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Dezember 2010DEUTSCHE NORM  

Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DIN

Preisgruppe 17DIN Deutsches Institut für Normung e. V. · Jede Art der Vervielfältigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin, gestattet.

ICS 91.010.30; 91.120.25

!$kJU"1723950

www.din.de

DDIN EN 1998-5

Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben –

Teil 5: Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte;

Deutsche Fassung EN 1998-5:2004

Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance –Part 5: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects;German version EN 1998-5:2004

Eurocode 8: Calcul des structures pour leur résistance aux séismes –Partie 5: Fondations, ouvrages de soutènement et aspects géotechniques;Version allemande EN 1998-5:2004

©

 Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin

Ersatz für DIN EN 1998-5:2006-03;teilweiser Ersatz für 

DIN 4149:2005-04

www.beuth.de

 

Gesamtumfang 41 Seiten

 

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Nationales Vorwort

Diese Europäische Norm (EN 1998-5:2004) ist in der Verantwortung von CEN/TC 250 „Eurocodes für denkonstruktiven Ingenieurbau“ (Sekretariat: BSI, Vereinigtes Königreich) entstanden.

Die Arbeiten wurden auf nationaler Ebene vom NA 005-51-06 AA „Erdbeben; Sonderfragen(Sp CEN/TC 250/SC 8)“ begleitet.

Die Norm ist Bestandteil einer Reihe von Einwirkungs- und Bemessungsnormen, deren Anwendung nur imPaket sinnvoll ist. Dieser Tatsache wird durch die Richtlinie der Kommission der Europäischen Gemeinschaftfür die Anwendung der Eurocodes Rechnung getragen, indem dort Übergangsfristen für die verbindlicheUmsetzung der Eurocodes in den Mitgliedsstaaten vorgesehen sind. Die Übergangsfristen müssen imEinzelfall von CEN und der Kommission präzisiert werden.

Die Anwendung dieser Norm gilt in Deutschland in Verbindung mit dem Nationalen Anhang.

Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berühren können.Das DIN [und/oder die DKE] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zuidentifizieren.

Änderungen

Gegenüber DIN V ENV 1998-5:1997-06 wurden folgende Änderungen vorgenommen:

a) der Vornorm-Charakter wurde aufgehoben;

b) die Stellungnahmen der nationalen Normungsinstitute wurden eingearbeitet und der Text vollständigüberarbeitet.

Gegenüber DIN EN 1998-5:2006-03 und DIN 4149:2005-04 wurden folgende Korrekturen vorgenommen:

Frühere Ausgaben 

DIN 4149: 2005-04

DIN 4149 Beiblatt 1: 1981-04

DIN 4149-1: 1981-04

DIN 4149-1/A1: 1992-12

DIN V ENV 1998-5: 1997-06

DIN EN 1998-5: 2006-03

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a) auf europäisches Bemessungskonzept umgestellt;

b) Ersatzvermerke korrigiert;

c) redaktionelle Änderungen vorgenommen.

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EUROPÄISCHE NORM

EUROPEAN STANDARD

NORME EUROPÉENNE 

EN 1998-5

November 2004

ICS 91.120.25  Ersatz für ENV 1998-5:1994

Deutsche Fassung

Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben —Teil 5: Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte

 

Eurocode 8: Design of structuresfor earthquake resistance —

Part 5: Foundations, retaining structuresand geotechnical aspects

Eurocode 8: Calcul des structurespour leur résistance aux séismes —

Partie 5: Fondations, ouvragesde soutènementet aspects géotechniques

Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 16. April 2004 angenommen.

Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denendieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listendieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN oder bei jedem CEN-Mitglied auf

 Anfrage erhältlich.

Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrummitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.

CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich,Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal,

Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Königreichund Zypern.

E UROP ÄIS CHE S KOM IT E E F ÜR NORM UNG

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION

C O M I T É E U R O P É E N D E N O R M A L I S A T I O N

 

Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brüssel

© 2004 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchemVerfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.

Ref. Nr. EN 1998-5:2004 D

 

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Inhalt

Seite

Vorwort ................................................................................................................................................................4 

Hintergrund des Eurocode-Programms...........................................................................................................4 

Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes ................................................................................................5 

Nationale Fassungen der Eurocodes ...............................................................................................................6 

Verbindung zwischen den Eurocodes und den harmonisierten technischen Spezifikationen fürBauprodukte (ENs und ETAs) ...........................................................................................................................6 

Besondere Hinweise zu EN 1998-5 ...................................................................................................................6 

Nationaler Anhang zur EN 1998-5 .....................................................................................................................7 

1  Allgemeines............................................................................................................................................8 1.1  Geltungsbereich.....................................................................................................................................8 1.2  Normative Verweisungen......................................................................................................................8 1.2.1  Allgemeine Bezugsnormen...................................................................................................................8 1.3  Annahmen ..............................................................................................................................................9 1.4  Unterscheidung zwischen Prinzipien und Anwendungsregeln........................................................9 1.5  Begriffe und Definitionen......................................................................................................................9 1.5.1  Einheitliche Begriffe für alle Eurocodes .............................................................................................9 1.5.2  Zusätzliche, in der vorliegenden Norm verwendete Begriffe ............................................................9 1.6  Formelzeichen........................................................................................................................................9 

1.7 

SI-Einheiten ......................................................................................................................................... 10 

2  Erdbebeneinwirkung .......................................................................................................................... 11 2.1  Definition der Erdbebeneinwirkung.................................................................................................. 11 2.2  Zeitverlaufsdarstellung ...................................................................................................................... 11 

3  Baugrundeigenschaften..................................................................................................................... 11 3.1  Festigkeitsparameter.......................................................................................................................... 11 3.2  Steifigkeits- und Dämpfungsparameter ........................................................................................... 11 

4  Anforderungen an den Standort und an den Baugrund................................................................. 12 4.1  Standortwahl ....................................................................................................................................... 12 4.1.1  Allgemeines......................................................................................................................................... 12 4.1.2  Nähe zu seismisch aktiven Verwerfungen....................................................................................... 12 4.1.3  Standsicherheit von Böschungen..................................................................................................... 12 

4.1.4 

Potenziell verflüssigbare Böden ....................................................................................................... 14 4.1.5  Übermäßige Setzung von Böden unter zyklischer Beanspruchung ............................................. 16 

4.2  Baugrunderkundung und Baugrunduntersuchung ........................................................................ 16 4.2.1  Allgemeine Kriterien........................................................................................................................... 16 4.2.2  Bestimmung der Baugrundklasse zur Definition der Erdbebeneinwirkung................................. 16 

5  Gründung............................................................................................................................................. 18 5.1  Allgemeine Anforderungen................................................................................................................ 18 5.2  Regeln für den konzeptionellen Entwurf.......................................................................................... 18 5.3  Bemessungswerte der Auswirkungen ............................................................................................. 19 5.3.1  Abhängigkeit von der Tragwerksauslegung.................................................................................... 19 5.4  Nachweise und Dimensionierungskriterien..................................................................................... 19 5.4.1  Flachgründungen oder eingebettete Gründungen.......................................................................... 19 

5.4.2 

Pfähle und Pfahlgründungen............................................................................................................. 22 

6  Boden-Bauwerk-Wechselwirkung..................................................................................................... 23 

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Seite

7  Stützbauwerke .....................................................................................................................................23 7.1  Allgemeine Anforderungen ................................................................................................................23 7.2  Wahl des Tragwerktyps und allgemeine Gesichtspunkte für die Auslegung...............................24 

7.3 

Berechnungsverfahren.......................................................................................................................24 7.3.1  Allgemeine Verfahren..........................................................................................................................24 

7.3.2  Vereinfachte Verfahren: pseudo-statische Berechnung.................................................................24 7.4  Standsicherheits- und Festigkeitsnachweise...................................................................................27 7.4.1  Standsicherheit des Bodens der Gründung.....................................................................................27 7.4.2  Verankerungen ....................................................................................................................................27 7.4.3  Tragfähigkeit des Bauwerks...............................................................................................................27 

Anhang A (informativ) Topographische Verstärkungsfaktoren...................................................................28 

Anhang B (normativ)  Empirische Diagramme für vereinfachte Verflüssigungsuntersuchungen ...........29 

Anhang C (informativ) Statische Pfahlkopfsteifigkeiten...............................................................................31 

Anhang D (informativ) Dynamische Boden-Bauwerk-Wechselwirkung (BBW) — Allgemeine

Auswirkungen und Bedeutung ..........................................................................................................32 

Anhang E (normativ)  Vereinfachte Berechnung von Stützbauwerken .......................................................33 

Anhang F (informativ) Seismische Grundbruchsicherheit von Flachgründungen....................................37 

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Vorwort

Dieses Dokument EN 1998-5:2004, Eurocode 8: Auslegungen von Bauwerken gegen Erdbeben – Teil 5:Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte und Regeln für Hochbauten wurde vomTechnischen Komitee CEN/TC 250 „Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau“ erarbeitet, dessenSekretariat vom BSI gehalten wird. CEN/TC 250 ist für alle Eurocodes des konstruktiven Ingenieurbauszuständig.

Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichungeines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Mai 2005, und etwaige entgegenstehende nationaleNormen müssen bis März 2010 zurückgezogen werden.

Dieses Dokument ersetzt ENV 1998-5:1994.

Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgendenLänder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Dänemark, Deutschland, Estland,Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande,Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, TschechischeRepublik, Ungarn, Vereinigtes Königreich und Zypern.

Hintergrund des Eurocode-Programms

Im Jahre 1975 beschloss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften, für das Bauwesen ein Pro-gramm auf der Grundlage des Artikels 95 der Römischen Verträge durchzuführen. Das Ziel des Programmswar die Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die Harmonisierung technischer Normen.

Im Rahmen dieses Programms leitete die Kommission die Bearbeitung von harmonisierten technischenRegelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein, die im ersten Schritt als Alternative zu den in denMitgliedsländern geltenden Regeln dienen und schließlich diese ersetzen sollten.

15 Jahre lang leitete die Kommission mit Hilfe eines Steuerkomitees mit Repräsentanten der Mitgliedsländerdie Entwicklung des Eurocode-Programms, das zu der ersten Eurocode-Generation in den 80er Jahren führte.

Im Jahre 1989 entschieden sich die Kommission und die Mitgliedsländer der Europäischen Union und derEFTA, die Entwicklung und Veröffentlichung der Eurocodes über eine Reihe von Mandaten an CEN zuübertragen, damit diese den Status von Europäischen Normen (EN) erhielten. Grundlage war eineVereinbarung1) zwischen der Kommission und CEN. Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den

Regelungen der Ratsrichtlinien und Kommissionsentscheidungen, die die Europäischen Normen behandeln(z. B. die Ratsrichtlinie 89/106/EWG zu Bauprodukten, die Bauproduktenrichtlinie, die Ratsrichtlinien93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und dieentsprechenden EFTA-Richtlinien, die zur Einrichtung des Binnenmarktes eingeleitet wurden).

Das Eurocode-Programm umfasst die folgenden Normen, die in der Regel aus mehreren Teilen bestehen:

EN 1990, Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung  

EN 1991, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke 

EN 1992, Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken 

1) Vereinbarung zwischen der Kommission der Europäischen Gemeinschaft und dem Europäischen Komitee fürNormung (CEN) zur Bearbeitung der Eurocodes für die Tragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauwerken(BC/CEN/03/89).

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EN 1993, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten 

EN 1994, Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton 

EN 1995, Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauwerken 

EN 1996, Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten 

EN 1997, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik  

EN 1998, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben 

EN 1999, Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumbauten 

Die Europäischen Normen berücksichtigen die Zustimmigkeit der Bauaufsichtsorgane der jeweiligenMitgliedsländer bei der nationalen Festlegung sicherheitsbezogener Werte, so dass diese Werte von Land zuLand unterschiedlich sein können.

Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes

Die Mitgliedsländer der EU und EFTA betrachten die Eurocodes als Bezugsdokumente für folgende Zwecke:

 ⎯   als Mittel zum Nachweis der Übereinstimmung der Hoch- und Ingenieurbauten mit den wesentlichen Anforderungen der Richtlinie 89/106/EWG, besonders mit der wesentlichen Anforderung Nr 1:Mechanischer Widerstand und Stabilität und der wesentlichen Anforderung Nr 2: Brandschutz;

 ⎯   als Grundlage für die Spezifizierung von Verträgen für die Ausführung von Bauwerken und dazuerforderlichen Ingenieurleistungen;

 ⎯   als Rahmenbedingung für die Herstellung harmonisierter, technischer Spezifikationen für Bauprodukte(ENs und ETAs)

Die Eurocodes haben, da sie sich auf Bauwerke beziehen, eine direkte Verbindung zu den Grundlagen-dokumenten2), auf die in Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie hingewiesen wird, wenn sie auch anderer Artsind als die harmonisierten Produktnormen3).

Daher sind technische Gesichtspunkte, die sich aus den Eurocodes ergeben, von den Technischen Komiteesdes CEN und den Arbeitsgruppen von EOTA, die an Produktnormen arbeiten, zu beachten, damit dieseProduktnormen mit den Eurocodes kompatibel sind.

Die Eurocodes liefern Einzelbauteile, allgemeine Regelungen für den Entwurf, die Berechnung undBemessung von vollständigen Tragwerken und Einzelbauteilen, die sich für die übliche Anwendung eignen.Sie treffen auf bewährte Bauweisen und Aspekte neuartiger Anwendungen, enthalten aber keine Regelungenfür ungewöhnliche Konstruktionen oder Sonderlösungen, wofür es erforderlich ist, Experten zu Rate zu ziehen.

2) Entsprechend Artikel 3.3 der Bauproduktenrichtlinie sind die wesentlichen Angaben in Grundlagendokumenten zukonkretisieren, um damit die notwendigen Verbindungen zwischen den wesentlichen Anforderungen und denMandaten für die Erstellung harmonisierter Europäischer Normen und Richtlinien für die europäische Zulassungselbst zu schaffen.

3) Nach Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie hat das Grundlagendokument

a) die wesentliche Anforderung zu konkretisieren, indem die Begriffe und, soweit erforderlich, die technischeGrundlage für Klassen und Anforderungshöhen vereinheitlicht werden,

b) Methoden zur Verbindung dieser Klasse oder Anforderungshöhen mit technischen Spezifikationen anzugeben,z. B. rechnerische oder Testverfahren, Entwurfsregeln,

c) als Bezugsdokument für die Erstellung harmonisierter Normen oder Richtlinien für Europäische Technische

Zulassungen zu dienen.Die Eurocodes spielen de facto eine ähnliche Rolle für die wesentliche Anforderung Nr 1 und einen Teil derwesentlichen Anforderung Nr 2.

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EN 1998-5:2004 (D)

Nationale Fassungen der Eurocodes

Die Nationale Fassung eines Eurocodes enthält den vollständigen Text des Eurocodes (einschließlich aller Anhänge), so wie von CEN veröffentlicht, mit möglicherweise einer nationalen Titelseite und einem nationalenVorwort sowie einem Nationalen Anhang.

Der Nationale Anhang darf nur Hinweise zu den Parametern geben, die im Eurocode für nationaleEntscheidungen offen gelassen wurden. Diese national festzulegenden Parameter (NDP) gelten für dieTragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauten in dem Land, in dem sie erstellt werden. Sieumfassen:

 ⎯   Zahlenwerte für Teilsicherheitsbeiwerte und/oder Klassen, wo die Eurocodes Alternativen eröffnen,

 ⎯   Zahlenwerte, wo die Eurocodes nur Symbole angeben,

 ⎯   landesspezifische, geographische und klimatische Daten, die nur für ein Mitgliedsland gelten, z. B.Schneekarten;

 ⎯   Vorgehensweisen, wenn die Eurocodes mehrere zur Wahl anbieten;

Des Weiteren dürfen enthalten sein:

 ⎯   Vorschriften zur Verwendung der informativen Anhänge,

 ⎯   Verweise zur Anwendung des Eurocodes, soweit diese sie ergänzen und nicht widersprechen.

Verbindung zwischen den Eurocodes und den harmonisierten technischenSpezifikationen für Bauprodukte (ENs und ETAs)

Es besteht die Notwendigkeit, dass die harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte und dietechnischen Regelungen für die Tragwerksplanung4) konsistent sind. Insbesondere sollten die Hinweise, diemit den CE-Zeichen an den Bauprodukten verbunden sind, die die Eurocodes in Bezug nehmen, klarerkennen lassen, welche national festzulegenden Parameter zugrunde liegen.

Besondere Hinweise zu EN 1998-5

Der Geltungsbereich von Eurocode 8 ist in EN 1998-1:2004, 1.1.1 und der Geltungsbereich dieses Teils vonEurocode 8 in 1.1 festgelegt. Zusätzliche Teile von Eurocode 8 sind in EN 1998-1:2004, 1.1.3 aufgeführt.

Der EN 1998-5:2004 ist vorgesehen zur Benutzung seitens von:

 ⎯   Kunden (z. B. für die Formulierung ihrer spezifischen Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeitsniveausund Dauerhaftigkeit);

 ⎯   den entwerfenden und ausführenden Ingenieuren;

 ⎯   den zuständigen Behörden.

4) Siehe Artikel 3.3 und Art. 12 der Bauproduktenrichtlinie ebenso wie die Abschnitte 4.2, 4.3.1, 4.3.2 und 5.2 desGrundlagendokumentes Nr. 1

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Für die Auslegung von Bauwerken in Erdbebengebieten sind die Vorschriften dieser Europäischen Normzusätzlich zu den Vorschriften der anderen einschlägigen Teile von Eurocode 8 und von andereneinschlägigen Eurocodes anzuwenden. Insbesondere ergänzen die Vorschriften dieser Europäischen Norm jene von EN 1997-1:2004, welche die besonderen Anforderungen der Erdbebenauslegung nicht erfassen.

Wegen der Kombination der Unsicherheiten der seismischen Lasteinwirkungen und der Eigenschaften desBaugrundes könnte es sein, dass Teil 5 nicht alle möglichen Bemessungssituationen detailliert abdeckt, unddass seine richtige Anwendung fachmännisch-ingenieurmäßiges Urteil und Erfahrung erfordert.

Nationaler Anhang zur EN 1998-5

Diese Norm enthält alternative Methoden und Werte sowie Empfehlungen für Klassen mit Hinweisen, anwelchen Stellen nationale Festlegungen getroffen werden. Dazu wird die jeweilige nationale Ausgabe vonEN 1998-5 einen Nationalen Anhang mit den national festzulegenden Parametern erhalten, mit dem dieTragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauten, die in dem Ausgabeland gebaut werden sollen,möglich ist.

Nationale Festlegungen sind bei folgenden Regelungen vorgesehen:

Bezug Gegenstand

1.1(4) Informative Anhänge A, C, D und F

3.1(3) Teilsicherheitsfaktoren für Materialkennwerte

4.1.4(11) Obere Spannungsgrenze für die Anfälligkeit gegenüber Verflüssigung

5.2.(2)c) Reduzierung des Spitzenwerts der Bodenbeschleunigung mit der Tiefe

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1 Allgemeines

1.1 Geltungsbereich

(1)P Dieser Teil von Eurocode 8 legt die Anforderungen, Kriterien und Regeln für den Standort des

Bauwerks und den Baugrund für Bauwerke im Hinblick auf ihren Widerstand gegen Erdbeben fest. Er umfasstdie Bemessung verschiedener Gründungssysteme, die Bemessung von Erd-Stützbauwerken und dieBoden-Bauwerk-Wechselwirkung unter Erdbebeneinwirkungen. In diesem Sinn ergänzt er Eurocode 7, dernicht die besonderen Anforderungen der Erdbebenbemessung umfasst.

(2)P Die Vorschriften des Teils 5 gelten für Hochbauten (EN 1998-1), Brücken (EN 1998-2), Türme, Masteund Schornsteine (EN 1998-6) und Silos, Tankbauwerke und Rohrleitungen (EN 1998-4).

(3)P Besondere Bemessungsanforderungen für die Gründung bestimmter Bauwerkstypen müssen, soweiterforderlich, den einschlägigen Teilen von Eurocode 8 entnommen werden.

(4) Der Anhang B dieses Eurocodes enthält empirische Diagramme für die vereinfachte Auswertung desVerflüssigungspotentials, während Anhang E eine vereinfachte Vorgehensweise für die seismische

Berechnung von Stützbauwerken angibt.

 ANMERKUNG 1 Der Informative Anhang A enthält Angaben für topographische Verstärkungsfaktoren.

 ANMERKUNG 2 Der Informative Anhang C enthält Angaben zur statischen Steifigkeit von Pfählen.

 ANMERKUNG 3 Der Informative Anhang D enthält Angaben zur dynamischen Boden-Bauwerk-Wechselwirkung.

 ANMERKUNG 4 Der Informative Anhang F enthält Angaben zur seismischen Grundbruchsicherheit von Flach-gründungen.

1.2 Normative Verweisungen

(1)P Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Beidatierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt dieletzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).

1.2.1 Allgemeine Bezugsnormen

EN 1990, Eurocode 1: Grundlagen der Tragwerksplanung  

EN 1997-1, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik — Teil 1: AllgemeineRegeln 

EN 1997-2, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik — Teil 2: Erkundung und

Untersuchung des Untergrunds 

EN 1998-1, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben — Teil 1: Grundlagen; Erdbeben-einwirkungen und Regeln für Hochbauten 

EN 1998-2, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben — Teil 2: Brücken  

EN 1998-4, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben — Teil 4: Silos, Tankbauwerke undRohrleitungen 

EN 1998-6, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben — Teil 6: Türme, Maste und Schorn-steine 

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1.3 Annahmen

(1)P Es gelten die allgemeinen Annahmen von EN 1990:2002, 1.3.

1.4 Unterscheidung zwischen Prinzipien und Anwendungsregeln

(1)P Es gelten die Regeln von EN 1990:2002, 1.4.

1.5 Begriffe und Definitionen

1.5.1 Einheitliche Begriffe für alle Eurocodes

(1)P Es gelten die Begriffe und Definitionen von EN 1990:2002, 1.5.

(2)P EN 1998-1:2004, 1.5.1 gilt für die allen Eurocodes gemeinsamen einheitlichen Begriffe.

1.5.2 Zusätzliche, in der vorliegenden Norm verwendete Begriffe

(1)P Es gilt die Definition des Baugrunds nach EN 1997-1:2004, 1.5.2, während die Definitionen anderergeotechnischer Begriffe, die in besonderer Beziehung zu Erdbeben stehen, wie z. B. der Begriff derVerflüssigung, im Text angegeben werden.

(2) Für die Zwecke dieser Norm gelten die Begriffe nach EN 1998-1:2004, 1.5.2.

1.6 Formelzeichen

(1) Für die Zwecke dieser Europäischen Norm gelten die folgenden Formelzeichen. Alle in Teil 5verwendete Formelzeichen werden, zur Erleichterung ihrer Anwendung, bei ihrem ersten Vorkommen im Textdefiniert. Zusätzlich wird unten stehend eine Liste der Formelzeichen angegeben. Einige Formelzeichen, die

nur in den Anhängen vorkommen, werden dort erklärt: E d  Bemessungswert einer Auswirkung;

 E pd  Horizontaler Widerstand an der Fundament-Seitenfläche (passive Erddruckkraft);

 ER  Energieverhältnis beim Standard Penetration Test (SPT);

 F H  Bemessungswert der horizontalen Erdbeben-Trägheitskraft;

 F V  Bemessungswert der vertikalen Erdbeben-Trägheitskraft;

 F Rd  Bemessungswert des Scherwiderstands zwischen der horizontalen Gründungssohle und demBoden;

G  Schubmodul;

Gmax  Mittlerer Wert des Schubmoduls bei kleinen Verzerrungen;

 Le  Abstand Anker – Wand unter dynamischen Bedingungen;

 Ls  Abstand Anker – Wand unter statischen Bedingungen;

 M Ed  Bemessungswert des Moments;

 N 1(60) SPT-Schlagzahl, unter Berücksichtigung von Überlagerungseffekten und von dem Energieverhältnis;

 N Ed  Bemessungswert der Normalkraft in der Gründungsfuge;

 N SPT  Schlagzahl beim Standard Penetration Test (SPT);

 PI   Plastizitätsindex des Bodens;

 Rd  Bemessungswert des Bodenwiderstands;

S   Bodenparameter, definiert in EN 1998-1:2004, 3.2.2.2;

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EN 1998-5:2004 (D)

S T  Topographischer Verstärkungsfaktor;

V Ed  Bemessungswert der horizontalen Schubkraft;

W   Gewicht der gleitenden Masse;

a g   Bemessungswert der Bodenbeschleunigung für Baugrundklasse A (a g  = γ I a g R);a g R Referenz-Spitzenwert der Bodenbeschleunigung für Baugrundklasse A;

av g   Bemessungswert der Bodenbeschleunigung in vertikaler Richtung;

c′  Kohäsion des dränierten Bodens (effektive Kohäsion);

cu  Undrainierte Scherfestigkeit des Bodens;

d   Pfahldurchmesser;

d r   Verschiebung von Stützwänden;

 g   Erdbeschleunigung;

k h  Horizontaler Erdbebenbeiwert;

k v  Vertikaler Erdbebenbeiwert;

qu  Einaxiale Druckfestigkeit (ohne seitliche Verformungsbehinderung);

r   Beiwert für die Berechnung des horizontalen Erdbebenbeiwerts (Tabelle 7.1);

vs  Scherwellengeschwindigkeit;

vs,max  Mittlerer Wert von vs für kleine Verzerrungen (< 10 –5);

α   Verhältnis des Bemessungswertes der Bodenbeschleunigung für Baugrundklasse A, a g , zur Erd-beschleunigung  g ;

γ   Wichte des Bodens;

γ d  Trockenwichte des Bodens;γ I Bedeutungsbeiwert;

γ M Teilsicherheitsbeiwert für Materialeigenschaften;

γ Rd Modell — Teilsicherheitsbeiwert

γ w  Wichte des Wassers;

δ   Wandreibungswinkel zwischen dem Boden und dem Fundament oder der Stützwand;

φ  ′  Effektiver Reibungswinkel;

 ρ   Dichte;

σ vo

  Totale Überlagerungsspannung, gleich der totalen Vertikalspannung;

σ  ′vo  Effektive Überlagerungsspannung, gleich der effektiven vertikalen Spannung;

τ cy,u  Zyklische undrainierte Scherfestigkeit des Bodens;

τ e  Erdbeben-Scherspannung.

1.7 SI-Einheiten

(1)P Es müssen SI-Einheiten nach ISO 1000 verwendet werden.

(2) Zusätzlich gelten die Einheiten, die in EN 1998-1:2004, 1.7 empfohlen werden.

 ANMERKUNG Für geotechnische Berechnungen sollte EN 1997-1:2004, 1.6(2) herangezogen werden.

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DIN EN 1998-5:2010-12

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EN 1998-5:2004 (D)

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2 Erdbebeneinwirkung

2.1 Definition der Erdbebeneinwirkung

(1)P Die Erdbebeneinwirkung muss in Übereinstimmung mit den Grundkonzepten und Definitionen aus

EN 1998-1:2004, 3.2 angegeben werden, unter Berücksichtigung der Bestimmungen in 4.2.2.

(2)P Kombinationen der Erdbebeneinwirkung mit anderen Einwirkungen müssen gemäß EN 1990:2002,6.4.3.4 und EN 1998-1:2004, 3.2.4 vorgenommen werden.

(3) Vereinfachungen in der Wahl der Erdbebeneinwirkung werden in dieser Europäischen Norm eingeführt,wo es angemessen erscheint.

2.2 Zeitverlaufsdarstellung

(1)P Werden Zeitverlaufsberechnungen durchgeführt, dürfen sowohl künstliche Beschleunigungszeitverläufeals auch natürliche Starkbebenregistrierungen verwendet werden. Ihre Spitzenwerte und ihr Frequenzgehaltmüssen EN 1998-1:2004, 3.2.3.1 entsprechen.

(2) Bei Nachweisen der dynamischen Standsicherheit unter Einschluss von Berechnungen von bleibendenBodenverformungen sollte die Anregung vorzugsweise aus natürlichen Beschleunigungszeitverläufenbestehen, die an Standorten mit nichtfelsigem Untergrund gemessen wurden, denn sie besitzen einen derWirklichkeit entsprechenden Gehalt an niedrigen Frequenzanteilen und eine zutreffende Zeitkorrelationzwischen der horizontalen und der vertikalen Bewegungskomponente. Die Starkbebendauer sollte in Überein-stimmung mit EN 1998-1:2004, 3.2.3.1 gewählt werden.

3 Baugrundeigenschaften

3.1 Festigkeitsparameter

(1) Es dürfen allgemein die für statische, undrainierte Bedingungen gültigen Werte der Boden-Festigkeits-parameter verwendet werden. Für kohäsive Böden ist die undrainierte Scherfestigkeit cu  der geeigneteFestigkeitsparameter, unter Berücksichtigung der Einflüsse aus der raschen Lastaufbringung und derzyklischen Festigkeitsabnahme unter Erdbebenbeanspruchung, falls diese Korrekturen notwendig und durchausreichende experimentelle Befunde abgesichert sind. Für kohäsionslose Böden ist die zyklischeundrainierte Scherfestigkeit τ cy,u  der geeignete Parameter, wobei die mögliche Zunahme des Porenwasser-druckes berücksichtigt werden sollte.

(2) Alternativ dürfen effektive Festigkeitsparameter für den jeweils passenden, während der zyklischenBelastung entstehenden Porenwasserdruck verwendet werden. Für Fels darf die einaxiale Druckfestigkeit qu 

verwendet werden.

(3) Die Teilsicherheitsbeiwerte (γ M) für die Materialeigenschaften cu, τ cy,u und qu werden mit γ cu, γτ cy undγ qu bezeichnet und diejenigen für tan φ  ′ mit γφ  ′.

 ANMERKUNG Die γ cu, γ τ cy, γ qu  und γ φ  ′  zur Verwendung in einem Land zugewiesenen Werte können seinemNationalen Anhang entnommen werden. Empfohlene Werte sind γ cu = 1,4, γ τ cy = 1,25, γ qu = 1,4 und γ φ  ′ = 1,25.

3.2 Steifigkeits- und Dämpfungsparameter

(1) Wegen seines Einflusses auf die Bemessungs-Erdbebeneinwirkung ist der Schubmodul G  derHaupt-Steifigkeitsparameter des Baugrunds unter Erdbebenbeanspruchung. Er ist durch die Beziehung

G =  ρ  vs2  (3.1)

gegeben, wobei  ρ  die Dichte und vs die Scherwellengeschwindigkeit des Bodens darstellen.

DIN EN 1998-5:2010-12

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EN 1998-5:2004 (D)

(2) Kriterien für die Bestimmung von vs unter Berücksichtigung der Abhängigkeit von der Bodenverzerrungwerden in 4.2.2 und 4.2.3 angegeben.

(3) Die Dämpfung sollte als zusätzliche Baugrundeigenschaft betrachtet werden in den Fällen, in denen dieBoden-Bauwerk-Wechselwirkung berücksichtigt werden muss, wie in Abschnitt 6 beschrieben.

(4) Die innere Dämpfung, die durch inelastisches Bodenverhalten unter zyklischer Beanspruchung verur-sacht wird, und die Abstrahldämpfung, die durch die Fortpflanzung seismischer Wellen von der Gründung wegverursacht wird, sollten getrennt berücksichtigt werden.

4 Anforderungen an den Standort und an den Baugrund

4.1 Standortwahl

4.1.1 Allgemeines

(1)P Es muss eine Untersuchung des Baustellenstandorts durchgeführt werden, um die Beschaffenheit destragfähigen Bodens zu bestimmen, damit sichergestellt ist, dass die Gefährdungen durch Grundbruch,Hangrutschung, Verflüssigung und Neigung zur starken Verdichtung im Erdbebenfall möglichst geringgehalten werden.

(2)P Die Möglichkeit des Auftretens dieser ungünstigen Erscheinungen muss gemäß den Angaben in denfolgenden Unterabschnitten untersucht werden.

4.1.2 Nähe zu seismisch aktiven Verwerfungen

(1)P Hochbauten der Bedeutungskategorien II, III, IV nach EN 1998-1:2004, 4.2.5 dürfen nicht in unmittel-barer Nähe tektonischer Verwerfungen, die in den von den zuständigen nationalen Behörden heraus-gegebenen amtlichen Dokumenten als seismisch aktiv befunden wurden, errichtet werden.

(2) Das Fehlen von Bewegungen im späten Quartär darf dazu herangezogen werden, für die meisten fürdie öffentliche Sicherheit nicht kritischen Bauwerke nichtaktive Verwerfungen als solche zu bezeichnen.

(3)P Besondere geologische Untersuchungen müssen für städtebauliche Planungsvorhaben und fürbedeutende Bauwerke durchgeführt werden, die in der Nähe von potenziell aktiven Verwerfungen in Zonenhoher Erdbebengefährdung errichtet werden sollen, um die sich daraus ergebende Gefährdung bezüglich desGrundbruchs und der Stärke der Bodenerschütterung zu bestimmen.

4.1.3 Standsicherheit von Böschungen

4.1.3.1 Allgemeine Anforderungen

(1)P Ein Nachweis der Baugrundstandsicherheit muss für Bauwerke erbracht werden, die auf oder in der

Nähe von natürlichen oder künstlichen Böschungen errichtet werden, um sicherzustellen, dass die Sicherheitund/oder die Gebrauchstauglichkeit der Bauwerke unter dem Bemessungserdbeben erhalten bleiben.

(2)P Unter Erdbebenbeanspruchung wird der Grenzzustand für Böschungen dadurch charakterisiert, dassnach dessen Überschreitung unannehmbar große bleibende Verschiebungen der Bodenmasse innerhalbeiner Tiefe erfolgen, bei der wesentliche Auswirkungen auf die Bauwerke sowohl hinsichtlich der Standfestig-keit als auch hinsichtlich der Funktionsfähigkeit hervorgerufen werden können.

(3) Der Standsicherheitsnachweis darf für Hochbauten der Bedeutungskategorie I entfallen, wenn ausvergleichbaren Erfahrungen bekannt ist, dass der Baugrund am Bauwerksstandort standsicher ist.

4.1.3.2 Erdbebeneinwirkung

(1)P Die für den Standsicherheitsnachweis anzusetzende Bemessungs-Erdbebeneinwirkung muss den in2.1 angegebenen Definitionen genügen.

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EN 1998-5:2004 (D)

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(2)P Eine Erhöhung der Bemessungs-Erdbebeneinwirkung muss bei den Nachweisen der Baugrund-standsicherheit für Bauwerke mit Bedeutungsbeiwert γ I größer als 1,0 auf oder in der Nähe von Böschungenmittels eines topographischen Verstärkungsfaktors durchgeführt werden.

 ANMERKUNG Einige Anhaltspunkte zu Werten des topographischen Verstärkungsfaktors werden im Informativen

 Anhang A angegeben.

(3) Die Erdbebeneinwirkung darf nach 4.1.3.3 vereinfacht werden.

4.1.3.3 Berechnungsverfahren

(1)P Das Verhalten von Böschungen beim Bemessungserdbeben muss entweder mittels allgemeinanerkannter dynamischer Berechnungsverfahren, wie etwa mit finiten Elementen oder Starrkörper-Modellen,oder mittels vereinfachter pseudo-statischer Verfahren berechnet werden. Für Letztere gelten die in diesemUnterabschnitt unter (3) und (8) aufgeführten Einschränkungen.

(2)P Bei der Modellabbildung des mechanischen Verhaltens von Böden müssen die Steifigkeitsabnahme mitwachsender Größe der Verzerrungen sowie mögliche Auswirkungen der Erhöhung des Porenwasserdrucks

unter zyklischer Beanspruchung berücksichtigt werden.

(3) Der Standsicherheitsnachweis darf mittels vereinfachter pseudo-statischer Verfahren durchgeführtwerden, wenn die Topographie der Erdoberfläche und die Bodenschichtung keine stark sprunghaftenUnregelmäßigkeiten aufweisen.

(4) Die pseudo-statischen Verfahren der Standsicherheitsberechnung sind ähnlich denjenigen inEN 1997-1:2004, 11.5, abgesehen von der Berücksichtigung horizontaler und vertikaler Trägheitskräfte, diean jedem Teil der Bodenmasse angreifen, sowie an allen an der Oberseite der Böschung wirkendenGewichtslasten.

(5)P Die Bemessungswerte der seismischen Trägheitskräfte  F H  und  F V, die an der Bodenmasse inhorizontaler bzw. vertikaler Richtung wirken, müssen für pseudo-statische Berechnungen wie folgt angesetztwerden:

 F H = 0,5α  ⋅ S  ⋅ W   (4.1)

 F V = ± 0,5 F H, wenn das Verhältnis av g /a g  größer ist als 0,6 (4.2)

 F V = ± 0,33 F H, wenn das Verhältnis av g /a g  nicht größer ist als 0,6 (4.3)

mit:

α   Verhältnis des Bemessungswerts der Bodenbeschleunigung a g   für Baugrundklasse A zur Erd-beschleunigung  g ;

av g   Bemessungswert der Bodenbeschleunigung in vertikaler Richtung;

a g   Bemessungswert der Bodenbeschleunigung für Baugrundklasse A;

S Bodenparameter, definiert in 3.2.2.2 nach EN 1998-1:2004;

W Gewicht der gleitenden Masse.

Ein topographischer Verstärkungsfaktor für a g  muss nach 4.1.3.2(2) berücksichtigt werden.

(6)P Der Grenzzustand muss dann für die potenzielle Gleitfläche mit der geringsten Sicherheit überprüft

werden.

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EN 1998-5:2004 (D)

(7) Der Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit darf überprüft werden, indem die bleibende Verschiebungder gleitenden Masse durch Verwendung eines vereinfachten dynamischen Modells berechnet wird, das auseinem Starrkörper besteht, der gegen eine Reibungskraft auf der Böschung gleitet. In diesem Modell sollte dieErdbebeneinwirkung ein Zeitverlauf nach 2.2  sein, auf der Grundlage der nicht abgemindertenBemessungsbodenbeschleunigung.

(8)P Vereinfachte Verfahren, wie die in (3) bis (6) in diesem Unterabschnitt erwähnten pseudo-statischenVerfahren, dürfen nicht verwendet werden bei Böden, in denen sich hohe Porenwasserdrücke entwickelnkönnen oder bei denen eine bedeutende Steifigkeitsabnahme unter zyklischer Beanspruchung möglich ist.

(9) Die Zunahme des Porenwasserdrucks sollte durch geeignete Versuche ermittelt werden. Wo solcheVersuche fehlen, und auch zu Vorbemessungszwecken darf er nach empirischen Korrelationen abgeschätztwerden.

4.1.3.4 Sicherheitsnachweis für das pseudo-statische Verfahren

(1)P Für wassergesättigte Böden in Gebieten, wo α  ⋅ S > 0,15 ist, müssen ein möglicher Festigkeitsabfallund ein Anwachsen des Porenwasserdrucks infolge zyklischer Beanspruchung unter Beachtung derEinschränkungen in 4.1.3.3(8) berücksichtigt werden.

(2) Werte der Festigkeitsparameter des Bodens bei großen Verzerrungen sind anzuwenden bei momentanruhenden Gleitvorgängen, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Reaktivierung durch Erdbeben höher ist. Inkohäsionslosen Materialien, die gegen ein zyklisches Anwachsen des Porenwasserdrucks innerhalb derGrenzen von 4.1.3.3 empfindlich sind, kann dies durch Abminderung der Reibungs-Widerstandskraft mittelseines geeigneten Porenwasserdruck-Beiwerts berücksichtigt werden, der zum größten Inkrement desPorenwasserdrucks proportional ist. Ein solches Inkrement darf wie in 4.1.3.3(9) angegeben abgeschätztwerden.

(3) Bei kohäsionslosen Böden mit großer Dilatanz, wie bei dicht gelagerten Sanden, braucht keine Abminderung der Scherfestigkeit vorgenommen zu werden.

(4)P Der Sicherheitsnachweis für die Böschung muss gemäß den Grundsätzen von EN 1997-1:2004durchgeführt werden.

4.1.4 Potenziell verflüssigbare Böden

(1)P Eine Abnahme der Scherfestigkeit und/oder -steifigkeit infolge der Zunahme des Porenwasserdrucks inwassergesättigten kohäsionslosen Stoffen während der Erdbeben-Bodenbewegung, die zu wesentlichenbleibenden Verformungen oder sogar zu einem Zustand mit nahezu verschwindender effektiver Spannung imBoden führen kann, wird im Folgenden als Verflüssigung bezeichnet.

(2)P Eine Untersuchung der Empfindlichkeit gegen Verflüssigung muss durchgeführt werden, wenn dieanstehenden Böden ausgedehnte Schichten oder dicke Linsen von losem Sand enthalten, mit oder ohne

Schluff/Ton-Feingehalt, unterhalb des Grundwasserspiegels, und wenn der Grundwasserspiegel in der Näheder Bodenoberfläche liegt. Diese Untersuchung muss für die während der Lebenszeit des Bauwerksvorherrschenden Freifeld-Standortbedingungen (Bodenoberfläche, Höhenlage des Grundwasserspiegels)durchgeführt werden.

(3)P Die zu diesem Zweck erforderlichen Untersuchungen müssen zumindest die In-situ-Durchführung vonentweder Standard Penetration Tests (SPT) oder Spitzendruck-Tests (Cone Penetration Test-CPT) sowie dieBestimmung der Korngrößenverteilung im Labor umfassen.

(4)P Für die SPT müssen die gemessenen Werte des Penetrationsindex  N SPT, ausgedrückt alsSchlagzahl/30 cm, auf einen Referenzwert mit einem effektiven Überlagerungsdruck von 100 kPa und auf einVerhältnis der Impaktenergie zur theoretischen Freifallenergie von 0,6 bezogen werden. Für Tiefen vonweniger als 3 m sollten die gemessenen SPT-Werte um 25 % abgemindert werden.

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EN 1998-5:2004 (D)

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(5) Die Korrektur bezüglich der Überlagerungswirkungen darf durch Multiplikation des gemessenen  N SPT-Wertes mit dem Faktor (100/σ  ′vo)

1/2 erfolgen, wobei σ  ′vo (kPa) der effektive Überlagerungsdruck ist, derzur Zeit der Messung in der Tiefe wirkt, in der die SPT-Messung durchgeführt worden ist. Der Korrekturfaktor(100/σ  ′vo)

1/2 sollte nicht kleiner als 0,5 und nicht größer als 2 sein.

(6) Die Energiekorrektur erfordert die Multiplikation der nach Absatz (5) dieses Unterabschnitts ermitteltenSchlagzahl mit  ER/60, worin  ER  gleich ist dem hundertfachen spezifischen Energieverhältnis für dasVersuchsgerät.

(7) Für flach gegründete Hochbauten darf auf die Untersuchung der Empfindlichkeit gegen Verflüssigungverzichtet werden, wenn sich die wassergesättigten Sandböden in Tiefen größer als 15 m von der Oberflächebefinden.

(8) Die Gefährdung durch Verflüssigung darf vernachlässigt werden, wenn α  ⋅ S  < 0,15 ist und mindestenseine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

 ⎯   die Sande haben einen Tongehalt größer als 20 % mit einem Plastizitätsindex  PI  > 10;

 ⎯   die Sande haben einen Schluffgehalt größer als 35 % und gleichzeitig beträgt die SPT-Schlagzahl nach

der Normierung für Überlagerungswirkungen und für das Energieverhältnis N 1(60) > 20;

 ⎯   die Sande sind rein, mit der SPT-Schlagzahl nach der Normierung für Überlagerungswirkungen und fürdas Energieverhältnis N 1(60) > 30.

(9)P Wenn die Verflüssigungsgefährdung nicht vernachlässigt werden darf, muss sie zumindest mittelsallgemein akzeptierter geotechnischer Verfahren ermittelt werden, die auf Messwertkorrelationen zwischen In-situ-Messungen und den kritischen zyklischen Scherspannungen basieren, von denen bekannt ist, dass siewährend früherer Erdbeben eine Verflüssigung hervorgerufen haben.

(10) Empirische Verflüssigungsdiagramme, welche die Anwendung von Messwertkorrelationen für ebeneBodenoberflächen auf verschiedene Arten von In-situ-Messungen veranschaulichen, werden im Anhang Bangegeben. Bei dieser Vorgehensweise darf die seismische Scherspannung τ 

e nach der Näherungsformel

τ e = 0,65 α  ⋅ S  ⋅ σ vo  (4.4)

abgeschätzt werden, worin σ vo den totalen Überlagerungsdruck bedeutet und die anderen Variablen bereits inden Gleichungen (4.1) bis (4.3) vorkamen. Diese Formel darf nicht angewendet werden bei Tiefen größer als20 m.

(11)P Wenn dieses Vorgehen mittels Messwertkorrelationen verwendet wird, muss ein Boden immer dann alsempfindlich gegen Verflüssigung bei ebener Bodenoberfläche betrachtet werden, wenn die erdbeben-induzierte Scherspannung einen bestimmten Teil λ  der kritischen Spannung überschreitet, von der bekannt ist,dass sie in früheren Erdbeben eine Verflüssigung hervorgerufen hat.

 ANMERKUNG Der λ  zugewiesene Wert zur Verwendung in einem bestimmten Land kann seinem Nationalen Anhang

entnommen werden. Der empfohlene Wert beträgt λ  = 0,8, entsprechend einem Sicherheitsfaktor von 1,25.

(12)P Wenn sich die Böden als empfindlich gegen Verflüssigung erweisen und die daraus folgenden Auswirkungen als dazu in der Lage betrachtet werden, das Lastabtragungsvermögen oder die Standsicherheitder Gründungen zu beeinträchtigen, müssen Maßnahmen ergriffen werden wie Baugrundverbesserung undPfahlgründung (zur Übertragung der Lasten auf Schichten, die gegen Verflüssigung unempfindlich sind), umeine ausreichende Sicherheit der Gründung sicherzustellen.

(13) Die Baugrundverbesserung gegen Verflüssigung sollte entweder den Boden verdichten, um seinenPenetrationswiderstand bis jenseits des gefährlichen Bereichs zu erhöhen, oder eine Drainage verwenden,um den durch die Bodenerschütterung hervorgerufenen übermäßigen Porenwasserdruck herabzusetzen. DieDurchführbarkeit der Verdichtung wird hauptsächlich durch den Feinkorngehalt des Bodens und durch dieTiefe bestimmt.

 ANMERKUNG Über die Durchführbarkeit der Verdichtung entscheiden hauptsächlich der Feinstoffgehalt und die Tiefedes Bodens.

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EN 1998-5:2004 (D)

(14) Die Verwendung von Pfahlgründungen allein sollte mit Vorsicht betrachtet werden wegen der großenKräfte, die durch den Verlust der Tragwirkung der verflüssigbaren Schicht oder Schichten in die Pfähleeingeleitet werden, und wegen der unvermeidlichen Unsicherheiten bei der Bestimmung der Lage und derMächtigkeit einer solchen Schicht oder Schichten.

4.1.5 Übermäßige Setzung von Böden unter zyklischer Beanspruchung

(1)P Die Empfindlichkeit des Baugrunds gegen Verdichtung und gegen übermäßige Setzungen infolgeerdbebeninduzierter zyklischer Beanspruchungen muss berücksichtigt werden, wenn ausgedehnte Schichtenoder dicke Linsen von lockeren, ungesättigten kohäsionslosen Materialien in geringer Tiefe anstehen.

(2) Übermäßige Setzungen können auch in sehr weichen Tonschichten infolge der zyklischen Abnahmeihrer Scherfestigkeit unter Bodenerschütterungen von langer Dauer auftreten.

(3) Das Verdichtungs- und Setzungspotenzial der zuvor genannten Böden sollte mittels vorhandenergeotechnischer Verfahren ermittelt werden, wenn notwendig mit Rückgriff auf geeignete statische undzyklische Laborversuche an repräsentativen Proben der untersuchten Materialien.

(4) Wenn die Setzungen infolge Verdichtung oder zyklischer Steifigkeits- und Festigkeitsabnahme als dazuin der Lage erscheinen, die Standsicherheit der Gründungen zu beeinträchtigen, sollten Verfahren derBaugrundverbesserung in Betracht gezogen werden.

4.2 Baugrunderkundung und Baugrunduntersuchung

4.2.1 Allgemeine Kriterien

(1)P Die Erkundung und die Untersuchung von Baugrundmaterialien in Erdbebengebieten müssendenselben Kriterien genügen, wie sie, für nichtseismische Gebiete in EN 1997-1:2004, Abschnitt 3, definiertsind.

(2) Mit Ausnahme der Bauwerke der Bedeutungskategorie I sollten Spitzendruckuntersuchungen (CPT),möglicherweise mit Messungen des Porenwasserdrucks, wann immer möglich im Programm der Feld-untersuchungen enthalten sein, da sie eine fortlaufende Aufzeichnung der mechanischen Eigenschaften desBodens in Tiefenrichtung liefern.

(3)P Erdbebenorientierte, zusätzliche Erkundungen können erforderlich werden in den in 4.1  und 4.2.2 bezeichneten Fällen.

4.2.2 Bestimmung der Baugrundklasse zur Definition der Erdbebeneinwirkung

(1)P Geotechnische oder geologische Daten für den Bauwerksstandort müssen in ausreichender Anzahlvorhanden sein, um die Bestimmung einer mittleren Baugrundklasse und/oder des dazugehörigen Antwort-spektrums zu ermöglichen, wie in EN 1998-1:2004, 3.1, 3.2 definiert.

(2) Zu diesem Zweck dürfen In-situ-Daten mit Daten von angrenzenden Gebieten mit ähnlichen geolo-gischen Merkmalen zusammengelegt werden.

(3) Vorhandene seismische Mikrozonierungskarten oder Kriterien sollten berücksichtigt werden, voraus-gesetzt, sie sind im Einklang mit (1)P dieses Unterabschnitts, und sie werden durch Baugrunduntersuchungenam Bauwerksstandort bestätigt.

(4)P Das Profil der Scherwellengeschwindigkeit  vs  im Untergrund muss als zuverlässigster Parameter zurVorhersage der standortabhängigen Merkmale der Erdbebeneinwirkung an standsicheren Standortenbetrachtet werden.

(5) In-situ-Messungen des  vs-Profils durch geophysikalische In-hole-Verfahren sollten verwendet werden

für wichtige Bauwerke in Gebieten hoher Erdbebengefährdung, insbesondere beim Vorliegen von Baugrund-verhältnissen entsprechend den Baugrundklassen D, S1 oder S2.

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DIN EN 1998-5:2010-12

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EN 1998-5:2004 (D)

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(6) In allen anderen Fällen, wenn die Eigenperioden des Bodens bestimmt werden müssen, darf dasvs-Profil durch empirische Korrelationen schätzungsweise bestimmt werden, unter Verwendung des In-situ-Penetrationswiderstandes oder anderer geotechnischer Eigenschaften, wobei die Streuung solcherKorrelationen zu berücksichtigen ist.

(7) Die innere Bodendämpfung sollte durch geeignete Labor- oder Feldversuche ermittelt werden. Wenndirekte Messungen fehlen und das Produkt a g  ⋅ S  kleiner ist als 0,1 g (d. h. kleiner als 0,98 m/s2), sollte ein

Dämpfungsverhältnis von 0,03 verwendet werden. Geschichtete und verfestigte Böden und weiche Gesteinekönnen unter Umständen besondere Überlegungen erfordern.

4.2.3 Abhängigkeit der Bodensteifigkeit und -dämpfung von der Größe der Verzerrung

(1)P Der Unterschied zwischen den Werten von  vs  bei kleinen Verzerrungen, wie sie bei In-situ-Unter-suchungen gemessen werden, und den Werten, die den Verzerrungen beim Bemessungserdbebenentsprechen, muss bei allen Berechnungen berücksichtigt werden, bei denen die dynamischen Baugrund-eigenschaften unter stabilen Bedingungen eingehen.

(2) Für örtlich vorhandene Baugrundbedingungen nach Klasse C oder D mit oberflächennahem

Grundwasserspiegel und keine Materialien mit einem Plastizitätsindex PI > 40 darf dies durch Anwendung derin Tabelle 4.1 angegebenen Abminderungsfaktoren für   vs  geschehen, wenn genauere Daten fehlen. Fürsteifere Bodenprofile und tieferen Grundwasserspiegel sollte die Abminderung entsprechend geringer (und dieVariationsbreite stärker eingeschränkt) sein.

(3) Wenn das Produkt a g  ⋅ S gleich oder größer 0,1 g (d. h. gleich oder größer 0,98 m/s2) ist, sollten die

Werte der inneren Dämpfung von Tabelle 4.1 verwendet werden, wenn besondere Messdaten fehlen.

Tabelle 4.1 — Mittlere Bodendämpfungsverhältnisse und mittlere Abminderungsfaktoren(± einer Standardabweichung) für die Scherwellengeschwindigkeit vs und

den Schubmodul G innerhalb einer Tiefe von 20 m

Verhältnis derBodenbeschleunigung,α  ⋅ S  

DämpfungsverhältnismaxS,

S

v

v  maxG

G  

0,10 0,03 0,90 (± 0,07) 0,80 (± 0,10)

0,20 0,06 0,70 (± 0,15) 0,50 (± 0,20)

0,30 0,10 0,60 (± 0,15) 0,36 (± 0,20)

vs, max  ist der mittlere Wert von vs für kleine Verzerrungen (< 10 –5), nicht über 360 m/s.

Gmax

  ist der mittlere Schubmodul bei kleinen Verzerrungen.

 ANMERKUNG Infolge des Bereichserweiterung von ± einer Standardabweichung kann der entwerfende Ingenieurunterschiedlich konservative Annahmen treffen, in Abhängigkeit von solchen Parametern wie die Steifigkeit und dieSchichtung des Bodenprofils. So könnten z. B. für steifere Profile höhere Werte für vs/vs,max  und G/Gmax  als dieDurchschnittswerte verwendet werden, und für weichere Profile niedrigere Werte für vs/vs,max  und G/Gmax  als dieDurchschnittswerte.

DIN EN 1998-5:2010-12

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EN 1998-5:2004 (D)

5 Gründung

5.1 Allgemeine Anforderungen

(1)P Zusätzlich zu den allgemeinen Regeln von EN 1997-1:2004 muss die Gründung eines Bauwerks in

einem Erdbebengebiet folgende Anforderungen erfüllen:

a) Die betreffenden Kräfte vom Oberbau müssen ohne ins Gewicht fallende bleibende Verformungen aufden Baugrund übergetragen werden, gemäß den Kriterien in 5.3.2.

b) Die erdbebeninduzierten Baugrundverformungen sind verträglich mit den wesentlichen funktionalen Anforderungen des Bauwerks.

c) Die Gründung muss nach den Regeln in 5.2 und den Mindestanforderungen in 5.4 konzipiert, bemessenund gebaut werden, damit die mit der Unsicherheit bezüglich der Erdbebenantwort verbundenen Risikenbegrenzt bleiben.

(2)P Die Verzerrungsabhängigkeit der dynamischen Bodeneigenschaften (siehe 4.2.3) sowie die mit der

zyklischen Natur der Erdbebenbelastung verbundenen Auswirkungen müssen gebührend berücksichtigtwerden. Wenn eine Verbesserung oder ein Austausch des ursprünglichen Bodens wegen seiner Empfindlich-keit gegen Verflüssigung oder Verdichtung erforderlich ist, müssen die Eigenschaften des in situ verbessertenoder sogar ausgetauschten Bodens berücksichtigt werden.

(3) Wo es vernünftig oder notwendig erscheint, dürfen Bodenmaterialkennwerte oder Widerstandsbeiwertein Abweichung von denjenigen, die in 3.1(3) erwähnt werden, Verwendung finden, vorausgesetzt, sieentsprechen demselben Sicherheitsniveau.

 ANMERKUNG Beispiele sind Widerstandsbeiwerte, die auf die Ergebnisse von Pfahlbelastungsversuchen angewendetwerden.

5.2 Regeln für den konzeptionellen Entwurf(1)P Mit Ausnahme von Brücken und Rohrleitungen dürfen gemischte Gründungssysteme, z. B. Pfähle mitFlachgründungen, bei Bauwerken nur dann verwendet werden, wenn eine besondere Untersuchung die Angemessenheit einer solchen Lösung nachweist. Gemischte Gründungssysteme dürfen in dynamischunabhängigen Teilen desselben Bauwerks verwendet werden.

(2)P Bei der Wahl des Gründungstyps müssen folgende Punkte berücksichtigt werden:

a) Die Gründung muss ausreichend steif sein, um die vom Oberbau stammenden örtlich wirkenden Auswirkungen gleichmäßig auf den Baugrund zu übertragen.

b) Die Auswirkungen horizontaler Relativverschiebungen zwischen vertikalen Bauteilen müssen bei der

Wahl der Steifigkeit der Gründung in ihrer horizontalen Ebene berücksichtigt werden.

c) Wird eine Abnahme der Amplitude der Erdbebenbewegung mit der Tiefe angenommen, so muss diesdurch eine geeignete Untersuchung begründet werden, und in keinem Fall darf das Spitzen-beschleunigungsverhältnis einen bestimmten Bruchteil  p des Produkts α  ⋅ S auf Höhe der Boden-oberfläche unterschreiten.

 ANMERKUNG Der  p zugewiesene Wert zur Verwendung innerhalb eines Landes darf seinem Nationalen Anhang entnommen werden. Der empfohlene Wert ist p = 0,65.

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DIN EN 1998-5:2010-12

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EN 1998-5:2004 (D)

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5.3 Bemessungswerte der Auswirkungen

5.3.1 Abhängigkeit von der Tragwerksauslegung

(1)P Dissipative Bauwerke. Die Auswirkungen für die Gründung dissipativer Bauwerke müssen auf der

Grundlage von Kapazitätsbemessungsregeln bestimmt werden, unter Berücksichtigung des Entstehens vonmöglichen Überfestigkeiten. Die Untersuchung dieser Auswirkungen muss in Übereinstimmung mit dendiesbezüglichen Abschnitten der einschlägigen Teilen von Eurocode 8 durchgeführt werden. Für Hochbautengilt insbesondere die einschränkende Bedingung in EN 1998-1:2004, 4.4.2.6(2)P.

(2)P Nichtdissipative Tragwerke. Die Auswirkungen für die Gründungen nichtdissipativer Tragwerke müssenaus der Berechnung in der Erdbebenbemessungssituation ohne Berücksichtigung der Kapazitätsbemessungermittelt werden, siehe auch EN 1998-1:2004, 4.4.2.6(3).

5.3.2 Die Übertragung der Auswirkungen in den Baugrund

(1)P Um der Gründung zu ermöglichen, 5.1(1)P a) zu genügen, müssen die folgenden Kriterien für dieÜbertragung der Horizontalkraft sowie der Normalkraft/des Biegemoments in den Baugrund angewendet

werden. Für Pfähle und Pfahlgründungen müssen die zusätzlichen Kriterien in 5.4.2 berücksichtigt werden.

(2)P Horizontalkraft . Der Bemessungswert der horizontalen Schubkraft V Ed  muss mittels folgenderMechanismen übertragen werden:

a) durch den Bemessungs-Scherwiderstand  F Rd  zwischen der horizontalen Sohlfläche eines Einzel-

fundaments oder einer Gründungsplatte und dem Boden, wie in 5.4.1.1 beschrieben;

b) durch den Bemessungs-Scherwiderstand zwischen den vertikalen Seitenflächen der Gründung und demBoden;

c) Durch die Bemessungs-Erddruckwiderstände auf die Seitenflächen der Gründung, unter den

Einschränkungen und Bedingungen, die in 5.4.1.1, 5.4.1.3 und 5.4.2 beschrieben werden.(3)P Eine Kombination des Scherwiderstands mit bis zu 30 % des Widerstands aus dem vollständigaktivierten passiven Erddruck ist zulässig.

(4)P Normalkraft und Biegemoment . In geeigneter Weise berechnete Bemessungsnormalkräfte  N Ed  undBiegemomente  M Ed müssen mittels eines oder einer Kombination folgender Mechanismen in den Baugrundübertragen werden:

a) Durch Bemessungs-Auflagerkräfte, die auf die Sohlfläche der Gründung wirken;

b) durch die Bemessungswerte von Biegemomenten, entstanden aus dem horizontalen Bemessungs-Scherwiderstand zwischen den Seitenflächen von tiefen Gründungsbauteilen (Senkkästen, Pfählen,

Caissons) und dem Boden, unter den in 5.4.1.3  und 5.4.2  beschriebenen Einschränkungen undBedingungen;

c) durch den vertikalen Bemessungs-Scherwiderstand zwischen den Seitenflächen von eingebetteten undtiefliegenden Gründungsbauteilen (Kästen, Pfählen, Pfahlgründungen und Caissons) und dem Boden.

5.4 Nachweise und Dimensionierungskriterien

5.4.1 Flachgründungen oder eingebettete Gründungen

(1)P Die folgenden Nachweise und Dimensionierungskriterien müssen für direkt auf dem darunter liegendenBoden aufliegende Flachgründungen oder eingebettete Gründungen durchgeführt bzw. erfüllt werden.

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5.4.1.1 Einzelfundamente (Bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit)

(1)P Entsprechend den Bemessungskriterien für den Grenzzustand der Tragfähigkeit müssen Einzelfunda-mente für Versagen durch Gleiten und für Versagen durch Überschreitung der Tragfähigkeit (Grundbruch)nachgewiesen werden.

(2)P Versagen durch Gleiten. Im Fall von Gründungen, deren Sohlfläche oberhalb des Grundwasserspiegelsliegt, muss der Widerstand gegen diese Art des Versagens durch Reibung und, unter den Bedingungen(beschrieben in (5)) dieses Unterabschnitts, durch seitlichen Erddruck erfolgen.

(3) Wenn keine genaueren Untersuchungen vorliegen, darf der Bemessungs-Reibungswiderstand  F Rd fürEinzelfundamente oberhalb des Grundwasserspiegels nach folgender Formel berechnet werden:

MEdRd

tan

γ 

δ  N  F    =   (5.1)

Dabei ist

 N Ed  die Bemessungsnormalkraft auf der horizontalen Sohlfläche;

δ   der Bauwerk-Boden-Reibungswinkel auf der Sohlfläche des Einzelfundaments, der nachEN 1997-1:2004, 6.5.3 berechnet werden darf;

γ M  der Teilsicherheitsbeiwert für die Materialeigenschaft, zahlenmäßig gleich dem beim tan φ  ′ anzu-wendenden Wert (siehe 3.1(3)).

(4)P Im Fall von Gründungen unterhalb des Grundwasserspiegels muss der Bemessungs-Scherwiderstandauf der Grundlage der undrainierten Scherfestigkeit ermittelt werden, nach EN 1997-1:2004, 6.5.3.

(5) Der Bemessungs-Seitenwiderstand E pd  infolge Erddruck auf die Seitenfläche des Einzelfundaments

darf gemäß den Angaben in 5.3.2  berücksichtigt werden, vorausgesetzt, es werden vor Ort geeigneteMaßnahmen ergriffen, wie z. B. die Verdichtung der Hinterfüllung gegen die Seitenflächen desEinzelfundaments, das Einrammen einer vertikalen Gründungswand in den Boden oder das Betonieren einesEinzelfundaments unmittelbar auf die saubere, senkrecht anstehende Bodenfläche.

(6)P Um sicherzustellen, dass kein Versagen durch Gleiten auf einer waagerechten Sohlfläche stattfindenkann, muss der nachstehende Ausdruck erfüllt sein

V Ed ≤  F Rd + E pd  (5.2)

(7) Bei Gründungen oberhalb des Grundwasserspiegels darf ein begrenztes Maß an Gleitung zugelassenwerden, vorausgesetzt, die beiden folgenden Bedingungen sind erfüllt:

 ⎯   die Bodeneigenschaften bleiben während des Erdbebens unverändert;

 ⎯   das Gleiten wirkt sich auf die Funktionsfähigkeit etwaiger Ver- und Entsorgungsleitungen (z. B. Wasser-,Gas-, Zugangs- oder Fernmeldeleitungen), die mit dem Bauwerk verbunden sind, nicht negativ aus.

Die Größe des Gleitweges sollte mit Rücksicht auf das globale Verhalten des Bauwerks vertretbar sein.

(8)P Versagen durch Grundbruch. Um die Anforderungen von 5.1(1)P a) zu erfüllen, muss die Tragfähigkeitder Gründung unter der Kombination der wirkenden Schnittgrößen N Ed, V Ed und M Ed nachgewiesen werden.

 ANMERKUNG Zum Nachweis der seismischen Tragfähigkeit der Gründung dürfen die allgemeine Beziehung und dieKriterien des informativen Anhangs F verwendet werden. Diese ermöglichen die Berücksichtigung der Neigung derBelastung und der Ausmittigkeit wegen der Trägheitskräfte im Bauwerk und auch die möglichen Auswirkungen derTrägheitskräfte auf den lastaufnehmenden Boden selbst.

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(9) Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass sich bei einigen empfindlichen Tonböden eine Abnahme derScherfestigkeit einstellen könnte, und dass kohäsionslose Materialien empfindlich sind gegen die Zunahmedes dynamischen Porenwasserdrucks unter zyklischer Beanspruchung sowie gegen die nach oben gerichteteFortpflanzung des Porenwasserdrucks aus darunter liegenden Schichten nach einem Erdbeben.

(10) Die Ermittlung der Tragfähigkeit des Bodens unter Erdbebenbeanspruchung sollte mögliche festigkeits-und steifigkeitsmindernde Mechanismen berücksichtigen, deren Wirkung schon bei verhältnismäßig niedrigenVerzerrungsniveaus einsetzen könnte. Wenn diese Erscheinungen berücksichtigt werden, dürfen abge-minderte Werte der Teilsicherheitsbeiwerte für die Materialeigenschaften verwendet werden. Andernfallssollten die Werte verwendet werden, auf die in 3.1(3) hingewiesen wird.

(11) Das Ansteigen des Porenwasserdrucks unter zyklischer Beanspruchung sollte berücksichtigt werden,entweder durch Betrachtung seines Einflusses auf die Festigkeit des undrainierten Bodens (bei derBerechnung der Gesamtspannung) oder über den Porenwasserdruck (bei der Berechnung derEffektivspannung). Für Bauwerke mit Bedeutungsbeiwert γ I  größer als 1,0 sollte das nichtlineareBodenverhalten bei der Bestimmung möglicher bleibender Verformungen bei Erdbeben berücksichtigt werden.

5.4.1.2 Horizontale Verbindungen zwischen Gründungskörpern

(1)P In Übereinstimmung mit 5.2 müssen die durch horizontale Relativverschiebungen im Gründungsbereichin das Tragwerk eingeleiteten zusätzlichen Auswirkungen ermittelt werden und es müssen geeigneteMaßnahmen zur Anpassung der Konstruktion ergriffen werden.

(2) Für Hochbauten ist die in (1)P dieses Unterabschnitts enthaltene Anforderung als erfüllt zu betrachten,wenn die Gründungen in ein und derselben horizontalen Ebene angeordnet sind und Zerrbalken oder einegeeignete Gründungsplatte auf Höhe der Einzelfundamente oder der Pfahlkopfplatten vorgesehen sind. DieseMaßnahmen sind in folgenden Fällen nicht erforderlich: a) für Baugrundklasse A und b) bei niedrigerErdbebengefährdung für Baugrundklasse B.

(3) Die Biegeträger des untersten Geschosses eines Hochbaus dürfen als Zerrbalken betrachtet werden,vorausgesetzt, sie befinden sich innerhalb von 1,0 m von der Sohlfläche der Einzelfundamente oder derPfahlköpfe. Eine Gründungsplatte darf gegebenenfalls die Zerrbalken ersetzen, vorausgesetzt, sie befindetsich innerhalb 1,0 m von der Sohlfläche der Einzelfundamente oder der Pfahlköpfe.

(4) Die erforderliche Zugfestigkeit dieser Verbindungsbauteile darf durch Näherungsverfahren schätzungs-weise ermittelt werden.

(5)P Wenn keine genaueren Regeln oder Verfahren zur Verfügung stehen, sind die Verbindungen derEinzelfundamente als ausreichend zu betrachten, wenn die unter (6) und (7) dieses Unterabschnittsangegebenen Regeln erfüllt sind.

(6) Zerrbalken

Folgende Maßnahmen sollten ergriffen werden:

a) Die Zerrbalken sollten für eine Längskraft bemessen werden, die sowohl als Zug- als auch als Druckkraftwirkt, mit dem Wert:

± 0,3 α  ⋅ S  ⋅  N Ed für die Baugrundklasse B,

± 0,4 α  ⋅ S  ⋅  N Ed für die Baugrundklasse C,

± 0,6 α  ⋅ S  ⋅  N Ed für die Baugrundklasse D,

wobei  N Ed dem Mittelwert der Bemessungswerte der Längskräfte der verbundenen vertikalen Bauteile inder Erdbebenbemessungssituation entspricht.

b) Die Längsbewehrung sollte im Körper des Einzelfundaments oder in den anderen darin einbindendenZerrbalken voll verankert werden.

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(7) Gründungsplatten

Die folgenden Maßnahmen sollten ergriffen werden:

a) Die Anschlussbereiche sollten zur Aufnahme von Längskräften gleich den in (6) a) dieses Unterabschnitts

angegebenen bemessen werden.

b) Die Längsbewehrung der Anschlussbereiche sollte voll im Körper der Einzelfundamente oder in deranschließenden Platte verankert sein.

5.4.1.3 Plattengründungen

(1) Alle Bestimmungen aus 5.4.1.1  dürfen auch auf Plattengründungen angewandt werden, jedoch mitfolgenden Einschränkungen:

a) Der Globalwert des Reibungswiderstands darf im Fall einer einzigen Gründungsplatte berücksichtigtwerden. Für einfache Gründungsträgerroste darf eine gleichwertige Einzelfundament-Sohlfläche an jederBalkenkreuzung angenommen werden.

b) Gründungsbalken und/oder -platten dürfen als Zerrbalken betrachtet werden; die Regel für ihreDimensionierung ist auf eine Effektivbreite anwendbar, die der Breite des Gründungsbalkens oder einerPlattenbreite gleich der zehnfachen Plattendicke entspricht.

(2) Eine Plattengründung kann auch einen Nachweis in ihrer eigenen Ebene, als Scheibe, erfordern, unterihren eigenen horizontalen Trägheitskräften und den aus dem Oberbau übertragenen Horizontalkräften.

5.4.1.4 Kastenförmige Gründungen

(1) Alle Bestimmungen von 5.4.1.3  dürfen auch auf kastenförmige Gründungen angewandt werden.Zusätzlich darf der Seitenwiderstand des Bodens, wie in 5.3.2(2) und 5.4.1.1(5) angegeben, für alle

Baugrundkategorien berücksichtigt werden, unter den vorgeschriebenen Einschränkungen.

5.4.2 Pfähle und Pfahlgründungen

(1)P Pfähle und Pfahlgründungen müssen zur Aufnahme von folgenden beiden Arten von Auswirkungenbemessen werden:

a) Trägheitskräfte  aus dem Oberbau. Solche Kräfte, kombiniert mit den statischen Lasten, ergeben dieBemessungsauswirkungen  N Ed, V Ed, M Ed, erwähnt in 5.3.2.

b) Kinematische Kräfte, infolge der Verformung des umgebenden Bodens beim Durchgang der Erd-bebenwellen.

(2)P Der Grenzwiderstand von Pfählen bei Querbelastung muss im Einklang mit den Grundsätzen vonEN 1997-1:2004, 7.7 nachgewiesen werden.

(3)P Berechnungen zur Ermittlung der entlang der Pfähle wirkenden Schnittgrößen sowie der Verschiebungund der Verdrehung am Pfahlkopf müssen auf diskreten Modellen oder Kontinuums-Modellen basieren, diefolgende Gegebenheiten realistisch (und sei es auch nur näherungsweise) wiedergeben können:

 ⎯   die Biegesteifigkeit des Pfahls;

 ⎯   die Bodenreaktionen entlang des Pfahls, mit angemessener Berücksichtigung der Auswirkungen derzyklischen Beanspruchung und der Größe der Bodenverzerrungen;

 ⎯   die dynamische Wechselwirkung zwischen den Pfählen untereinander (auch dynamischer „Pfahl-gruppen“-Effekt genannt);

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 ⎯   den Verdrehungs-Freiheitsgrad am Pfahlkopf bzw. des Pfahlkopfes oder jenen der Verbindung zwischenPfahl und Bauwerk.

 ANMERKUNG Zur Berechnung der Pfahlsteifigkeiten können die im informativen Anhang C angegebenenFormelausdrücke als Anleitung dienen.

(4)P Der seitliche Widerstand von Bodenschichten, die zu Verflüssigung oder zu einem wesentlichenFestigkeitsabfall neigen, muss vernachlässigt werden.

(5) Werden Schrägpfähle verwendet, sollten sie für die sichere Übertragung sowohl von Längskräften alsauch von Biegebeanspruchungen bemessen werden.

 ANMERKUNG Schrägpfähle werden nicht zur Übertragung von Horizontalkräften in den Boden empfohlen.

(6)P Biegemomente infolge kinematischer Wechselwirkung müssen nur dann ermittelt werden, wenn allefolgenden Umstände gleichzeitig auftreten:

 ⎯   Das Baugrundprofil entspricht den Baugrundklassen D, S1  oder S2  und enthält aufeinander folgende

Schichten mit stark ausgeprägten Steifigkeitsunterschieden.

 ⎯   Die Erdbebenzone entspricht einer mittlerer oder hoher Erdbebengefährdung, d. h., das Produkt a g  ⋅ S ist

größer als 0,10 g   (d. h. größer als 0,98 m/s2), und das unterstützte Bauwerk gehört zur Bedeutungs-kategorie III oder IV.

(7) Pfähle sollten grundsätzlich so bemessen sein, dass sie im elastischen Zustand verbleiben, jedoch darfsich unter bestimmten Umständen ein plastisches Gelenk am Pfahlkopf ausbilden. Die Bereiche mit möglicherBildung von Fließgelenken sollten nach den Regeln in EN 1998-1:2004, 5.8.4 bemessen werden.

6 Boden-Bauwerk-Wechselwirkung

(1)P Der Einfluss der dynamischen Boden-Bauwerk-Wechselwirkung muss berücksichtigt werden bei:

a) Bauwerken, bei denen Einflüsse aus Theorie II. Ordnung (P-δ -Effekte) eine wichtige Rolle spielen;

b) Bauwerken mit massiven oder tiefliegenden Gründungen wie Brückenpfeiler, Offshore-Caissons undSilos;

c) schlanken, hohen Bauwerken wie Türmen und Schornsteinen, wie sie in EN 1998-6 behandelt werden;

d) Tragwerken auf sehr weichem Untergrund, mit mittlerer Scherwellengeschwindigkeit  vs,max  (wie in

Tabelle 4.1 definiert) unter 100 m/s, wie etwa bei den Böden der Baugrundklasse S1.

 ANMERKUNG Der informative Anhang D liefert Informationen zu den allgemeinen Auswirkungen und der Bedeutungder dynamischen Boden-Bauwerk-Wechselwirkung.

(2)P Die Einflüsse der Boden-Bauwerk-Wechselwirkung auf Pfähle müssen nach 5.4.2  für alle Bauwerkeuntersucht werden.

7 Stützbauwerke

7.1 Allgemeine Anforderungen

(1)P Stützbauwerke müssen so bemessen werden, dass sie ihre Funktion während und nach dem Erdbebenerfüllen, ohne bedeutende Schäden an ihrer Tragkonstruktion zu erleiden.

(2) Bleibende Verformungen in Form kombinierter Gleit- und Kippbewegungen, wobei Letztere auf

irreversible Verformungen des Baugrundes zurückgehen, können zulässig sein, vorausgesetzt, es wirdnachgewiesen, dass sie mit den funktionalen und/oder ästhetischen Anforderungen kompatibel sind.

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7.2 Wahl des Tragwerktyps und allgemeine Gesichtspunkte für die Auslegung

(1)P Die Wahl des Tragwerkstyps muss im Allgemeinen auf der Grundlage der üblichen Gebrauchs-tauglichkeitsbedingungen erfolgen, nach den allgemeinen Grundsätzen von EN 1997-1:2004, Abschnitt 9.

(2)P Es muss besonders darauf geachtet werden, dass die Erfüllung der erdbebenbedingten Zusatz-anforderungen zu einer Anpassung des Entwurfs und, gelegentlich, zur Wahl eines besser geeignetenTragwerkstyps führen kann.

(3)P Das Hinterfüllmaterial hinter dem Bauwerk muss in situ sorgfältig eingebracht und verdichtet werden,um eine möglichst enge Verbindung mit der vorhandenen Bodenmasse zu erzielen.

(4)P Die Drainagesysteme hinter dem Bauwerk müssen in der Lage sein, vorübergehende und dauerndeVerschiebungen ohne Beeinträchtigung ihrer Funktionen zu ertragen.

(5)P Insbesondere im Fall von kohäsionslosen Böden, die Wasser enthalten, muss die Drainage inausreichendem Abstand unterhalb der potenziellen Bruchfläche hinter den Bauwerken wirksam sein.

(6)P Es muss sichergestellt sein, dass der gestützte Boden einen erhöhten Sicherheitsabstand gegenVerflüssigung unter dem Bemessungserdbeben aufweist.

7.3 Berechnungsverfahren

7.3.1 Allgemeine Verfahren

(1)P Jedes allgemein akzeptierte Verfahren, das auf Methoden der Tragwerks- und Baugrunddynamikbasiert und durch Erfahrung und Beobachtungen bestätigt wird, ist zur Untersuchung der Sicherheit einesStützbauwerks grundsätzlich brauchbar.

(2) Die folgenden Aspekte sollten berücksichtigt werden:

a) Das im Allgemeinen nichtlineare Verhalten des Bodens während seiner dynamischen Wechselwirkungmit dem Stützbauwerk;

b) die Trägheitswirkungen, die mit den Massen des Bodens, des Bauwerks und aller anderen Gewichts-lasten, die am Wechselwirkungsprozess teilnehmen könnten, einhergehen;

c) die hydrodynamischen Auswirkungen, die durch das Vorhandensein von Wasser im Boden hinter derWand und/oder durch das Wasser auf der Außenseite der Wand verursacht werden;

d) die Kompatibilität der Verformungen von Boden, Wand und Verankerungen, soweit vorhanden.

7.3.2 Vereinfachte Verfahren: pseudo-statische Berechnung

7.3.2.1 Grundmodelle

(1)P Das Grundmodell für die pseudo-statische Berechnung besteht aus dem Stützbauwerk und seinerGründung, aus einem Bodenkeil hinter dem Bauwerk, von dem vorausgesetzt wird, dass er sich in einemaktiven Grenzgleichgewichtszustand befindet (wenn das Bauwerk ausreichend nachgiebig ist), aus eineretwaigen zusätzlichen Flächenlast auf dem Bodenkeil und, möglicherweise, aus einer Bodenmasse amWandfuß, von der vorausgesetzt wird, dass sie sich in einem passiven Gleichgewichtszustand befindet.

(2) Um einen aktiven Zustand des Bodens herbeizuführen, muss die Wandbewegung während desBemessungserdbebens genügend groß sein; dies kann für verformbare Tragwerke durch Biegung und fürSchwergewichtsbauwerke durch Gleitung oder Drehung geschehen. Bezüglich der Wandbewegung, die zurEntstehung eines aktiven Grenzzustands erforderlich ist, siehe EN 1997-1:2004, 9.5.3.

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(3) Bei starren Bauwerken, wie etwa bei Kellergeschosswänden oder auf Fels oder Pfählen gegründetenSchwergewichtswänden, entstehen höhere Drücke als der aktive Erddruck, und es ist richtiger, einenRuhedruckzustand des Bodens anzunehmen, wie in E.9  gezeigt. Das sollte auch angenommen werden fürverankerte Stützwände, wenn keine Wandbewegung zugelassen ist.

7.3.2.2 Erdbebeneinwirkung

(1)P Zum Zweck der pseudo-statischen Berechnung muss die Erdbebeneinwirkung als eine Gruppe vonhorizontalen und vertikalen statischen Kräften angenommen werden, die gleich sind dem Produkt derGewichtskräfte mit einem Erdbebenbeiwert.

(2)P Die vertikale Erdbebeneinwirkung muss als aufwärts oder abwärts gerichtet betrachtet werden, so dass jeweils die ungünstigste Auswirkung erzielt wird.

(3) Die Intensität solcher Ersatzerdbebenkräfte für eine gegebene Erdbebenzone hängt von der Größe derbleibenden Verschiebung ab, die einerseits zulässig ist und andererseits durch die gewählte bauliche Lösungtatsächlich ermöglicht wird.

(4)P Wenn keine genaueren Untersuchungen vorliegen, müssen die horizontalen (k h) und vertikalen (k v)Erdbebenbeiwerte, die alle Massen betreffen, wie folgt angenommen werden:

r 

S k    α =h   (7.1)

k v = ± 0,5 k h, wenn av g /a g  größer ist als 0,6 (7.2)

k v = ± 0,33 k h in allen anderen Fällen (7.3)

Der Faktor r nimmt die in Tabelle 7.1 aufgelisteten Werte in Abhängigkeit von der Art des Stützbauwerks an.Für Stützwände nicht höher als 10 m muss der Erdbebenbeiwert als über die Höhe konstant angenommen

werden.

Tabelle 7.1 — Werte des Faktors r  für die Berechnung des horizontalen Erdbebenbeiwerts

Art des Stützbauwerks r

Freie Schwergewichtswände mit einer aufnehmbaren Verschiebung bis zu d r  = 300 α  ⋅ S  (mm) 2

Freie Schwergewichtswände mit einer aufnehmbaren Verschiebung bis zu d r  = 200 α  ⋅ S  (mm) 1,5

Biegebeanspruchte Stahlbetonwände, verankerte oder ausgesteifte Wände, auf vertikalenPfählen stehende Stahlbetonwände, gehaltene Kellergeschosswände und Brückenwiderlager

1

(5) Beim Vorhandensein von wassergesättigten, kohäsionslosen Böden, die zum Aufbau von hohenPorenwasserdrücken neigen:

a) sollte der  Faktor r  von Tabelle 7.1 nicht größer als 1,0 angenommen werden;

b) sollte der Sicherheitsfaktor gegen Verflüssigung nicht kleiner als 2 sein.

 ANMERKUNG Der Wert 2 für den Sicherheitsbeiwert folgt aus der Anwendung von 7.2(6)P im Rahmen dervereinfachten Methode von 7.3.2.

(6) Für mehr als 10 m hohe Stützbauwerke sowie für zusätzliche Informationen zum Faktor r  siehe E.2.

(7) Bei Stützkonstruktionen, die nicht Schwergewichtswände sind, dürfen die Auswirkungen der vertikalenBeschleunigung auf das Stützbauwerk vernachlässigt werden.

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7.4 Standsicherheits- und Festigkeitsnachweise

7.4.1 Standsicherheit des Bodens der Gründung

(1)P Die folgenden Nachweise werden verlangt:

 ⎯   Gesamtstandsicherheit;

 ⎯   örtliches Bodenversagen.

(2)P Der Nachweis der Gesamtstandsicherheit muss nach den Regeln in 4.1.3.4 durchgeführt werden.

(3)P Die Grenztragfähigkeit der Gründung muss für Versagen durch Gleiten und für Versagen durchGrundbruch überprüft werden (siehe 5.4.1.1).

7.4.2 Verankerungen

(1)P Verankerungssysteme (einschließlich freier Spannglieder, Verankerungsmechanismen, Ankerköpfenund Haltevorrichtungen) müssen sowohl eine genügend große Tragfähigkeit und Länge besitzen, um dasGleichgewicht des kritischen Bodenkeils unter seismischen Bedingungen sicherzustellen (siehe 7.3.2.1), alsauch eine ausreichende Fähigkeit, sich den seismischen Verformungen des Baugrunds anzupassen.

(2)P Der Verankerungswiderstand muss nach den Regeln von EN 1997-1:2004 für ständige und vorüber-gehende Bemessungssituationen für Grenzzustände der Tragfähigkeit ermittelt werden.

(3)P Es muss sichergestellt sein, dass der Boden, in dem die Verankerung stattfindet, die erforderlicheFestigkeit für das Funktionieren der Verankerung während des Bemessungserdbebens besitzt und,insbesondere, dass er einen erhöhten Sicherheitsabstandbeiwert gegen Verflüssigung aufweist.

(4)P Die Länge Le zwischen dem Anker und der Wand muss größer sein als der für nichtseismische Lasten

erforderliche Abstand Ls. 

(5) Die Länge Le für Verankerungen, die in einer Bodenschicht mit ähnlichen Eigenschaften wie diejenigendes Bodens hinter der Wand eingebettet sind, und für ebene Bodenoberflächen darf mit Hilfe folgenderFormel ermittelt werden:

 Le = Ls (1 + 1,5α  ⋅ S ) (7.4)

7.4.3 Tragfähigkeit des Bauwerks

(1)P Es muss nachgewiesen werden, dass sich unter der Kombination der Erdbebeneinwirkung mit anderenmöglichen Lasten ein Gleichgewichtszustand einstellt ohne Überschreitung der Bemessungswerte derTragfähigkeit der Wand und der stützenden Bauteile.

(2)P Zu diesem Zweck müssen die einschlägigen Grenzzustände für Tragwerksversagen nachEN 1997-1:2004, 8.5, berücksichtigt werden.

(3)P Bei allen tragenden Bauteilen muss die Einhaltung folgender Bedingung sichergestellt sein

 Rd > E d  (7.5)

Dabei ist

 Rd  der Bemessungswert des Widerstands des Bauteils, der in der gleichen Art wie für dennichtseismischen Lastfall ermittelt wird;

 E d  der Bemessungswert der Beanspruchungen, wie nach der in 7.3  beschriebenen Berechnungbestimmt.

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Anhang A (informativ)

Topographische Verstärkungsfaktoren

A.1 Dieser Anhang gibt einige vereinfachte Verstärkungsfaktoren für die beim Standsicherheitsnachweisvon Böschungen verwendete Erdbebeneinwirkung an. Solche, mit S T bezeichneten Faktoren werden in ersterNäherung als unabhängig von der Grundschwingungsperiode betrachtet, und damit als konstanteSkalierungsfaktoren multiplikativ auf die Ordinaten des elastischen Antwortspektrums nach EN 1998-1:2004angewendet. Diese Verstärkungsfaktoren sollten vorzugsweise verwendet werden, wenn die Böschungen zuzweidimensionalen topographischen Unregelmäßigkeiten gehören, wie lange Bergrücken oder Klippen miteiner Höhe über etwa 30 m.

A.2 Für mittlere Böschungswinkel kleiner als ungefähr 15° dürfen Einflüsse der Topographie vernachlässigt

werden, während im Fall einer stark unregelmäßigen örtlichen Topographie eine besondere Untersuchungempfohlen wird. Für größere Winkel sind folgende Richtlinien anwendbar:

a) Isolierte Klippen und Böschungen. Ein Wert S T ≥ 1,2 sollte bei Standorten in der Nähe des Gipfels

angewendet werden;

b) Bergrücken, deren Breite in der Gipfelregion bedeutend kleiner ist als am Fuß. Ein Wert S T ≥ 1,4 sollte

nahe dem Gipfel der Böschung bei mittleren Böschungswinkeln größer als 30°  verwendet werden, undein Wert S T ≥ 1,2 sollte bei kleineren Böschungswinkeln verwendet werden;

c) Vorhandensein einer lockeren Oberflächenschicht . Ist eine lockere Oberflächenschicht vorhanden, sollteder kleinste S T-Wert in a) und b) um wenigstens 20 % erhöht werden;

d) räumliche Veränderlichkeit des Verstärkungsfaktors. Es darf angenommen werden, dass der Wert von S Tals lineare Funktion der Höhe über dem Fuß der Klippe oder des Bergrückens abnimmt und am Fußpunktden Wert eins annimmt.

A.3 Im Allgemeinen nimmt die seismische Vergrößerung auch mit größer werdender Tiefe im Inneren desBergrücke