Mit Vorspannung zu neuen Lösungen
Anhand Abb. 25 erkennt man, dass die PushoverKurve das Erdbeben übersteht (die Kurve endet nicht innerhalb der Umhüllende, welche durch das Ergeben definiert wird). Das System kann sogar grössere Verformungen aufnehmen, als vom SIABemessungsbeben verlangt wird. 5.4 Wind
Abb. 24: Beschleunigungs-Verschiebungsdiagramm für das Bemessungsbeben nach SIA.
Die Pushover-Kurve muss für den äquivalenten Einmassenschwinger (EMS) berechnet werden. Hierzu muss die Kurve, in diesem Fall für einen Zweimassenschwinger (d.h. die Kurve, welche wir von der Software Rstab erhalten), umgerechnet werden. Diese Rechnung kann für das folgende Beispiel in Wanninger (2015) nachgeschlagen werden. Als Bemessungs-Kriterium wurde für diese Beispiel das Moment im Anschluss gewählt. Es sollte 130-140 kNm nicht überschreiten, so dass keine nennenswerte plastische Verformungen in der Stütze auftreten. Bei einem grossen Erbeben könnte man dies durchaus zulassen, da in erster Linie der Einsturz vermieden werden soll. Dieser Punkt entspricht dem Ende der Pushover-Kurve (in Abbildung 25 mit einem „x“ markiert).
Abb. 25: Beschleunigungs-Verschiebungsdiagramm für das Bemessungsbeben nach SIA sowie Pushover-Kurve für den äquivalenten EMS.
Der Wind ist nicht massgebend für die Schnittkräfte, die Verformungen müssen jedoch überprüft werden. Es handelt sich beim vorgespannten Rahmen um ein weiches System, daher kann es auch grössere Bodenverformungen unbeschadet überstehen. In dem hier beschriebenen Beispiel führt ein Winddruck von 2 1 kN/m zu folgenden Auslenkungen: -
Rahmen 1 OG: 7 mm Rahmen Dach: 10 mm
Die grösste Schiefstellung wird im ersten OG auftreten. Dies ist eine direkte Folge der gelenkigen Stützenfüsse, was zu einem weichen Erdgeschoss führt. Diese Verformungen sollten die nicht-tragenden Bauteile sowie die Fassade unbeschadet mitmachen können.
6 POTENTIELLE ANWENDUNGEN IN ERDBEBENGEFÄHRDETEN GEBIETEN Da es sich beim vorgespannten Rahmen und ein sehr nachgiebiges Tragsystem handelt, ist dieses gut geeignet um grosse Verformungen aufnehmen zu können. Eine Anwendung in einem erdbebengefährdeten Gebiet ist daher sinnvoll, um alle Vorteile nutzen zu können. Es soll nochmals das vorige Beispiel verwendet werden, allerdings ergänzt um ein weiteres System mit Stützenfüssen mit eingeleimten Gewindestangen. Diese erlauben es, ein Moment aufzunehmen, so dass der Rahmen sich im Erdgeschoss weniger stark verformt und die Momente etwas besser umlagert werden können. Das System wurde mit den gleichen Parametern gerechnet, wie jenes mit den gelenkigen Stützenfüssen (dies bedeutet; gleiche Lasten, gleiche Querschnitte sowie gleiche Parameter für die Berechnung des äquivalenten Einmassenschwingers). Folgende Erdbeben werden untersucht (Abb. 26): -
SIA Bemessungsspektrum Erdbeben von Amatrice, Italien, 24.08.2016 01:36:33, Magnitude 6.2 Erdbeben von Amatrice, Italien, 30.10.2016 07:16:03, Magnitude 6.6 17