Erdbebenrisikomanagement unter Einbeziehung von Zustandsindikatoren

• Projektleitung: Prof. Dr. A. Dazio
• Mitarbeiter: U. Yazgan
• Projektpartner: Schweizerischer Nationalfonds
  Profs. Drs. M. Faber, H.R. Schalcher, A. Grün, Dr. J. Laue

Die Vergangenheit hat gezeigt, dass ein schlechtes Erdbebenverhalten von Gebäuden und Infrastruktur zu grossen Katastrophen führen kann. Ein effektives Management der Erdbebenrisiken ist entscheidend, um solche verheerenden Konsequenzen von Erdbeben auf die Gesellschaft zu vermeiden. In dem interdisziplinären Projekt "Erdbebenrisikomanagement unter Einbeziehung von Zustandsindikatoren (MERCI)" arbeiten sechs Professuren der ETH zusammen, mit dem Ziel, einen Rahmen für das Management von Erdbebenrisiken zu schaffen, der es ermöglicht, optimale Risikoentscheidungen rational auf der Basis von beobachtbaren, aussagekräftigen Indikatoren zu treffen. Im Rahmen des MERCI-Projektes entwickelt die Professur für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik zum einen Empfehlungen zur Modellierung des Erdbebenverhaltens von Stahlbetonstrukturen und zum anderen eine neue Methode zur Bewertung der bleibenden Schäden an Strukturen, die nach einem Erdbeben beobachtet werden können.

Um Empfehlungen zur Modellierung zu entwickeln, wurden Rütteltischversuche an Stahlbetonstützen mit verschiedenen numerischen Methoden simuliert. Die Genauigkeit einer jeden Methode wurde mittels Vergleich der numerischen zu den experimentellen Resultaten hinsichtlich charakteristischer Antwortgrössen bestimmt. Dabei wurden sowohl maximale als auch bleibende Antwortgrössen berücksichtigt. Ausserdem wurde die Empfindlichkeit der vorhergesagten Antwortgrössen von den wichtigsten Modellierungsannahmen untersucht.

Die neu enwickelte Methode zur Bewertung der Erdbebenschäden an Strukturen erlaubt es, die beobachtbaren Schadensbilder und die messbaren bleibenden Verformungen in der Bewertung der Sicherheit der beschädigten Struktur direkt zu berücksichtigen. Im Allgemeinen wird die maximale Verformung, der die Struktur ausgesetzt war, als der für die Sicherheit des Gebäudes entscheidende Faktor betrachtet. Der beobachtbare Schaden, d.h. Indizien für die Überschreitung der Fliessverschiebung oder der Verschiebekapazität, der in einer Erkundungsmission aufgenommen wird, kann helfen, die Schätzung der maximalen Verformung, der die Struktur während des Erdbebens ausgesetzt war, zu verbessern. Eine weitere Neuerung der Methode ist die direkte Berücksichtigung der Unsicherheiten hinsichtlich der vorhergesagten Antwortgrössen infolge der Ungenauigkeiten des verwendeten numerischen Models. Die entwickelte Methode wurde auf ein Brückenmodell, das auf einem Rütteltisch getestet wurde, angewandt und die Resultate sind vielversprechend.