THEMA:

Folgendes angenommen.
Wanscheibe l = 5,00 m
Lasten einer Wandscheibe an ok Fundament:
V = 405 KN; M = 580 KNm

Bemessung Wandscheibe sollte unproblematisch sein
(geschätzt: Wandbewehrung d = 8 - 15 cm #  + 4 d = 12 am Wandende)

Fundament geschätzt: l = 6,00 m;  b/h = 0,8 * 0,8 m ; Vg = 96 KN

Summe V = 501 KN; M = ca. 580 KNm
e = 580 / 501 = 1,15 m  < l/3
sollte also auch machbar sein.

Und ja, es sind alle Massen zu berücksichtigen.

Bestandsschutz bleibt erhalten, trotz baulicher Eingriffe?
Ablastung der Aussteifung auf nur 2 Scheiben funktioniert dann genauso gut. Garnicht.

Studi2020 schrieb:

"Oder gibt es ein Argument zu sagen, dass bei Horizontalbemessung in X-Richtung lediglich das Gewicht der Wand in y-Richtung berücksichtigt werden muss, da diese in x-Richtung keine Steifigkeit aufweist und das Eigengewicht der aussteifenden Wand nicht berücksichtigt werden muss?"

Hallo Studi2020,

ein kleiner Gendankenanstoß: Da die Wände in Querrichtung keine Steifigkeit besitzen, können diese in dieser Richtung auch keine Kraft aufnehmen. Stellt sich die Frage, wo geht die Kraft dann hin?

Was ich sagen möchte: Leider interessiert die Physik unsere Planung nicht. Die Kräfte werden sich entsprechend der Steifigkeit der Wände aufteilen. Insofern wird sich die Last des Aufbaus nicht nur in die neuen Wände, sondern auch in den Bestand verteilen. Insofern finde ich es fraglich, ob der Bestandsschutz erhalten bleibt. Die Begründung mit den zwei neuen Wänden funktioniert meiner Meinung nach jedenfalls nicht.

Auch sollte man beachten, dass eine Verstärkung zu einer Erhöhung der Belastung führen kann. Eine Eigenart des Lastfalls Erdbeben. Die Verstärkung verursacht eine kleinere Eigenperiode, dadurch rutscht man ggf. zu höhere Beschleunigungen im Antwortspektrum. Somit wäre sowohl die Masse als auch die Beschleunigung höher (Kraft = Masse mal Beschleunigung). Und diese erhöhte Kraft wird wie oben erwähnt auch auf den Bestand abgeleitet. Es sei denn, der Aufbau und die neuen Stahlbetonwände sind vom Ursprungsgebäude entkoppelte - aber in dem Fall hätte man das schon genannte Problem bezüglich der Torsionssteifigkeit.

Beste Grüße
Marius

Studi2020 schrieb:

Bei dem Projekt handelt es sich um eine Aufstockung auf einem Bestandsgebäude. In die Bestandswände wird nicht eingegriffen und damit soll das bestehende Aussteifungssystem unberührt bleiben. Die Zusatzlasten die sich nun aus der Aufstockung ergeben, sollen für den Erdbebenfall über die zwei neu zu erstellenden, senkrecht zu einander angeordneten Stahlbetonwände abgetragen werden. Sodass der Bestandsschutz bzgl. der Erdbebenbemessung des Bestandes aufrecht erhalten bleiben kann und kein Nachweis nach aktueller Normung erfolgen muss.
 

Diese Erklärung entspricht nicht dem was tatsächlich passiert, bitte dies nur als "Vereinfachende Annahme für Uni-Übung" ansehen.
Tatsächlich wäre so zu rechnen:
Bestandgebäude mit aktuellen Normen (EuroKot 8) durchrechnen --> Erfüllungsfaktor bestimmen (zB Faktor 0,40 bedeutet dass das Bestandsgebäude nur 40% der Normlast aufnehmen kann -->  Personenbezogene Risikoanalyse rechnen inklusive Erhöhung für DG-Ausbau (zB erforderlich Bestand+Ausbau 0,45... das ist die Anforderung was das Umgebaute Gebäude Erdbebentechnisch können muss) --> Berechnung Gebäude-Ausbau mit Dachgeschoss inklusive Aussteifungsergänzung oder sonstiger Verstärkungsmaßnahmen liefert zB Faktor 0,46 welcher größer ist als 0,45 damit OK

Und hier Tipp für tatsächliche Gebäude:  Sollte es sich um einen alten Ziegelbau handeln "Gründerzeithaus" ist die Lösung "schubsteife oberste Decke" DIE Lösung und nicht zusätzliche Wände

Was man noch machen kann ohne Erfüllungsfaktoren zu bestimmen: Bestand rechnen, sowie Bestand ohne Verstärkung mit Zusatzlasten aus DG-Ausbau und prozentuell die Erhöhung vergleichen... sollte diese Erhöhung "geringfügig" sein (also klein sein, was auch immer klein hier bedeuten mag) kann man sagen die Lasterhöhung ist nicht maßgebend
Der Charm dieser Methode: Man rechnet gar nicht aus ob das Gebäude die Erdbebenlasten aufnehmen kann, sondern lediglich ob der Dachgeschoss-Ausbau überhaupt einen relevanten Einfluß auf die bestehende Aussteifungssituation hat.
Tipp hier: Könnte bei mehrgeschossigen massiven Gebäuden mit einem "leichten DG-Ausbau" (zB Holzkonstruktion) funktionieren, die schon schubsteife Decken haben

Diese zwei zusätzlichen Wände werden für die Lasten aus der Aufstockung überbemessen, sodass die Bestandswände „entlastet“ werden. Daher werden die geringfügigen Torsionwirkungen aus der Zusatzlast der Aufstockung vernachlässigt, da diese von den Bestandswänden ohne weiteres aufgenommen werden können. Daher nur zwei neue, durch alle Geschosse verlaufenden Stahlbetonwände. Alleine könnten diese

Hier ist genau das Problem wie MariusP schon schrieb:
Was bedeutet hier erdbebentechnisch (=baudynamisch) überbemessen und Bestand entlastet? Um das zu beantworten müsste man eben den Bestand vor und nach Einführung von Stahlbeton-Aussteifungswänden rechnen. 
Dann kommt noch dazu: Bestand alleine, Stahlbetonwände alleine und Bestand mit Stahlbetonscheiben gekoppelt (=konstruktiv verbunden) sind baudynamisch gesehen 3 unterschiedliche Systeme, die auch unterschiedlich schwingen können.

Daher werden die geringfügigen Torsionwirkungen aus der Zusatzlast der Aufstockung vernachlässigt, da diese von den Bestandswänden ohne weiteres aufgenommen werden können

Das hat argumentativ seinen Charme, und ist wahrscheinlich bei einem 5-stöckigen Bestandsgebäude mit halbwegs symmetrischen Aussteifungs-Grundrissen auch irgendwo wahr (ohne Zu rechnen will ich mal behaupten das stimmt für Bestands-Gebäude bei den die ersten/maßgebenden Hauptschwingungen Biegeschwingungen und nicht Torsionsschwingungen sind) UND: die Geometrie der neuen Stahlbeton-Wände ebenfalls keine Torsion erzeugt --> Und das geht nur mit mindestens 3 Wänden, eigentlich hier besser mit 4.
(Streng genommen müsste die Aussteifungsachse des Bestandes ca. mit der Achse der neuen Aussteifungs-Wände zusammenfallen, sagen wir mal +/-10% der Gebäudeabmessungen)
Ich will mal behaupten, dass kann man auch mit Bleistift  am Papoer ca. hintrimmen ohne Aufwändige 3D-FEM Modal-Analyse

ABER: Das alles hilft dir nicht weiter, und verwirrt den jungen Studenten nur !
DESHALB: Wir nehmen an, das was der Professor gesagt hat ist die Annahme für die Übung, und wir wollen für die getroffenen Annahmen die Übung durchrechnen (und das ist für eine Uni-Übung absolut richtig !)

ALSO: Du rechnest das Eigengewicht der StB-Wand voll mit (was auch baudynamisch absolut notwendig und richtig ist, den EigenGewicht (Masse) ist die Größe die Erdbebenlasten überhaupt verursacht) und setzt dieses Gewicht geschossweise an
Ich nehme an du rechnest Ersatzkraftverfahren (=Vereinfachte AntwortSpektrenMethode) hast also 5 konzentrierte Massen wobei die oberste aufgrund Holz-DG etwas größer ist als die anderen drunter

Bei Geschossweisem Ansatz ergibt sich damit ein Moment am Wandfuß von M=580kNm aus dem Eigengewicht der beiden Wände. Damit ergibt sich rein aus dem Eigengewicht der Wand ein riesiges Moment am Wandfuß. Wohingegen der Anteil aus der Aufstockung dann verhältnismäßig gering ausfällt. Daher meine Überlegung ob es eine Argumentation gibt, das Eigengewicht einer aussteifenden Wand nicht als schwingende Masse anzusetzen, wenn sich diese selber trägt. Das rießige Moment aus dem Eigengewicht der Wand sorgt dann für entsprechende Probleme im Gründungsbereich (abhebeln Fundament).

Das was ich durchgestrichen habe, löscht du auch gleich aus deinem Kopf, weil es absolut falsch ist! (Gedächnislöschung durch Meditation oder exzessiven Alkoholgenuss auf Studentenparties).

Das was fett ist, ist genau das was der Sinn der Übung war, zu erkennen dass:
--> Kurze aber hohe Wandscheiben (ohne große Auflast) sind problematisch hinsichtlich Gründung (und auch sonst wenig wirkungsvoll)
--> Das einführen von StB-Wänden für diese Problemstellung (mehrgeschossiges Massivgebäude mit leichten Dachausbau) wahrscheinlich nicht die besste Lösung ist

Mein zusätzliches Holzbaugeschoss bringt eine Vertikallast von ca. 200 kN. Daraus ergibt sich im Erdbebenlastfall eine zusätzliche Horizontallast von ca. 20 kN

So und nun machst du noch folgendes:
Rechne für den Bestand gaaanz grob ca. die Geschossmassen bzw. die zugehörigen Horizontallasten Erdbeben aus (vereinfachend von mir aus ein Regelgeschoss 5 mal ansetzten) sowie das Gesamtmoment am Fußpunkt aus.

Stells hier rein, das bist du uns schuldig