Einfluss nichtlinearer Effekte auf Etagenantwortspektren bei Erdbeben
Dezember 2025
Antwortspektren sind ein zentrales Werkzeug in der erdbebengerechten Bemessung von Bauwerken. Etagenantwortspektren beschreiben die maximale dynamische Antwort einzelner Stockwerke (Etagen) eines Bauwerks bezogen auf ein gegebenes Erdbeben. Während in der Praxis häufig lineare Modelle verwendet werden, treten bei starken seismischen Einwirkungen signifikante nichtlineare Effekte etwa durch Nichtlinearitäten im Material, Kontakteffekte oder Hebung und Gleiten des Fundaments auf.
Die Berücksichtigung nichtlinearer Effekte ist sowohl für die realitätsnahe Bewertung der Gebäudesicherheit als auch für die Optimierung von Verstärkungsmaßnahmen entscheidend. In Forschung und Praxis zeigt sich, dass das Ignorieren dieser Effekte zu einer Fehleinschätzung der Schadensverteilung und Sicherheitsreserven führen kann.
Im Fachgebiet Statik und Dynamik der Tragwerke (SDT) werden diese Aspekte durch numerische Simulationen mit nichtlinearer Zeitverlaufsanalyse sowie FEM-gestützten Modellen intensiv untersucht. Laufende Projekte beschäftigen sich mit der Kalibrierung von Materialmodellen für das Gebäude sowie den Boden, der Validierung verschiedener Strategien zur Modellierung unendlicher Bodenräume und der Interaktion des Gebäudes mit dem Boden.