Simulative Erdbebenschadensmodellierung auf Grundlage der EMS‐98 – Realitätsnähe und Prognosetauglichkeit

Abstract

International liegen verschiedene Schadensmodelle vor, um die strukturelle Schädigung des Bauwerksbestands und die daraus resultierenden Verluste infolge Erdbebeneinwirkung zu quantifizieren. Die Anwendung der verschiedenen Schadensfunktionstypen für eine realitätsnahe Ermittlung der Schäden setzt eine detaillierte Kenntnis des Bauwerksbestands und seiner Verletzbarkeit sowie der standortspezifischen Untergrundbedingungen voraus. Das am Zentrum für die Ingenieuranalyse von Erdbebenschäden der Bauhaus‐Universität Weimar im Rahmen des Deutschen Forschungsnetzes Naturkatastrophen (DFNK) entwickelte intensitätsbasierte Schadensmodell für die allgemeine Bebauung wurde an den gemeldeten Verlusten des Albstadt‐Erdbebens von 1978 validiert. Eine Betrachtung der Streubreiten und Unsicherheiten in der Verteilung der Schadensgrade Di sowie die Spiegelung an vergleichbaren Schadensmodellen stand bisher noch aus. Die Re‐Evaluation der untersuchten Modellansätze erfolgt im Beitrag an den durch unterschiedliche Standortintensitäten gekennzeichneten Erdbebenereignissen (Albstadt 1978, L'Aquila 2009) anhand der real aufgetretenen Bauwerksschäden. Im Rückblick auf die DFNK‐Studie werden die Ergebnisse für den Großstadtraum Köln nochmals mit neuen Bauwerksdaten und dem erweiterten Schadensmodell überprüft. Die im DFNK aggregiert beschriebene Bauwerksverletzbarkeit wird auf den Einzelbauwerksbestand übertragen und der Einfluss auf die Erdbebenszenarien untersucht. Die Streuung der strukturellen Schäden und der Verluste wird durch Monte‐Carlo‐Simulationen berücksichtigt. Die Veränderungen der Ergebnisse gegenüber der DFNK‐Studie werden ausgewiesen und diskutiert.

Synopse der Naturgefahren für Köln

“…Im Rahmen des Deutschen Forschungsnetzwerks Naturkatastrophen wurde ein intensitätsbasiertes Schadensmodell auf der Grundlage von Verletzbarkeitsfunktionen entwickelt, das die strukturellen Schäden in Form des mittleren Schadensgrads D m angibt . Die Ergebnisse bei simulativer Anwendung der einzelnen Entwicklungsstufen der Verletzbarkeitsfunktionen werden in untersucht. Die hier vorliegende Studie beschränkt sich auf die Spiegelung der Ergebnisse bei mikroskaliger Betrachtungsebene mit den gleichen Ansätzen wie im DFNK.…”

Methoden für digitale 3D‐Lagebilder: Erfahrungen aus dem Hochwasser 2021

“…Die Qualität besteht in der zwischenzeitlich durch die Erstautoren in [11] vereinheitlichten Beschreibung der Schadensgrade und der Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Bauweisen und ihrer Verletzbarkeit, die in Form der Verletzbarkeitsfunktionen den Einstieg in szenarienbasierte Schadensprognosen bzw. simulative Risikoanalysen [12–15] ermöglichen. Die durch Ingenieurkompetenz und Expertise qualifizierten Datenbanken sind weiterhin unverzichtbar, wenn es um die Entwicklung und Prüfung belastbarer Modellansätze geht.…”

The intrinsic problems in EQ damage prognosis: the experience from a systematic evaluation of L’Aquila databases and different Levels of Data Availability.

“…The works presented by Maiwald & Schwarz (2020) were achieved by the inspection of ground observations through remote sensing tools. Images from Google Street View (2022) were consulted with variations on the month and year of capture, this is pre-and post-event dates.…”

“…From this section onwards, the dataset from Maiwald & Schwarz (2020) and its added data are referred as the dataset A. From the results, two parameters were taken for this study: construction material of the building and their position within an aggregate.…”

“…to the ones presented in Fig. 6a and with DG5 assignments, aiming to compare and evaluate the scenarios from Maiwald & Schwarz (2020) and the completeness of the Italian database. For the most straightforward correlations, points were found located within the perimeters of the buildings or in immediate surroundings simulating the positions from which a surveyor could do an initial inspection; the ones without these characteristics had a more refined inspection, with particular attention given to structural characteristics.…”