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Detailergebnis zu DOK-Nr. 68951

Erdbebensicherheit bestehender Brücken - Zyklisch-inelastisches Verhalten von Brückenstützen (Orig. engl.: Seismic safety of existing bridges - Cyclic inelastic behaviour of bridge piers (Forschungsprojekt AGB 2008/001)

Autoren	P. Hannewald K. Beyer
Sachgebiete	15.1 Belastungen und Belastungsannahmen

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2014, 200 S., 61 B, 14 T, 97 Q (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 662)

Besonders in Ländern moderater Seismizität, wie zum Beispiel der Schweiz, sind moderne Erdbebennormen oft erst vor wenigen Jahren eingeführt worden, da die Erdbebengefahr lange unterschätzt wurde. Existierende Brücken haben daher möglicherweise eine geringe Verformungskapazität aufgrund ihrer Bauart und ihrer konstruktiven Details. Um dies zu beurteilen wurde ein zweiteiliges Forschungsprojekt zu bestehenden Brücken initiiert. Der zweite Teil des Forschungsprojekts, der in dem Bericht behandelt wird, befasst sich mit der Abschätzung der Verformungskapazität gedrungener, wandartiger Stützen (Schlankheit circa 1-3) mit rechteckigem Querschnitt. Versuche an Stützen mit den genannten Konstruktionsdefiziten, die im Rahmen beider Teile des Forschungsprojekts an der ETHZ durchgeführt wurden, dienen als experimentelle Datenbasis zur Überprüfung und Validierung. Der erste Teil des Berichts befasst sich mit der Modellierung mit plastischem Gelenk. Es wird ein Überblick über Gleichungen zur Bestimmung der Länge des plastischen Gelenks, zur Ermittlung der Biege- und Schubverformung sowie zur Berechnung der Dehnungslimite, die den Versagenszustand definieren, gegeben. Durch Überprüfung mit den experimentellen Daten wird ein Verfahren identifiziert, mit dem die Last-Verformungskurve der Stützen ermittelt werden kann. Im zweiten Teil des Berichts werden die Schubdegradation sowie ein kinematisches Modell zur Vorhersage des Verhaltens von rechteckigen, schubkritischen Stützen behandelt. Das Modell basiert auf der bei Schubrissbildung einsetzenden Kinematik und wurde andernorts entwickelt. In dem Bericht wird es mithilfe einer erweiterten Datenbank validiert. Der Vergleich der Vorhersagen mit den experimentellen Daten zeigte, dass die Modellierung mit plastischem Gelenk, trotz ihrer Einfachheit, gute Ergebnisse für die hier betrachteten nur teilweise biegebestimmten Wände lieferte. Dieser Modellierungsansatz resultiert in einer eher konservativen Abschätzung der Verformungskapazität, die in etwa der Verformung bei Maximallast entspricht. Um auch den zum degradierenden Ast gehörenden Teil der Antwort zu berücksichtigen, sollte das kinematische Modell, mit dem sowohl Querkraft- als auch Axiallastversagen erfasst werden können, verwendet werden.