Tragwerksmodelle

Die Erstellung des Tragwerksmodells erfolgt im Programm MINEA automatisch im Hintergrund. Entsprechend der normativen Anforderung an das Tragwerksmodell, die sich aus der Regelmäßigkeit des Tragwerks ableiten, kommen beim Nachweis der Erdbebensicherheit verschiedene statische und dynamische Modelle zur Anwendung. Im Folgenden werden einige Aspekte der im Programm MINEA verfügbaren Tragwerksmodelle kurz angesprochen. Eine ausführliche Darstellung der theoretischen Grundlagen ist in diesem Rahmen leider nicht möglich, ist aber Bestandteil der Programm beiliegenden Dokumentation in pdf-Format.

Regelmäßige Tragwerke mit durchgehenden Schubwandscheiben

Die Berechnung für den Lastfall Erdbeben erfolgt für diese Tragwerke mit dem vereinfachten Antwortspektrenverfahren. Das dynamische Modell entspricht einem Mehrmassenschwinger, dessen Ersatzsteifigkeiten geschoss- und richtungsweise aus den Steifigkeiten der einzelnen Bauteile berechnet werden. 


Die Horizontallasten aus Erdbeben und Wind werden auf Grundlage der Einzelwandsteifigkeiten unter Berücksichtigung aller Torsionseinflüsse verteilt. Dabei werden im Grundriss sowohl die Lastausmitten aus Wind und Erdbeben, eine unsymmetrische Anordnung der Aussteifungselemente als auch normative Vorgaben berücksichtigt. Dadurch ist eine beliebige Anordung bzw. Ausrichtung der Wandscheiben möglich.

Für die Ermittlung der Massen und der Beanspruchung der Bauteile aus Vertikallasten aus Eigengewicht und Verkehr wird ein Lastverteilungsalgorithmus ausgeführt. Dieser ermittelt die Einflussflächen der Decke auf die Wände und Stützen. Stützen werden innerhalb des Programmes als Pendelstützen berücksichtigt. Sie leisten keinen Beitrag zur horizontalen Steifigkeit, sind aber ein wichtiger Bestandteil des vertikalen Lastabtrags.

Unregelmäßige Tragwerke mit beliebig komplexen Grundrissen sowie Unregelmäßigkeiten in Grund- und Aufriss

Mit dem Programm MINEA können auch Tragwerke mit beliebig komplexen Grundrissen sowie Unregelmäßigkeiten in Grund- und Aufriss berechnet werden. Die Berechnung erfolgt hierbei nach dem multimodalen Antwortspektrenverfahren. Grundlage der Berechnung ist ein dreidimensionales Modell auf Grundlage der Finite-Elemente Methode. Die Modellgenerierung mit Finiten-Elementen erfolgt vollständig im Hintergrund. Daher entsteht keinerlei Mehraufwand für den Programmnutzer, die Eingabe und die Bedienung unterscheiden sich nicht von der einer zweidimensionalen Modellierung.


Die Ausgabe der Ergebnisse wird grafisch interaktiv aufbereitet, so dass jeder Zeit Einzelheiten des automatisch erstellten Tragwerksmodells, der Eigenformen, der Kraftverläufe in den Wänden über die Wandlängen und die Wandhöhen eingesehen werden können. Die Nachweise selber werden weiterhin voll automatisch und anschaulich mit resultierenden Wandschnittkräften geführt. Zusätzlich erfolgt eine automatische Bemessung der Stahlbetondecken, die aufgrund der dreidimensionalen Modellbildung Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind.