Grafische Ermittlung des Todesfallrisikos für bestehende Gebäude in der Schweiz

Abstract

Die Erdbebenüberprüfung bestehender Gebäude erfolgt in der Schweiz gemäß SIA 269/8. Der im Schwerpunkt liegende Erfüllungsfaktor gibt an, inwieweit ein bestehendes Gebäude die Anforderungen der Neubau-Normen erfüllt. Mit einer Risikokurve wird jedem Erfüllungsfaktor ein Personenrisiko-faktor (UCRSIA) zugeordnet, welcher das jährliche Todesfallrisiko eines Individuums infolge eines Erdbebens darstellt. Trotz ihrer praktischen Natur wirft diese hergeleitete Beziehung die Frage auf, ob und in welchem Umfang der Erfüllungsfaktor in der Lage ist, das Todesfallrisiko abzuschätzen.

Die leistungsbasierte Methode (PBEE) des Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER) bietet ein zuverlässiges Verfahren zur Ermittlung des Erdbebenrisikos in Form der Überschreitungsrate einer Entscheidungsvariable. Diese Methode wird jedoch vorwiegend in der Forschung angewendet, da sie fundierte Kenntnisse der Wahrscheinlichkeitstheorie fordert und die numerische Lösung eines Mehrfachintegrals benötigt.

Diese Arbeit präsentiert eine praktische Alternative zur SIA 269/8 bezogen auf die geschlossene Lösung der PEER PBEE Methode ohne die numerische Integration. Im Gegensatz zum Personenrisikofaktor, wird die jährliche Überschreitungsrate der Todesopfer als Risikomaß ausgewählt, und die Personenbelegung direkt mitberücksichtigt. Dank der grafischen Darstellung der probabilistischen Modelle werden die Beiträge der einzelnen Risikokomponenten transparent abgebildet.

Für ein bestehendes Mauerwerksgebäude wurde das seismische Risiko in Form der jährlichen Überschreitungsrate der Todesopfer und des Personenrisikofaktors berechnet. Das präsentierte Framework überschätzte die jährliche Überschreitungsrate der Todesopfer gegenüber der numerischen Integration nur geringfügig. Zudem wurde der Personenrisikofaktor über numerische Integration (UCRnum) für die Validierung der SIA 269/8 Methode ermittelt. Ein Vergleich der Risikofaktoren UCRnum und UCRSIA hat gezeigt, dass die SIA 269/8 das Personenrisiko um einen Faktor von sechs unterschätzte.