlrahmentragwerken unter Erdbebenanregung. Bei der
dynamischen Berechnung an generischen Rahmenmodellen mit unterschiedlicher Stockwerksanzahl
und unterschiedlichen Modellierungsstrategien der Riegel wird die maximale
vertikale Absolutbeschleunigung an den Sützen sowie den Riegeln berechnet. Als
Anregung dienen Bodenbeschleunigungsverläufe eines Satzes von 91 vertikalen Erdbebenschrieben
zur Erfassung der erdbebenbedingten Streuung der Antworten. Die
maximalen Antwortgrößen werden im Verhältnis zur zugehörigen maximalen Bodenbeschleunigung
über die Rahmenhöhe dargestellt. Somit kann die dynamische Vergrößerung
sofort abgelesen werden. Unter Annahme starrer nichttragender Bauteile entspricht die
Maximalbeschleunigung des Rahmentragwerks am Befestigungspunkt der Maximalbeschleunigung
der vertikalen Beschleunigungsantwort des daran befestigten nichttragenden
Bauteils.
Eine wichtige Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass der Median der vertikalen Beschleunigungsantwort
bis zu fünfmal größer ist als der Maximalwert der Bodenbeschleunigung.
Demnach zeigen die betrachteten Tragwerke kein starres Verhalten in vertikale Richtung
und die vertikale Beschleunigungsantwort sollte zur Abschätzung der Erdbebenantwort
von beschleunigungssensiblen nichttragenden Bauteilen berücksichtigt werden.