Die Bedeutung der Leistungspunktberechnung für die Pushover-Analyse in Advance Design

30 September 2021statik & tragwerksplanung

Das Pushover-Verfahren ist ein statischer, nichtlinearer Ansatz, bei dem die Konstruktion allmählich entsprechend einer vordefinierten Lastverteilung verschoben wird. Nichtlineares Verhalten im Material der Bauteile wird in der Regel durch konzentrierte plastische Gelenke modelliert, und es besteht die Möglichkeit, nichtlineares Verhalten in der Geometrie einzubeziehen.

Ein Kontrollknoten, der sich im Allgemeinen auf der obersten Ebene des Tragwerks befindet, wird zur Überwachung der seitlichen Verschiebung bei zunehmender Belastung herangezogen. Die Grundschubkraft wird gegen die seitliche Verschiebung des Kontrollknotens aufgetragen, und die sich daraus ergebende Grafik wird als Pushover-Kurve bezeichnet.

Die Pushover-Kurve stellt die Fähigkeit der Konstruktion dar, seitlichen Lasten standzuhalten, und wird daher auch als Kapazitätskurve bezeichnet. Das entsprechende seismische Antwortspektrum hingegen stellt die seismische Auslastung dar und wird auch als Auslastungskurve bezeichnet.

Der Zweck der Pushover-Analyse besteht darin, die maximale nichtlineare Reaktion der Konstruktion auf seismische Lasten zu bestimmen. Dieses Maximum wird in Form der größten Verschiebung des Kontrollknotens angegeben. Auf der Grundlage dieses Wertes werden dann die Lage und der plastische Grenzzustand der Gelenke bestimmt und die Verschiebung zwischen den Stockwerken überprüft.

Die angestrebte maximale Reaktion wird an dem Punkt festgestellt, der ein Gleichgewicht zwischen der strukturellen Kapazität und der seismischen Anforderung hat. Dieser Punkt wird Performance Point genannt und kann im Advance Design nach der Methode Eurocode 8 N2 oder der ATC-40 Capacity Spectrum Method (CSM) berechnet werden.