Erdbebensicher bauen mit promur

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Erdbebensicher
bauen mit promur
Die Lösung der Schweizer Industriepartner
für ein Gebäude mit Mauerwerk
wo gab es früher Erdbeben in
eiz?
2000
Anzahl Erdbebe
st ab Intensität VI zu rechnen.
1500
1000
Erdbeben sind
auch
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chichte der Schweiz traten immer in der Schweiz
möglich
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össere Erdbeben auf, wie zum 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
356 in Basel, 1855 in Visp und Magnitude (Ml)
sind in der Schweiz sehr selten. Obwohl es in den letzten
ierre. Im historischen Erdbeben
Erdbeben100 Jahren keine Erdbeben
mit gravierenden Personenschäden
Magnitudenverteilung der Erdbeben in der Schweiz er Schweiz, veröffentlicht vom gab, bleiben Erdbeben und Umgebung von 1975 bis 2004.
in der Schweiz ein Restrisiko. Mit Erdbeben
ischen Erdbebendienst, sind alle muss in der Schweiz auch in Zukunft gerechnet
in Schadenstärke
werden.
Beben seit dem Jahr 250 Potenzielle
auf- Erdbebengebiete finden sich vor allem in der
Region
Basel,
im Wallis, in der Zentralschweiz sowie im St. Galler
nstelle der Magnitude wird bei Rheintal, in Mittelbünden und im Engadin.
en Erdbeben die Intensität als ie Stärke des Bebens angegeben. historischen Überlieferungen von BeobachDie Konstruktionen
mit Mauerwerk
der Schweiz
sind
tungen, wie zum in
Beispiel von Schäden. auf diese
Herausforderung
vorbereitet
können den
Je weiter man in der und
Geschichte zurückstorische Erdbeben keine instrugeht, desto lückenhafter sind diese InformaAufzeichnungen vorhanden sind, Nachweis
geforderten
der Erdbebensicherheit überzeutionen.
s Wissen über diese Erdbeben auf gend erbringen.
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VII
VIII
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47 N
46 N
Illustration: ETH Zürich
er historisch dbeben in der Umgebung, schäden vern (Intensität l). Die Größe tspricht der ntensität. 6E
8E
10 E
Epizentren der historisch bekannten Erdbeben in der Schweiz und Umgebung, die
Gebäudeschäden verursacht haben (Intensität mindestens Vl).
Die Grösse der Kreise entspricht der geschätzten Intensität.
50
seconds
60
70
www.erdbeben-sicher.ch
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promur – die Lösung der
Schweizer Industriepartner
für Gebäude mit Mauerwerk
Mauerwerk ist erdbebensicher
Mauerwerk ist eine der ältesten Baukonstruktionen. Die jahrhundertelange Erfahrung zeigt, dass richtig verbautes Mauerwerk erdbebensicher ist. Neue Vorschriften und angepasste Standards (Norm SIA 261
und 266) zu erdbebensicherem Bauen verlangen, dass die Sicherheit
von Mauerwerk – wie auch von anderen Baukonstruktionen – berechnet und nachgewiesen werden soll. Einzelne Kantone verlangen
bereits heute einen Erdbebensicherheitsnachweis.
Die Berechnung der Erdbebensicherheit von Mauerwerk ist komplex
und konnte bisher nur annäherungsweise durchgeführt werden.
Mit promur bieten die Schweizer Industriepartner
für Mauerwerk nun die Lösung für den zuverlässigen und realistischen Nachweis der Erdbebensicherheit von Gebäuden mit Mauerwerk an.
Die Verformungen von Mauerwerk, die bei einem Erdbeben auftreten
können, wurden bisher manuell und anhand von Tabellen berechnet.
Dabei wurden Mindestwerte angenommen, die auch unter sehr ungünstigen Bedingungen zu erreichen sind. Zudem wurden nur einzelne
Wände und nicht die komplette Tragstruktur berücksichtigt. Mit diesen
herkömmlichen Berechnungsarten wird die eigentliche Standsicherheit
von Mauerwerksgebäuden wesentlich unterschätzt. Das Potenzial von
Mauerwerkswänden konnte nicht voll ausgenützt werden.
Integrale Widerstandsberechnungen mit promur
Mit promur kann die Erdbebensicherheit von Mauerwerk integral berechnet werden. Damit kann nun die Belastungsfähigkeit von
Mauerwerk eines ganzen Gebäudes abgebildet werden und nicht nur
einzelner Wände. Die wirklichkeitsnahe Simulierung von Mauerwerksgebäuden mit promur bringt nicht nur eine Erhöhung der rechnerischen Erdbebensicherheit, sondern hilft auch Schwachstellen oder
neuralgische Punkte zu erkennen und ihnen mit entsprechenden konstruktiven Massnahmen zu begegnen.
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Die Berechnung mit promur ermöglicht eine
ökonomisch und bauphysikalisch optimale Bauweise
und den Einsatz der bevorzugten Baustoffe.
Die Vorteile von promur
• Berechnungen mit promur sind absolut präzis.
• Die Berechnungen mit promur entsprechen der Norm SIA 266 für den
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Sicherheitsnachweis von Mauerwerk.
D ie Zeitersparnis gegenüber Handrechnungen beträgt bis zu 50 %.
Automatische Nachweisführung der Tragsicherheit.
G ute Übersicht durch dreidimensionale Modellierung des Gebäudes,
mit integrierter Erdbebenlastaufteilung.
O ptimiert die Gebäudekonstruktion unter Ausnützung des vollen
Potenzials von Mauerwerk.
achvollziehbares Tragverhalten des Gebäudes.
N
K larer Bemessungsablauf.
B emerkung zur Schubsteifigkeit im Grundzustand.
H inweise zur konstruktiven Ausbildung und Modellierung.
D as Modul promur basiert auf bekannten und bewährten StatikProgrammen.
B erechnungen in Kombination mit Betonwänden problemlos möglich.
N achkalkulation (Nachweis) bestehender Gebäude auch durchführbar.
Ihr direkter Nutzen
• promur liefert Ihnen einen realitätsnahen Nachweis der
•
•
•
•
Erdbebensicherheit für Ihr Mauerwerksgebäude.
promur ermöglicht Ihnen eine klare Beurteilung des Einsatzes von
Mauerwerk und gibt Ihnen damit höhere Planungssicherheit mit einem
optimalen ökonomischen und konstruktiven Einsatz der Baustoffe.
Spezialisierte Ingenieure übernehmen für Sie die fachgerechte
Berechnung.
Sie präsentieren uns Ihre Projektidee, der Industriepartner für das
Mauerwerk Ihrer Wahl steht Ihnen als kompetente Ansprech- und
Koordinationsstelle rund um promur zur Verfügung.
Mit promur sparen Sie Zeit und Kosten.
Beispiel einer Berechnung
von Mauerwerk mit promur
Mit bisheriger
Berechnungsmethode
Mit promur
Beton
Backstein
Beton
Backstein
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Von Ihrer Projektidee zum
Erdbebensicherheitsnachweis
• Der Prozess zum Erdbebensicherheitsnachweis ist für Sie als Kunde
einfach und unkompliziert.
• Sie planen ein Bauprojekt und ziehen für die Realisierung ein
•
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•
Mauerwerksgebäude in Betracht.
Sie wollen die Erdbebensicherheit Ihres Projekts prüfen.
Kontaktieren Sie möglichst frühzeitig einen der Industriepartner
Mauerwerk Ihres Vertrauens, wir veranlassen für Sie die Berechnung.
Innerhalb kürzester Zeit haben Sie unser Angebot und nach
Auftragserteilung die dokumentierten Berechnungsresultate zur
Hand, die der Norm SIA 266 für den Sicherheitsnachweis von
Mauerwerkswänden entsprechen.
Prozess für eine Erdbebensicherheitsberechnung
mit promur
Investor, Bauherr, Generalunternehmer oder Architekt
• Pläne Vorprojekt
Die Industriepartner für das Mauerwerk
als Ihre Ansprechpartner
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Wir beraten Sie zu Ihrem Vorhaben.
Wir holen anhand einer Checkliste die benötigten Unterlagen ein.
Wir unterbreiten Ihnen eine Offerte.
Wir erteilen Ihren Auftrag an ein lizenziertes Ingenieurbüro.
Wir kümmern uns für Sie um die Abwicklung.
Wir stellen Ihnen den Erdbebenbemessungsbericht mit
Rechnung zu.
Die von den Industriepartnern lizenzierten Ingenieurbüros
• führen den Nachweis der Erdbebensicherheit mit «promur»
durch.
• erstellen den detaillierten Berechnungsbericht, basierend auf
der Norm SIA 266 Mauerwerk.
www.erdbeben-sicher.ch
Die Push-over-Analyse
von Mauerwerksgebäuden
Beim elastischen, kräftebasierten Nachweis der Erdbebensicherheit von Gebäuden mit Tragwänden aus unbewehrtem Mauerwerk wird das Verformungsvermögen des Mauerwerks pauschal mit einem Verhaltensbeiwert von q = 1.5
berücksichtigt. Dieser einheitliche Verhaltensbeiwert stellt einen Mindestwert
dar, der auch unter sehr ungünstigen Bedingungen erreicht wird. Er liegt
daher in den meisten Fällen stark auf der sicheren Seite. Massgebend für die
Erdbebensicherheit des gesamten Gebäudes ist die Wand, welche bei elastischer Schnittkraftberechnung als Erstes ihren Tragwiderstand erreicht.
Mauerwerkswände unter Schubbeanspruchung weisen, abhängig von der
Beanspruchung und der Wandgeometrie, ein nicht vernachlässigbares plastisches Verformungsvermögen auf. Nach Erreichen der maximalen Horizontalkraft können sie, bei annähernd gleichbleibender Horizontalkraft, bis zum
Erreichen des Verformungsvermögens weiter deformiert werden. Dies ermöglicht die Aktivierung des Tragwiderstands weiterer Wände und führt damit zu
einer Vergrösserung des rechnerischen Widerstands des Gesamtsystems.
promur ermöglicht eine weitgehend automatisierte Durchführung einer solchen
Push-over-Analyse von Mauerwerksgebäuden. Als Ersatzsystem für das durch
Geschossdecken, Wände und Stützen definierte Gebäude wird ein dreidimensionales Stabtragwerk erzeugt. Die Geschossdecken werden dabei als in
der Ebene starre Scheiben betrachtet. Ein Stabmodell ist nicht nur wesentlich
übersichtlicher und schneller in der Berechnung als ein aus Schalenelementen
bestehendes FE-Modell, sondern ermöglicht zudem die Anwendung von überlagerten Spannungsfeldern entsprechend der Norm SIA 266 für den Nachweis
der Tragsicherheit in den Mauerwerkswänden.
Die Erdbebeneinwirkungen werden unter Berücksichtigung des Ersatzkraftverfahrens ermittelt. Um die vielfach vorhandene Richtungsabhängigkeit des
Tragwiderstands des Gesamtsystems zu berücksichtigen, werden die Erdbebeneinwirkungen in x- und y-Richtung jeweils mit beiden Vorzeichen aufgebracht und mit der ebenfalls in beiden Richtungen aufgebrachten Torsion aus
ungeplanter Exzentrizität überlagert, wodurch sich insgesamt 8 Lastfälle ergeben. In einem ersten Schritt wird das Grundsystem mit den ständigen Lasten
belastet. Anschliessend wird die Erdbebeneinwirkung schrittweise aufgebracht. Falls eine Wand ihren Tragwiderstand erreicht hat, wird im System ein
plastisches Schubgelenk eingeführt. Bei einer Änderung des Kopfmoments
kann sich der Widerstand einer Wand auch nach Beginn der plastischen
Verformung verändern. Um dies zu berücksichtigen, werden in jedem Schritt
alle Wände neu berechnet. Die plastische Verformungsfähigkeit wird mit einem
einfachen Ansatz unter Berücksichtigung der Normalkraftausnutzung und
der Wandgeometrie abgeschätzt. Wandschnittkräfte, Spannungsfelder und
plastische Verformungen können in jedem Berechnungsschritt in jeder Wand
kontrolliert werden.
Die Software promur für die Push-over-Analyse von Mauerwerksgebäuden
ermöglicht damit eine wesentlich bessere rechnerische Ausnutzung des tatsächlich vorhandenen Erdbebenwiderstands von Gebäuden als die konventionelle linearelastische Berechnung.
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Stein auf Stein –
mit Mauerwerk nachhaltig und
sicher bauen für die Zukunft
Die Mauersteinproduzenten in der Schweiz bieten heute eine breite
Palette an Massivbaustoffen an. Bei den Industriepartnern Mauerwerk
finden Sie für jede Herausforderung und deren spezifischen Bedürfnisse
den passenden Stein und ganze Systemlösungen. Mauerwerk
vereint eine Reihe von Vorzügen, die es für viele Bauvorhaben zum
Baustoffelement erster Wahl machen.
Mauerwerk ist sicher
• Mauerwerk hat hohe Festigkeitswerte und ist erdbebensicher.
• Mauerwerk ist von Beginn an formstabil.
• Mauerwerk weist überdurchschnittliche Werte beim Brandschutz auf.
Mauerwerk ist nachhaltig
• Mauerwerk ist lange haltbar, hat eine hohe Druckfestigkeit und ist
über lange Zeit wertbeständig.
• Die heutige Mauerwerkproduktion nach neuestem Stand der Technik
ist sehr umweltfreundlich.
• Mauerwerk ist bei einem Abbruch zu einem grossen Teil rezyklierbar.
Mauerwerk ist kostengünstig und wertvoll
• Mauerwerk ist ein kostengünstiger und wertvoller Baustoff.
• Mauerwerk ist präzise und lässt sich ideal auf Ihren Bedürfnissen
anpassen.
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Die Industriepartner –
Ihre kompetenten Ansprechpartner
für promur
Beletto AG
Weinfelderstrasse 6
8576 Mauren
Tel. 071 634 60 90
www.beletto.ch
UFPB
Union des Fabricants de
Produits en Béton de Suisse
romande
UFPB
Union des Fabricants
de Produits en Béton
de Suisse romande.
Rte Aloys-Fauquez 28
1018 Lausanne
Tel. 021 648 29 49
www.swissmatbeton.ch
Commission Brique Béton
Tel. 027 322 54 85
Bricosol AG
Hermetschloostrasse 75
8048 Zürich
Tel. 044 431 15 66
www.bricosol.ch
Verband Schweizer Kalksandsteinproduzenten
KSV
Postfach 432
3250 Lyss
Tel. 032 387 92 00
www.kalksandstein.ch
FBB Unternehmen
Postfach
8494 Bauma
Tel. 052 397 40 40
www.fbb.ch
Verband Schweizerische
Ziegelindustrie VSZ
Elfenstrasse 19
Postfach
3000 Bern 6
Tel. 031 356 57 57
www.domoterra.ch
domoterra
Presyn AG
Ostermundigenstr. 34a
3006 Bern
Tel. 031 333 42 52
www.presyn.ch
DIE
SCHWEIZER
ZIEGELEIEN
LES
TUILERIES
SUISSES
®
Xella Porenbeton
Schweiz AG
Kernstrasse 37
8004 Zürich
Tel. 043 388 35 35
www.xella.ch
042010
Stahlton Bauteile AG
Riesbachstrasse 57
Postfach
8034 Zürich
Tel. 044 384 89 50
www.stahlton-bauteile.ch
www.erdbeben-sicher.ch
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