Beitrag zur Bestimmung von Abminderungsfaktoren bei der Überlagerung von Geschoßlasten mit Berücksichtigung ihrer zeitlichen und räumlichen Verteilungen

In der Arbeit werden Abminderungsfaktoren für Stützenlasten in Geschoßbauten mit der Methode der Zuverlässigkeitstheorie bestimmt. Die Berechnung erfolgt für Bürogebäude, Wohngebäude und Hotelgebäude. Die Lastprozesse werden durch Monte-Carlo-Simulation erfaßt. Das Lastmodell wird durch je einen Dreiparameterpulsprozeß für Langzeit - und Kurzzeitlasten charakterisiert. Die Zufallsgrößen sind die Lasthöhen, die Zeitpunkte der Lasteintragung und die Lastdauer. Auf den Bezugsflächen werden Nutzlasten als gleichförmig verteilt angesetzt. Zwei Dreiparameterprozesse der Langzeit- und Kurzzeitlasten werden simuliert. Dann erfolgt die Superposition der zwei Dreiparameterprozesse. Aus den je Tag superponierten Lastwerten, werden die jährlichen Extremwerte ausgesucht. Diese jährlichen Extremwerte werden statistisch ausgewertet und charakteristische Werte (98 %-Quantilwerte) berechnet, die mit den charakteristischen Werte nach dem Eurocode 1 und der DIN 1055 verglichen werden. Für den Mittelwert und die Standardabweichung der Lasten wird eine Parametervariation durchgeführt. Bei der Berechnung der Stützenlasten wird ein Tragwerksmodell aus Deckenplatten auf dehnstarren Pendelstützen verwendet. Die Berechnung mit der FE-Methode erfolgt auf linear elastischer Grundlage. In der Beziehung zur Berechnung von Abminderungsfaktoren werden die wirksame Anzahl von Geschossen sowie der Wahrscheinlichkeitscharakter der Lastprozesse berücksichtigt. Zur Simulation der Lastprozesse wird die Monte-Carlo-Methode verwendet. Für jede Bezugsfläche werden Lastprozesse der Langzeit- und Kurzzeitlasten simuliert. Langzeit- und Kurzzeitlasten, die zum gleichen Zeitpunkt auftreten, werden auf das Tragwerk angesetzt und die daraus resultierenden Stützenlasten berechnet. Jährliche Extremwerte der Stützenlasten werden ausgesucht und die charakteristischen Werte (98 %-Quantilwerte) sowie die Abminderungsfaktoren für die verschiedenen Variantenuntersuchungen und Nutzungen bestimmt. Die ermittelten Abminderungsfaktoren werden mit denen nach EC 1 verglichen. Der Einfluß der Lastparameter (Mittelwert, Standardabweichung) auf die Abminderungsfaktoren wird durch Parametervariation untersucht.In the dissertation, storey dependant reduction factors for column loads in office buildings and residential buildings are verified with probability based methods. The load model comprises a renewal process, which is characterised by three variables, namely, the load intensity, the load duration and the point in time of the application of the load. The distribution of the load on the tributary areas is assumed to be uniform. For the simulation of the quasi-permanent and the short-term load processes, the Monte-Carlo Method is used. Since the normal imposed loads are characterised by the fact that the quasi-permanent and the short-term load parts occur jointly, the two load processes are superimposed. From the superposition annual extreme values are extracted over a reference period of 10000 years. Statistical parameters of the extreme values are evaluated and characteristic values of the normal imposed loads calculated. These characteristic values are compared with those of Eurocode1 and DIN 1055. A parameter analysis is carried out whereby the mean values and the standard deviations of the quasi-permanent loads are varied. The finite-element concept is used to discretize the structure. Linear elastic behaviour is assumed. A formula for calculating the storey dependent reduction factors is derived. Renewal processes for the quasi-permanent and short-term loads are simulated. Loads occurring at the same time are imposed on the tributary areas of the structure. Column loads are then calculated. Annual extreme values of column loads are extracted and statistically evaluated. From the characteristic values of the column loads, storey dependent reduction factors for office and residential buildings are calculated and compared with those of Eurocode 1 and recommendations are made