Statische Analyse mit 3D‐Gebäudemodellen unter Berücksichtigung zeitabhängiger Verformungen in den vertikalen Bauteilen: Auswirkungen unterschiedlicher Modellierungsarten auf den vertikalen Lastfluss

Die statische Analyse des Lastflusses mittels 3D-Gebäudemodellen ist in der Praxis weit verbreitet – aber nicht unumstritten. Üblicherweise werden linear elastische Berechnungsmodelle aufgebaut, die aber mitunter deutlich andere Ergebnisse als eine konventionelle Berechnung mit extrahierten 2D-Teilmodellen liefern. Diese Unterschiede wurden in einem vorangegangenen Beitrag der Autoren behandelt. Der vorliegende Beitrag schließt daran an und beschäftigt sich nun eingehend damit, wie sich zeitabhängige Betonverformungen in den vertikalen Bauteilen auf die Berechnungsergebnisse von 3D-Gebäudemodellen auswirken. Zeitabhängige Betonverformungen treten natürlich auch in den horizontalen Bauteilen auf und beeinflussen den vertikalen Lastfluss zusätzlich. Diese Effekte wurden aber zunächst bewusst ausgeklammert und sollen in zukünftigen Beiträgen der Autoren behandelt werden. Die Untersuchungen erfolgen an einem 15-stöckigen repräsentativen Stahlbetonhochhaus, das bereits Grundlage für die linear elastischen Untersuchungen in dem vorangegangenen Beitrag war. Im Detail werden die vertikalen Bauteile im verwendeten Rechenmodell nun mit zeitdiskreten Materialmodellen angereichert und durch die vorhandene Bewehrung ergänzt, um die Auswirkungen durch „innere“ Behinderung abzubilden. Insgesamt bewirkt das zeitabhängige Verformungsverhalten von Beton in den vertikalen Bauteilen deutliche Unterschiede in der Schnittgrößenverteilung im Vergleich zu einer linear elastischen Analyse. Zur Vereinfachung der hohen Komplexität von zeitdiskreten Analysen wurde auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse eine ingenieurmäßige Vorgehensweise für die praktische Anwendung entwickelt und auf Tauglichkeit überprüft.