Zusammenhänge zwischen makroseismischen Intensitäten und Antwortspektren, Erdbebendauer und Bauwerksvulnerabilität

Die Beschreibung der seismischen Lastannahmen für Bauwerke erfolgt im Allgemeinen in Form von Antwortspektren. Zur Ermittlung nicht-normativer standortspezifischer Antwortspektren werden in der Regel empirische Auswertungen realer Erdbebenregistrierungen verwendet. Die Erdbebenenergie wird durch die Magnitude und die Erschütterungswirkung durch die makroseismische Intensität beschrieben. Es gibt zahlreiche empirische Formeln, mit denen sich Antwortspektren in Abhängigkeit von Magnitude, Entfernung und Untergrund berechnen lassen. Arbeiten zu intensitätsbezogenen Antwortspektren gibt es hingegen kaum. Die Intensität ist trotz der stetig zunehmenden Anzahl messtechnisch bestimmter Magnituden nach wie vor ein bedeutender Parameter. In vielen Erdbeben- Gefährdungskarten werden Intensitäten angegeben, selbst einige Normen und Regelwerke beziehen sich auf die Intensität. Die vorliegende Arbeit zeigt die Zusammenhänge zwischen der makroseismischen Intensität und anderen Parametern die die Intensität beeinflussen. Dazu wurden zunächst Strong Motion Registrierungen ausgewertet und daraus intensitäts- und untergrundbezogene Antwortspektren berechnet. Bei der Auswertung wurden die Einflüsse von Baugrund, geologischem Untergrund, Magnitude, Entfernung und Bauwerkstyp betrachtet. Als Untersuchungsgebiet wurde Kalifornien gewählt. Es wurden insgesamt 411 Horizontalkomponenten aus Registrierungen von neun Erdbeben ausgewertet, für die zunächst alle Informationen zu Magnitude, Entfernung und Untergrund zusammengestellt wurden. Mittels detaillierter makroseismischer Informationen über die Schütterwirkung der Erdbeben wurde jeder Registrierung entsprechend der dem Standort nächstliegenden Beobachtung ein lokaler Intensitätswert zugeordnet. Zu allen Registrierungen wurden zunächst die Antwortspektren berechnet und diese dann jeweils nach bestimmten Kriterien (Intensität, Untergrundklasse etc.) zusammengestellt. Für die jeweilige Gruppe erfolgte dann die Berechnung des Medians der Spektralbeschleunigungen sowie die Fraktilwerte unter Berücksichtigung der Standardabweichung. Ergänzend zur empirischen Auswertung der intensitätsbezogenen Antwortspektren wurden exemplarisch bodendynamische Berechnungen durchgeführt. Der Zusammenhang zwischen den intensitätsbasierten Antwortspektren, der Bauwerksvulnerabilität und die Übertragbarkeit der Antwortspektren auf europäische Erdbebengebiete wurde untersucht. Zusätzlich wurden für alle Registrierungen auch Starkbewegungsdauern nach verschiedenen Definitionen ausgewertet, um deren Anwendbarkeit im Zusammenhang mit der Verwendung von makroseismischen Intensitäten zu untersuchen. Abschließend wurden Korrelationsuntersuchungen mit verschiedenen seismischen Parametern durchgeführt.