Verformungsbasierter seismischer Nachweis von Mauerwerksbauten mit der Kapazitätsspektrum-Methode

Die Neufassung der deutschen Erdbebennorm DIN 4149:2005 “Bauten in deutschen Erdbebengebieten” ist im April 2005 im Weißdruck erschienen. In der Neufassung wird die seismische Einwirkung durch ein elastisches Antwortspektrum beschrieben, das auf Grundlage einer neuen Erdbebenzonierung und der spezifischen Untergrundverhältnisse am Standort bestimmt wird. Das Bemessungsspektrum wird aus diesem elastischen Antwortspektrum durch Abminderung mit einem materialspezifischen Verhaltensbeiwert q bestimmt, der die dissipativen Eigenschaften des Tragwerks berücksichtigt. Dieses Vorgehen kann bei Mauerwerksbauten in den Erdbebenzonen 2 und 3 dazu führen, daß unbewehrte Mauerwerksbauten mit typischen Grundrißformen nicht mehr nachweisbar sind. Gründe hierfür liegen in den höheren Erdbebenlasten gegenüber der alten DIN 4149 und in der pauschalen Festlegung eines Verhaltensbeiwertes von q = 1,5 für unbewehrtes Mauerwerk. Diese pauschale Festlegung vereinfacht die weitere kraftbasierte Berechnung, berücksichtigt jedoch nicht die bauwerksspezifischen Eigenschaften und ist daher in den meisten Fällen zu konservativ.
Im vorliegenden Beitrag wird zur Lösung der beschriebenen Problematik ein neues verformungsbasiertes Nachweisverfahren für Mauerwerk auf Grundlage der Kapazitätsspektrum-Methode vorgestellt. Dieses Verfahren nutzt die Tragwerksreserven von Mauerwerksbauten durch die Berücksichtigung aller wesentlichen bauwerksspezifischen Eigenschaften besser aus, so daß auch zukünftig die Mehrzahl der sich in der Praxis bewährten Mauerwerksbauten in den Erdbebenzonen 2 und 3 nachweisbar bleibt. Das Verfahren kann für den praktischen Einsatz sehr gut programmtechnisch umgesetzt werden, so daß der Berechnungsaufwand für den Tragwerksplaner minimiert wird. Auf diese Weise bleibt die Verwendung von Mauerwerk in höheren Erdbebenzonen weiter konkurrenzfähig.