Erdbeben. Thomas Wenk, Zürich und Pierino Lestuzzi, Lausanne 1 EINLEITUNG

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1 Thomas Wenk, Zürich und Pierino Lestuzzi, Lausanne 1 EINLEITUNG In den europäischen Tragwerksnormen ist dem Erdbeben eine besondere Norm, der Eurocode 8, gewidmet, der wiederum aus sieben umfangreichen Teilen besteht [6.1]. Um der übergeordneten Zielsetzung des Projekts Swisscodes gerecht zu werden, nämlich praxistaugliche und anwenderfreundliche Tragwerksnormen bereitzustellen, wurden die Erdbebenbestimmungen so knapp wie möglich formuliert und in die einzelnen Tragwerksnormen 260 bis 267 integriert, anstelle sie in einer eigenständigen Norm SIA 268 zusammenzufassen. Die Grundlagen der Erdbebenbemessung befinden sich folglich in der Norm SIA 260. Die Einwirkungsnorm SIA 261 umfasst die Erdbebeneinwirkung, die Einteilung in Bauwerksklassen, die konzeptionellen und konstruktiven Massnahmen sowie die Tragwerksanalyse. Die baustoffspezifischen Regeln des Eurocodes 8 wurden in die entsprechenden Tragwerksnormen SIA 262 bis SIA 266 eingearbeitet. Schliesslich wurden die Erdbebenaspekte des Grundbaus in die Norm SIA 267 Geotechnik integriert. 2 ERDBEBENGEFÄHRDUNG Die Erdbebenzonenkarte der Norm SIA 160 (Ausgabe 1989) beruht auf den ersten probabilistischen Erdbebengefährdungsstudien der Schweiz aus den 70er Jahren [6.2]. Pro Erdbebenzone wird ein sogenannter effektiver Wert der horizontalen Bodenbeschleunigung für ein Bemessungserdbeben mit einer Wiederkehrperiode von 400 Jahren festgelegt [6.3]. Die strengeren Anforderungen des Eurocode 8 schreiben den Maximalwert der horizontalen Bodenbeschleunigung für eine Wiederkehrperiode von 475 Jahren entsprechend einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 10% in 50 Jahren als Bemessungswert jeder Erdbebenzone vor. Andererseits sind in den letzten 30 Jahren zahlreiche Fortschritte bei der Bestimmung der Erdbebengefährdung in der Schweiz erzielt worden. Die erforderliche Anpassung der Erdbebenzonenkarte an die Vorgaben der Eurocodes war deshalb Anlass für eine grundlegende Überarbeitung der Erdbebenzonenkarte der Schweiz. Dabei wurde der bisherige Weg der Bestimmung der Bodenbeschleunigung über makroseismische Intensitätskarten zugunsten eines neuen, direkteren Weges über spektrale Beschleunigungskarten verlassen. Die neuen Gefährdungskarten des Schweizerischen Erdbebendienstes (SED) zeigen die Spektralwerte der horizontalen Beschleunigung bei 5 Hz und 10 Hz für einen sehr harten Fels und für eine Wiederkehrperiode von 475 Jahren auf. Da die für die Erdbebenzonenkarte erforderliche maximale Bodenbeschleunigung nicht direkt aus den SED-Gefährdungskarten bestimmt werden kann, wurde folgende Methodik beschritten: 1. Ausgehend von den Spektralwerten der horizontalen Beschleunigung für sehr harten Fels bei 5 Hz und 10 Hz werden die entsprechenden Spektralwerte für Baugrundklasse B nach Norm SIA 261 berechnet. Dazu werden die Werte für sehr harten Fels bei 5 Hz mit einem Amplifikationsfaktoren von 3,5 und diejenigen bei 10 Hz mit 2,5 multipliziert. Die beiden Amplifikationsfaktoren wurden aufgrund zahlreicher Messungen und Berechnungen für Standorte mit Baugrundklasse B festgelegt [6.4]. 1

2 Bild 6.1 Erdbebengefährdungskarte der Schweiz mit Isolinien des Bemessungswertes der horizontalen Bodenbeschleunigung in cm/s 2 für eine Wiederkehrperiode von 475 Jahren [6.5] 2. Der Plateauwert der maximalen Beschleunigung des elastischen Antwortspektrums der Baugrundklasse B berechnet sich als Mittelwert der beiden unter 1. berechneten Spektralwerte bei 5 Hz und 10 Hz. 3. Steht der Plateauwert der maximalen Beschleunigung für Baugrundklasse B fest, dann lässt sich über Gleichung (261.26) der Bemessungswert der horizontalen Bodenbeschleunigung leicht bestimmen. Der resultierende Bemessungswert der horizontalen Bodenbeschleunigung (Bild 6.1) liegt etwa im gleichen Bereich wie die bisherige effektive Bodenbeschleunigung der Norm SIA 160 (1989). Die Beibehaltung der bisherigen Zonen Z1, Z2, Z3a und Z3b mit den zugehörigen Beschleunigungswerten 0,6 m/s 2, 1,0 m/s 2, 1,3 m/s 2 und 1,6 m/s 2 erwies sich deshalb als zweckmässigste Lösung. Einzig die geographische Ausdehnung der einzelnen Zonen ändert sich, wobei insbesondere die Höhereinstufung der Nordwestschweiz, der Kantone Glarus Schwyz und Graubünden sowie des Unterwallis zu erwähnen ist. Die bisherige Lösung mit Erdbebenzonengrenzen entlang politischer Grenzen wurde beibehalten (Bild 6.2). Die Zonengrenzen folgen primär Kantons- oder Bezirksgrenzen. Im Sinne der Rechtssicherheit ist es vorzuziehen, wenn bei allen Bauten in einem bestimmten Gemeindegebiet die gleichen Anforderungen verlangt werden. Eine Interpolation zwischen verschiedenen Zonen (wie beim Wind oder Schnee) wäre vor allem bei den verlangten konzeptionellen und konstruktiven Massnahmen kaum möglich. Gesamthaft gesehen konnte mit der neuen Erdbebenzonenkarte ein ausgeglichenerer Verlauf der Gefährdung gegenüber der Zonenkarte von 1989 erzielt werden. Ferner konnte die Abstimmung auf die Nachbarländer verbessert werden, insbesondere an der Grenze zu Frankreich durch die Höhereinstufung der Region Basel. Die verbleibenden Differenzen an den Landesgrenzen bewegen sich im Rahmen der Diskontinuitäten bei den Zonengrenzen im Landesinnern. 2

3 Bild 6.2 Erdbebenzonenkarte der Schweiz mit den vier Erdbebenzonen Z1, Z2, Z3a und Z3b dargestellt über den Kantons- und Bezirksgrenzen 3 BAUGRUND UND ANTWORT- SPEKTREN In den letzten Jahren hat sich die Erkenntnis immer mehr durchgesetzt, dass die lokalen Baugrundverhältnisse einen entscheidenden Einfluss auf Stärke und dominanten Frequenzgehalt der Erdbebenanregung haben. Die Norm SIA 261 enthält deshalb neu sechs unterschiedliche Baugrundklassen gegenüber nur zwei in 160/89. Für die Baugrundklassen A bis E sind die Parameterwerte des elastischen Antwortspektrums in 261 Tabelle 25 gegeben. Für die Baugrundklasse F (strukturempfindliche und organische Ablagerungen (z.b. Torf, Seekreide, Rutschmassen mit einer Mächtigkeit über 10 m) sowie für Standorte, deren Baugrundverhältnisse nicht in die Baugrundklassen A bis E eingeordnet werden können, sind besondere bodendynamische Untersuchungen zur Bestimmung des elastischen Antwortspektrums erforderlich. Die Parameterwerte der Baugrundklassen A bis E wurden aus dem Eurocode 8, Spektrum Typ 1, übernommen. Die Beschreibung der einzelnen Baugrundklassen wurde an unsere lokalen Verhältnisse angepasst, um die Einstufung zu erleichtern. Die in 261 Tabelle 25 angegebenen Bereiche von Scherwellengeschwindigkeit und Schlagzahl des Standard Penetration Test sind als Richtwerte zu betrachten. Im Allgemeinen kann die Einstufung in eine Baugrundklasse aufgrund der geotechnischen Beschreibung ohne weitergehende Untersuchungen vorgenommen werden. 3.1 Elastisches Antwortspektrum Gegenüber 160/89 ist die Form des elastischen Antwortspektrums schmäler und höher geworden. Bild 6.3 zeigt als typisches Beispiel einen Vergleich für Erdbebenzone Z2 zwischen dem elastischen Antwortspektrum für Baugrundklasse B gemäss 261 mit dem entsprechenden Antwortspektrum für mittelsteife Böden gemäss 160/89. Der Bemessungswert der horizontalen Bodenbeschleunigung beträgt in beiden Fällen 1,0 m/s 2. Für die viskose Dämpfung wurde der Referenzwert von 5% angenommen. Die maximale spektrale Beschleunigung steigt von 2,1 m/s 2 in 160/89 auf 3,0 m/s 2 in 261 an. 3

4 Neu wird der Bereich konstanter Spektralverschiebung bereits bei einer Schwingzeit T von 2 s erreicht. Deshalb liegt das elastische Antwortspektrum gemäss 261 im Bereich grösserer Schwingzeit ab etwa T = 3 s unter dem bisherigen Spektrum gemäss 160/89. Neu wird in Gleichung (261.29) ein Korrekturbeiwert η für die Umrechnung auf eine von 5% verschiedene Dämpfung vorgegeben, der z.b. bei der Bemessung von Flüssigkeitsbehältern erforderlich wird. Beschleunigung Se [m/s 2 ] Bild SIA 261 Baugrundklasse B SIA 160 mittelsteifer Boden Schwingzeit T [s] Vergleich der elastischen Antwortspektren gemäss 261 und 160/89 für 5% viskose Dämpfung und Baugrundklasse B bzw. mittelsteifen Boden in Erdbebenzone Z2 Zur Zeit sind in der Schweiz Arbeiten auf dem Gebiete der seismischen Mikrozonierung im Gang. In den nächsten Jahren werden primär für die Hauptsiedlungsgebiete in den höheren Erdbebenzonen Mikrozonierungskarten veröffentlicht werden, die in Abhängigkeit der lokalen Standortverhältnisse direkt die Parameterwerte des elastischen Antwortspektrums inklusive Bemessungswert der Bodenbeschleunigung vorgeben. Das elastische Antwortspektrum dient als Schnittstelle zwischen seismologischen Untersuchungen und Erdbebenbemessung. 3.2 Bemessungsspektrum Das Bemessungsspektrum wird durch die Gleichungen (261.30) bis (261.33) definiert. Es dient der Bemessung von Tragwerken und berücksichtigt den vom Tragwerk abhängigen Verhaltensbeiwert q. Je nach Fähigkeit des Tragwerkes, der Erdbebeneinwirkung im nichtlinearen Bereich mit Überfestigkeit zu widerstehen, darf das elastische Antwortspektrum für 5% Dämpfung durch einen Verhaltensbeiwert q im Bereich von 1,5 bis 5,0 dividiert werden. Im Weiteren wird der von der Bauwerksklasse abhängige Bedeutungsfaktor γ f in das Bemessungsspektrum eingerechnet. Im Gegensatz zum elastischen Antwortspektrum ist das Bemessungsspektrum auf die Erdbeschleunigung g bezogen, d.h. dimensionslos. Beschleunigung S [m/s 2 ] Bild Elastisches Antwortspektrum Bemessungsspektrum q = 1,5 Bemessungsspektrum q = 5, Schwingzeit T [s] Vergleich der Bemessungsspektren für q = 1,5 und q = 5,0 mit dem elastischen Antwortspektrum für Bauwerksklasse I bei Baugrundklasse B in Erdbebenzone Z2 In Bild 6.4 werden die Bemessungsspektren für q = 1,5 und q = 5,0 dem elastischen Antwortspektrum gegenübergestellt. Der Bedeutungsfaktor γ f wurde zu 1,0 angenommen (Bauwerksklasse I). Wie in Bild 6.3 erfolgt der Vergleich in Bild 6.4 für die Baugrundklasse B in Erdbebenzone 2. Auffällig ist das Zusammentreffen der beiden dargestellten Bemessungsspektren bei extremalen Schwingzeiten. Bei sehr kleinen Schwingzeiten darf gemäss 4

5 Gleichung (261.30) nur noch ein q = 1,5 in Rechnung gestellt werden; bei sehr grossen Schwingzeiten darf die Spektralbeschleunigung nicht unter den Minimalwert von 0,1γ f a gd gemäss Gleichung (261.33) fallen. 4 BAUWERKSKLASSEN UND BE- DEUTUNGSFAKTOREN Bei der Erdbebenbemessung wird eine Differenzierung des Schutzgrades je nach Bedeutung des Bauwerks vorgenommen, z.b. gelten wesentlich strengere Anforderungen für ein Spital verglichen mit einem Wohnhaus am gleichen Standort. Der Schutzgrad wird durch die Einteilung in eine der drei Bauwerksklassen (BWK) analog zu 160/89 festgelegt. Kriterien für diese Einteilung sind die Bedeutung des Bauwerks für die Katastrophenbewältigung unmittelbar nach einem Erdbeben, die mittlere Personenbelegung, das Schadenpotenzial und die Gefährdung der Umwelt. Die Beispiele für die Einteilung in die Bauwerksklassen in 261 Tabelle 26 wurden weitgehend aus 160/89 übernommen. Eine Präzisierung wurde bei den Spitälern vorgenommen. Neu sind nur noch Akutspitäler in der höchsten Bauwerksklasse (BWK III). Die übrigen Spitalgebäude fallen in die BWK II. Neu erfolgt die Differenzierung der rechnerischen Nachweise nach Bauwerksklassen über den Bedeutungsfaktor γ f, der im Bemessungsspektrum und im Bemessungswert der Bodenverschiebung als Multiplikationsfaktor berücksichtigt wird. Es werden nicht mehr wie in 160/89 die zugelassenen Schäden unter der Wirkung des Bemessungserdbebens abgestuft, sondern die Stärke des Bemessungserdbebens wird über den Bedeutungsfaktor von γ f = 1,0 für BWK I, γ f = 1,2 für BWK II bis γ f = 1,4 für BWK III skaliert. Diese Skalierung kann auch als eine Verlängerung der Wiederkehrperiode des Bemessungserdbebens vom Referenzwert von 475 Jahren bei BWK I auf etwa 800 Jahre bei BWK II und 1200 Jahre bei BWK III betrachtet werden. 5 TRAGSICHERHEIT UND GEBRAUCHSTAUGLICHKEIT Während in den Eurocodes die Erdbebeneinwirkung als eigenständige Einwirkung nebst den ständigen, veränderlichen und aussergewöhnlichen Einwirkungen aufgeführt wird, wird sie in den neuen Tragwerksnormen SIA 260 bis 267 als aussergewöhnliche Einwirkung behandelt. Der Nachweis der Tragsicherheit ist für alle Bauwerksklassen zu erbringen, der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit nur für BWK III. Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit wird bei BWK I und BWK II im Sinne einer Vereinfachung vernachlässigt, da er häufig nicht massgebend wird. Die Gebrauchstauglichkeit wird implizit als durch den Tragsicherheitsnachweis und die Einhaltung der konstruktiven und konzeptionellen Massnahmen erfüllt betrachtet. Die allgemeinen Bemessungsgleichungen befinden sich in der Norm SIA 260, nämlich Gleichung (260.17) für die Tragsicherheit und Gleichung (260.23) für die Gebrauchstauglichkeit. Im Gegensatz zu 160/89 ist der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit nicht für den gleichen Bemessungswert wie bei der Tragsicherheit zu führen, sondern für den halben Wert. Dabei ist zu beachten, dass sich die erwähnte Halbierung auf die 1,4fachen Referenzwerte beziehen, da bei BWK III ein Bedeutungsfaktor von γ f = 1,4 zu berücksichtigen ist. Gesamthaft gesehen ergibt sich im Einklang mit dem Eurocode 8 eine Reduktion der Wiederkehrperiode des Gebrauchstauglichkeitserdbebens bei BWK III auf etwa 200 Jahre. Praktisch gesehen, bedingt der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit die Berechnung der Verschiebungen infolge Erdbeben. Dazu befinden sich in 261 Ziffer einige Hinweise zur Vorgehensweise, insbesondere zu den Annahmen für die Steifigkeit der Tragelemente. Die Gebrauchsgrenzen für Gebäude sind in 260 Ziffer festgehalten. Die relativen horizontalen Stockwerksverschiebungen sind auf 1/500 bei spröden und auf 1/200 bei duktilen Einbauten zu begrenzen. Für sämtliche Anlagen (z.b. Elektroinstallationen, Heizung, Lüftung, Klima) ist sicherzustellen, dass sie 5

6 funktionstüchtig bleiben. Bei Brücken der BWK III sind Lager und Fahrbahnübergänge auf die Verschiebungen infolge des Gebrauchstauglichkeitserdbebens auszulegen. 6 DUKTILES UND NICHT-DUKTILES TRAGWERKSVERHALTEN Es stehen grundsätzlich zwei Konzepte der Erdbebenbemessung zur Verfügung. Das Konzept des nicht-duktilen Tragwerksverhaltens lehnt sich an die bisherige Vorgehensweise nach 160/89 an, während das Konzept des duktilen Tragwerksverhaltens auf den Erkenntnissen des modernen Erdbebeningenieurwesen wie der Methode der Kapazitätsbemessung beruht. Im Allgemeinen ist das Konzept des nicht-duktilen Tragwerksverhaltens nur bei kleinen Erdbebenkräften zu empfehlen, d.h. für leichte Bauwerke in den niedrigen Erdbebenzonen und bei günstigen Baugrundverhältnissen. In den übrigen Fällen kann das nichtduktile Tragwerksverhalten zu unwirtschaftlichen Lösungen führen und es sollte das duktile Tragwerksverhalten gewählt werden. 6.1 Nicht-duktiles Tragwerksverhalten Beim Konzept des nicht-duktilen Tragwerksverhaltens erfolgt die Bemessung für Erdbeben konventionell wie für Schwerelasten oder Wind. Es sind keine besonderen Bemessungsregeln ausser den konzeptionellen und konstruktiven Massnahmen in 261 Tabelle 27 zu berücksichtigen. Infolgedessen muss damit gerechnet werden, dass unter zyklischer Erdbebenbeanspruchung nur ein sehr kleines plastisches Verformungs- und Energiedissipationsvermögen des Tragwerks erreicht werden kann. Nach Überschreiten der Elastizitätsgrenze kann das Tragwerk irgendwo spröd versagen. Der Verhaltensbeiwert q muss deshalb vorsichtig angesetzt werden (Tabelle 6.1). Er beträgt q = 1,5 für alle Bauweisen mit Ausnahme von Stahlbetontragwerken mit Bewehrung aus den duktileren Betonstählen der Klassen B und C, für die q = angesetzt werden darf. Der Verhaltensbeiwert q = 1,5 berücksichtigt im Wesentlichen nur die Überfestigkeit. Im Vergleich zur Erdbebenbemessung nach 160/89 kann der Verhaltensbeiwert q = 1,5 bei nicht-duktilem Tragwerksverhalten als Kehrwert des bisherigen Bemessungsbeiwerts C d betrachtet werden. Bauweise Betonbau: - Bewehrung aus Betonstahl A - Bewehrung aus Spannstahl - Bewehrung aus Betonstahl B oder C Verhaltensbeiwert q 1,5 1,5 Stahlbau 1,5 Stahl-Beton-Verbundbau 1,5 Holzbau 1,5 Mauerwerk 1,5 Tabelle 6.1 Verhaltensbeiwerte q für horizontale Erdbebeneinwirkung bei nichtduktilem Tragwerksverhalten 6.2 Duktiles Tragwerksverhalten Beim Konzept des duktilen Tragwerksverhalten erfolgt die Bemessung nach der Methode der Kapazitätsbemessung [6.6]. Dabei sind die plastifizierenden Bereiche im Tragwerk so festzulegen, dass unter Erdbebeneinwirkung ein geeigneter plastischer Mechanismus entsteht. Die plastifizierenden Bereiche sind konstruktiv für ein ausreichendes Verformungsund Energiedissipationsvermögen unter zyklischer Beanspruchung zu gestalten und die übrigen Bereiche des Tragwerks vor einem vorzeitigen spröden Versagen zu schützen, wenn die plastifizierenden Bereiche ihre Überfestigkeit entwickeln [6.7]. Die entsprechenden baustoffspezifischen Regeln befinden sich in den Kapiteln Erdbeben der Normen 262 bis 266. Sie wurden aus dem Eurocode 8 übernommen, für niedrige bis mittlere Seismizität vereinfacht und in die übrigen Bemessungsregeln dieser Normen integriert. Der Vorteil des duktilen Tragwerksverhaltens ist der wesentlich grössere Verhaltensbeiwert q, der zur Reduktion der elastischen Erdbebeneinwirkung in Rechnung gestellt werden darf. Die Verhaltensbeiwerte q sind jeweils am Anfang des Kapitels Erdbeben der Normen SIA 262 bis 266 aufgeführt. In Abhängigkeit vom Tragsystem und baustoffspezifischen Kriterien 6

7 (z.b. Stahlqualität des Bewehrungsstahls oder Querschnittsklasse des Stahlprofils) variiert q im Bereich von bis 5,0 (Tabelle 6.2). Für vertikale Erdbebeneinwirkung ist q = 1,5 unabhängig von Tragwerksverhalten und Bauweise (261 Ziffer ). Bauweise Betonbau: - Bewehrung aus Betonstahl B - Bewehrung aus Betonstahl C Stahlbau: - Rahmen aus Querschnittsklasse 3 - Diagonalverbände aus Q-kl. 3 - V-Verbände aus Q-kl. 1, 2 oder 3 - Rahmen aus Q-kl. 2 - Diagonalverbände aus Q-kl. 1 oder 2 - Rahmen aus Q-kl. 1 Stahl-Beton-Verbundbau: - Rahmen aus Querschnittsklasse 3 - Diagonalverbände aus Q-kl. 3 - V-Verbände aus Q-kl. 1, 2 oder 3 - Stahlbetonwände mit Betonstahl B - Rahmen aus Q-kl. 2 - Diagonalverbände aus Q-kl. 1 oder 2 - Stahlbetonwände mit Betonstahl C - Rahmen aus Q-kl. 1 Holzbau: - Vereinzelte duktile Verbindungsbereiche - Verschiedene, hoch wirksame duktile Verbindungsbereiche - Häufige, gleichmässig verteilte hoch wirksame duktile Verbindungsbereiche Verhaltensbeiwert q 3,0 5,0 3,0 5,0 2,5 3,0 Duktiles Mauerwerk 2,5 Tabelle 6.2 Verhaltensbeiwerte q für horizontale Erdbebeneinwirkung bei duktilem Tragwerksverhalten Mit der Wahl des duktilen Tragwerksverhaltens können somit die Erdbebenbeanspruchungen auf bis zu 30% der entsprechenden Werte für nicht-duktiles Verhalten reduziert werden. Im Gegenzug wird die Bemessung und die konstruktive Gestaltung für duktiles Verhalten etwas aufwendiger. Mit den neuen Möglichkeiten der Erdbebenbemessung nach dem Konzept des duktilen Tragwerksverhaltens lässt sich die Zunahme der Erdbebeneinwirkung infolge Höhereinstufung bei den Erdbebenzonen und infolge neuer Spektrenformen wieder kompensieren. 7 NICHT TRAGENDE BAUTEILE Je nach Gebäudeausbau können die Erdbebenschäden an nicht tragenden Bauteilen die Schäden an den tragenden Bauteilen übertreffen. Dies trifft besonders bei der bei uns vorherrschenden niedrigen bis mittleren Seismizität zu. Die Erdbebensicherung von nicht tragenden Bauteile war bereits in der bisherigen Norm 160/89 vorgeschrieben, jedoch ohne quantitative Angaben zu den Verankerungskräften. Neu wird in Gleichung (261.48) die Horizontalkraft für den Nachweis der Tragsicherheit der Befestigung des nicht tragenden Bauteils gegeben. Dabei wird die Höhenlage und die Resonanzanfälligkeit des nicht tragenden Bauteils berücksichtigt. Für die Berechnung der Grundschwingzeit T a des nicht tragenden Bauteils empfiehlt sich die Rayleigh- Methode [6.7]. Wenn auf die Schwingzeitenberechnung verzichtet wird, ist der ungünstigste Fall mit T a = T 1 anzunehmen, d.h Resonanz zwischen nicht tragendem Bauteil und Tragwerk. Bei BWK III ist im Rahmen des Gebrauchstauglichkeitsnachweis die uneingeschränkte Funktionstüchtigkeit von nicht tragenden Bauteilen nachzuweisen, z.b. eine funktionierende Toröffnung bei Garagen von Rettungsdiensten. 8 BESTEHENDE BAUWERKE Die Erdbebenbestimmungen in den Normen SIA 260 bis SIA 267 sind primär für neue Bauwerke ausgelegt. Bei bestehenden Bauwerken können die neuen, verschärften Erdbebenbestimmungen unverhältnismässig sein, insbesondere wenn nicht-duktiles Tragwerksverhalten angenommen werden muss. Das anzustrebende Sicherheitsniveau bei bestehenden Bauwerken ist aufgrund einer Risikobeurteilung festzulegen, d.h. die Kosten einer Ertüchtigungsmassnahme sind der erzielten Reduktion des gesamten Erdbebenrisiko gegenüberzustellen. Die verformungsorientierte Bemessung ist bei bestehenden Bauwerken oft zweckmässiger als die übliche kraftorientierte Vorgehensweise [6.8]. Die Kommission SIA 160 hat eine Arbeitsgruppe beauftragt, eine Richtlinie zur Be- 7

8 urteilung der Erdbebensicherheit bestehender Bauwerke auszuarbeiten. Diese wird voraussichtlich auf das Ende der Gültigkeitsdauer der Norm SIA 160 (1989) am erscheinen. 9 LITERATUR SIA-Normen werden durch die kursiv gesetzte Nummer bezeichnet. [6.1] Eurocode 8 (2002). Design of Structures for Earthquake Resistance, Part 1: General Rules, Seimic Actions and Rules for Buildings, pren ; Draft 5, May 2002; Europäisches Komitee für Normung (CEN), Brüssel; 197 pp. [6.2] Sägesser, R.; Mayer-Rosa, D. (1978). Erdbebengefährdung in der Schweiz; Schweizerische Bauzeitung; 96. Jg. Heft 7, ; pp [6.3] Bachmann, H. et al. (1989). Die Erdbebenbestimmungen der Norm SIA 160; Dokumentation D 044; Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein; 52 pp. [6.4] Fäh, D.; Kind, F.; Giardini, D. (2001). A Theoretical Investigation of Average H/V Ratios; Geophys. J. Int., Vol. 145; pp [6.5] Sellami, S. et al. (2002). Seismic hazard map of Switzerland; Schweizerischer Erdbebendienst (SED); [6.6] Paulay T., Priestley M. J. N. (1992). Sesimic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings; John Wiley & Sons, Inc.; 744 pp. [6.7] Bachmann, H. (2002). Erdbebensicherung von Bauwerken; Birkhäuser-Verlag; 292 pp. [6.8] Bachmann, H. et al. (2002). Erdbebengerechter Entwurf und Kapazitätsbemessung eines Gebäudes mit Stahlbetontragwänden; Dokumentation D 0171; Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein; 192 pp. 8