Schubtragverhalten von altem unbewehrtem Mauerwerk unter seismischer Belastung

Die Bestimmung der Sicherheit von altem Mauerwerk gegen Erdbeben ist mit zahlreichen Unsicherheiten behaftet. Hierbei kommt es neben dem Widerstand der Struktur und den seismischen Einwirkungen vor allem auf die konstruktiven Details an. Deshalb sind das Verhalten von Mauerwerk unter seismischer Belastung und die damit verbundenen Auswirkungen auf die Tragfähigkeit von hohem Interesse.

Die bauliche Gestaltung, um Erdbeben zu widerstehen, basiert in der Regel auf der Kombination aus Erfahrung und modernem Ingenieurwissen sowie auf experimentellen Untersuchungen. Normalerweise wird der erdbebengerechte Entwurf eines Gebäudes anhand struktureller Anforderungen und durch Berechnungen nach dem gültigen Normenstand (Eurocode 8) erreicht. Eine Vielzahl an Forschung und experimentellen Untersuchungen in Hinblick auf das seismische Verhalten von Mauerwerk wurde in den letzten Jahrzehnten unternommen. Dabei wurden neue Methoden für die Gestaltung und zur Evaluierung der Erdbebensicherheit entwickelt. Dennoch beziehen sich Untersuchungen und Methodiken hauptsächlich auf neue Ziegel. Im Falle von neuem Mauerwerk können die erforderlichen Kriterien nach Eurocode 8 (EC 8) i. d. R. sehr leicht erfüllt werden. Bei Bauwerken aus altem Mauerwerk ist es hingegen mitunter schwierig, die Anforderungen des EC 8 zu erfüllen, ohne zusätzliche Verstärkungsmaßnahmen zu treffen. Dies gilt insbesondere für die gängigen linearen Berechnungsmethoden, da hierbei nichtlineares Materialverhalten, Energiedissipation etc. nur global durch einen Faktor berücksichtigt werden.

Um diese charakteristischen Materialparameter zu ermitteln, wurden experimentelle Untersuchungen an kleinen und großen unbewehrten Wandscheiben aus Mauerwerk durchgeführt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Präsentation und Diskussion der experimentellen Untersuchungen und die Kalibrierung eines nichtlinearen Materialmodells mit den gewonnenen Materialparametern. Abschließend erfolgt die Bewertung der Erdbebentragfähigkeit eines bestehenden Wohnhauses im Rahmen einer Finite-Elemente-Berechnung mithilfe der Kapazitätsspektrum-Methode.