Statische Analyse mit linear elastischen 3D‐Gebäudemodellen

Abstract 3D‐Gebäudemodelle sind heutzutage ein weit verbreitetes Werkzeug für die Tragwerksanalyse in der Praxis. Die ermittelte Lastverteilung mittels 3D‐Gebäudemodell unterscheidet sich allerdings mitunter deutlich von den Ergebnissen einer konventionellen Berechnung mit extrahierten 2D‐Teilmodellen. Hintergrund ist, dass im 3D‐Berechnungsmodell die Verformungskompatibilität im Gesamttragwerk abgebildet wird, während die damit einhergehende Umlagerung bei einer Berechnung mit extrahierten 2D‐Teilmodellen vernachlässigt wird. Am Beispiel eines repräsentativen 15‐stöckigen Stahlbetonhochhauses mit Flachdecken und aussteifendem Kern wurden daher verschiedene Modellierungsansätze untersucht, um daraus allgemeine Empfehlungen für die praktische Anwendung von ganzheitlichen 3D‐Gebäudemodellen zu entwickeln. Dieser Beitrag zeigt zunächst auf, inwieweit sich die linear elastisch ermittelte Lastverteilung mittels 3D‐Gebäudemodell von jener einer Berechnung mit extrahierten 2D‐Teilmodellen unterscheidet. Hierbei werden zudem die Einflüsse aus der Baugeschichte, der Boden‐Bauwerk‐Interaktion, der Steifigkeiten der Anschlüsse und der Steifigkeitsreduktion der Decken durch Biegerissbildung dargestellt. Weitere Einflüsse auf die Lastverteilung in einem ganzheitlichen 3D‐Gebäudemodell infolge des zeitabhängigen Verformungsverhaltens von Beton (viskoelastische Betrachtung) werden in einem weiteren Beitrag der Autoren diskutiert. Insgesamt resultieren aus den verschiedenen Einflüssen signifikante Änderungen in der vertikalen Lastverteilung, die bei der Praxisanwendung von 3D‐Gebäudemodellen zu beachten sind.