Bemessung nach DIN 4149

Mit der Neufassung der DIN 4149:04­2005 wurde im Rahmen der Normungsarbeit die seit 1981 geltende Erdbebennorm in Deutschland komplett überarbeitet. Im Gegensatz zu der bisherigen Norm aus dem Jahr 1981 wird in der neuen Erdbebennorm neben den baulichen Empfehlungen auch explizit auf die verwendeten Baustoffe im Entwurf, bei der Bemessung und bei der konstruktiven Ausführung eingegangen. Eine wesentliche Grundlage ist hier das neue probabilistische Bemessungsmodell zur Erdbebengefährdung in Deutschland.

Mit der Auswertung der bekannten Erdbeben aus den Jahren 800 bis 2003 wurden die Regionen in Deutschland kartografiert, in denen davon auszugehen ist, dass dort in regelmäßigen, wenn auch seltenen, Abständen Erdbeben auftreten.

Die aktuelle Festlegung (DIN 4149:2005) der Erdbebenzonen 0 bis 3 erfolgt somit auf Basis der Eintrittswahrscheinlichkeit eines Erdbebens in der betrachteten Region und stellt die Gebiete mit
gleicher makroseismischer Erschütterungsintensität dar.

Abb. 1: Erdbebenzonen in Deutschland nach DIN 4149:2005

Normative Eingangsgrößen aus DIN 4149: 04-2005

Die Erdbebeneinwirkung in Deutschland wird zum einen über die Erdbebenzonen definiert (Tabelle 1). Diese sind kartografisch erfasst, können aber auch bei den zuständigen Behörden angefragt werden. Innerhalb der vier Erdbebenzonen, die anhand der Intensitätsintervalle definiert sind, wird von gleichen Bodenbeschleunigungswerten a_g [m/s²] ausgegangen. Neben den Bemessungswerten der Bodenbeschleunigung sind zusätzlich noch die lokalen Untergrundverhältnisse zu berücksichtigen. Diese sind ebenfalls in der DIN 4149 kartografiert.

In den Untergrundklassen (R, T, S) werden die Bodenschichten zusammengefasst (Tabelle 2), in denen die Erdbebenwellenbewegung, in Deutschland vornehmlich die Scherwellenbewegung, sich mit gleichen Geschwindigkeiten ausbreitet. Dagegen werden in den Baugrundklassen die lokal vorhandenen Baugrundschichten bis zu einem Tiefenprofil von rund 20 m erfasst. Diese sind vor Ort zu ermitteln und der vorhandene Boden ist in einer der drei Baugrundklassen (A bis C) einzuordnen (Tabelle 3). Sofern hierbei keine eindeutige Aussage getroffen werden kann, ist der Baugrund mit der ungünstigen Baugrundklasse C zu berücksichtigen. Anhand der Baugrundklassen und der Untergrundklassen werden in der DIN 4149 die Parameter zur rechnerischen Bemessung der Erdbebenbelastung von Gebäuden ermittelt. Für den vereinfachten Nachweis der Mauerwerksbemessung ist der Untergrundparameter S von Bedeutung (Tabelle 4).

Neben der geologischen Betrachtung wird in der DIN 4149 auch die Bedeutung des Bauwerks mit in Betracht gezogen. Mit dieser vierstufigen Einteilung der Gebäude (Bedeutungs kategorien I bis IV) wird die Bedeutung der Schutzwirkung für Leib und Leben aufgenommen. Auch der notwendige Sachschutz und die Wichtigkeit für die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit wird berücksichtigt (Tabelle 5).

Mit den drei Basisinformationen Erdbebenzone, Untergrundparameter und Bedeutungskategorie sowie den zusätzlichen Festlegungen der DIN 4149 können die horizontalen und vertikalen elastischen Antwortspektren berechnet werden. Diese Kräfte wirken auf das Bauwerk ein und müssen bei Mauerwerksbauten durch die Schubtragfähigkeit des Mauerwerks abgetragen werden. Hierbei wird dann von einer ver einfachten Betrachtungsweise in x­- und y-Richtung ausgegangen. In Wirklichkeit wirken diese Kräfte jedoch in beliebige Richtungen auf das Bauwerk ein.

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Tabelle 1: Bemessungswerte der Bodenbeschleunigung nach DIN 4149

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Tabelle 2: Geologische Einteilung in Untergrundklassen

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Tabelle 3: Geologische Einteilung in Baugrundklassen

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Tabelle 4: Resultierende Parameter aus der geologischen Beurteilung

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Tabelle 5: Bauliche Einteilung in Bedeutungskategorien

Baubuch 2018/2019 – 5. Auflage

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