Gründerzeitliche Mauerwerksbauten unter Erdbebeneinwirkung – Tragverhalten im Widerspruch zur aktuell angewandten Nachbemessung

Abstract

Die Standsicherheit historischer Mauerwerksbauten muss nicht nur bei gewöhnlichen Einwirkungen, sondern auch während Naturkatastrophen gewährleistet sein. Die seismische Bestandsbewertung der gründerzeitlichen Bausubstanz in Wien ist ein zentrales Thema in der qualitativen sowie konstruktiven Tragwerksbeurteilung. Obwohl der Mauerwerksbau seit vielen Jahrhunderten Anwendung findet, stellt die realistische Tragwerksbewertung eine hochkomplexe Herausforderung dar. Die nach aktuellen Regelwerken zur Nachbemessung herangezogenen Berechnungsmethoden vermögen nur unzureichend das reale Tragverhalten sowie die mögliche Aktivierung der globalen Versagensmechanismen wiederzugeben. Dies führt dazu, dass vereinfachte Nachweise rechnerisch oftmals nur schwer gelingen und zur Kompensation fragwürdige Verstärkungsmaßnahmen ergriffen werden, obwohl der Altbestand bereits einige Beben erlebt und überwiegend schadfrei überstanden hat. Der vorliegende Beitrag befasst sich mit den aktuell zur Erdbebennachbemessung verwendeten Ansätzen und verfolgt den Zweck, Problempunkte aufzuzeigen und sie einem leistungsfähigen, an Versuchsreihen gestützten Materialmodell zur räumlichen Tragwerksanalyse des historischen Altbestandes gegenüberzustellen. Es wird gezeigt, dass die herkömmlichen Berechnungsmethoden für den gemauerten Altbestand ohne Berücksichtigung der Interaktions- und Lastumlagerungseffekte sowie der charakteristischen Konstruktionsweise das reale Tragverhalten nur teilweise abbilden. Die Arbeit soll einen Beitrag zur technischen Fachdiskussion zur Erdbebensicherheit des Altbestandes darstellen sowie die Diskussion zur Formulierung realistischer Berechnungsmodelle beleben.

Historic masonry buildings under earthquakes – Load-bearing behaviour in contradiction to the currently applied methods of analysis

The stability of historic masonry buildings must be guaranteed not only under normal conditions, but also during natural disasters. The seismic assessment of the masonry buildings of the Gründerzeit (1840–1918) in Vienna is a central topic in the qualitative and constructive assessment. Although masonry construction has been used for many centuries, the realistic evaluation of the load-bearing behaviour is still a complex challenge. The methods of analysis according to current regulations are only insufficiently able to reflect the real load-bearing behaviour and the possible activation of global failure mechanisms. As a result, the simplified verification is often difficult to calculate for many historic buildings, and questionable reinforcement measures are taken to compensate, even though the buildings have already experienced several earthquakes and survived most of them without damage. The present work deals with the approaches of current methods of analysis and aims to identify problem points and to compare them with time history analysis, which is supported by a powerful material model based on test series. It is shown that the conventional analysis for the historic masonry buildings without consideration of the interaction and load transfer effects as well as the characteristic construction methods only partially reflect the real load-bearing behaviour. The work is intended to be a contribution to the technical expert discussions on the seismic safety of historic buildings and to stimulate the discussion on the formulation of realistic methods of analysis.