Erdbebengefährdung von Gründerzeithäusern : Beurteilung, Klassifizierung und experimentelle Untersuchungen

Abstract

Die Erdbebensicherheit von Bestandsbauwerken stellt ein zentrales Thema einer umfassenden seismischen Risikoeinschätzung dar.<br />Insbesondere in Städten, die einen überdurchschnittlich hohen Anteil an historischen Bauwerken aufweisen, ist eine Beurteilung und Einschätzung dieser Gebäude unumgänglich. In Wien bilden so genannte Gründerzeithäuser, deren Materialeigenschaften, Konstruktionsweise und baudynamisches Verhalten ungenügend genau bekannt sind, den vorrangigen Gebäudetyp. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, eine umfassende Beurteilung und Bewertung von Wiener Gründerzeithäusern auf Basis visueller Begutachtungen durchzuführen, die in einer realitätsnahen Einschätzung der Erdbebengefährdung dieses Gebäudetyps resultieren. Die dazu entwickelte Beurteilungsmethodik basiert auf der raschen und effizienten Einschätzung des tatsächlichen Gebäudezustands. Daraus wurde in weiterer Folge eine Klassifizierung der beurteilten Gebäude durchgeführt, anhand derer Schäden durch mögliche Erdbeben abgeschätzt werden können. Die entwickelte Beurteilungsmethodik wurde an einer Vielzahl von Gründerzeithäusern im 20. Wiener Gemeindebezirk angewendet. Aus der daraus ermittelten Gefährdungskarte können die im Falle eines lokalen Erdbebens entstehenden Gebäudeschäden identifiziert werden. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe von experimentellen Untersuchungen Grundlagen über das dynamische System der Wiener Gründerzeithäuser gewonnnen, aus denen Erkenntnisse über deren Verhalten unter Erdbebenbeanspruchung abgeleitet werden können. Bei den Untersuchungen konnte durch dynamische Messungen vor und nach einer bautechnischen Veränderung des Gebäudes der Einfluss dieser Änderungen festgestellt werden. Dabei wurden die Auswirkungen eines Dachgeschoßausbaus in Leichtbauweise auf das globale dynamische Verhalten und der Beitrag von Zwischenwänden und Holzbalkendecken an der globalen Gebäudesteifigkeit durch gezieltes Entfernen einzelner Elemente verifiziert.

Reliability of existing buildings is a major issue of a comprehensive seismic hazard assessment. Particularly in urban areas with a huge amount of historic buildings the evaluation and assessment of those buildings is indispensable. In the city centre of Vienna so-called "Gründerzeithäuser" represent the predominant type of building. It is therefore one main intent of this Doctoral Thesis to develop a comprehensive assessment and evaluation methodology based on visual inspection of the considered historic buildings in Vienna in order to obtain a realistic estimation of their damage potential under seismic loading. Based on existing visual screening procedures an efficient method was developed to assess and evaluate a large amount of buildings within an adequate period of time. This methodology was applied on a large amount of "Gründerzeithäuser" in the 20th district of the City of Vienna, and a hazard map for identifying earthquake induced building damage was compiled. In a further part of this Doctoral Thesis basic information about the dynamic properties of the considered historic buildings in Vienna was obtained by means of experimental in-situ investigations. In particular, the impact of structural modifications on the global dynamic building behaviour was investigated, which can be favourably identified by comparison of characteristic structural parameters with and without these modifications. Exemplarily, a historic building was considered, where an empty attic was converted into apartments. Furthermore, the contribution of non-structural elements such as partition walls and timber ceilings on the global dynamic parameters of another historic building could be identified. The conclusions provide important technical expertise for the seismic vulnerability assessment of "Gründerzeithäuser" in the City of Vienna.