Entwicklung und Demonstration eines probabilistischen Index für die seismische Widerstandsfähigkeit unter Berücksichtigung der Interaktion zwischen Infrastruktursektoren in einer Gemeinde

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Lars Abrahamczyk
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566798621

Die jüngsten Ereignisse, wie das Erdbeben in Mexiko-Stadt 1985, das Erdbeben in Puebla (Mexico) 2017 und das Erdbeben in Kahramanmaraş (Türkei) 2023, haben wiederholt die grundlegende Anfälligkeit städtischer Infrastrukturnetze und die mangelnde Widerstandsfähigkeit von Gemeinden gegenüber solchen Gefahren offenbart. Bisherige Studien bzw. Bemühungen zur Minimierung der Auswirkungen von Erdbeben auf die Infrastruktur und damit auf das Funktionieren und die Widerstandsfähigkeit der Gemeinschaft insgesamt betrachten die strukturellen Komponenten eines Netzwerkes vornehmlich isoliert voneinander. In Anbetracht der ständigen Gefährdung durch Naturkatastrophen wie Erdbeben sowie der eindeutigen Anfälligkeit kritischer Infrastruktursektoren wie Gebäude, Verkehrs- und Wasserversorgungsnetze usw. postuliert diese Studie als zentrale Hypothese, dass die Funktionalität und Widerstandsfähigkeit einer Gemeinschaft umfassend durch einen einzigen Index bewertet werden kann, der die Interaktion zwischen verschiedenen städtischen Infrastruktursektoren während der Erholungsphase genau berücksichtigen muss. Um dies zu erreichen, schlägt die Studie vor, fortschrittliche statistische Methoden wie Markov-Chain für und Bayess'sche Netze einzusetzen, um die gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen den Infrastrukturbereichen zu berücksichtigen. Mit dem vorgeschlagenen Projekt werden zwei bedeutende und innovative Fortschritte im Vergleich zum derzeitigen Forschungsstand erzielt: 1) Erstellung eines probabilistischen Funktionalitätsindexes zur Bewertung bestehender und neuer Infrastrukturen unter Berücksichtigung akzeptabler Grenzen für Reparaturzeiten und Wiederherstellung der Funktionalität sowie der Interaktion zwischen verschiedenen Komponenten und den vom Betrieb abhängigen Gemeinden und 2) Entwicklung einer ganzheitlichen seismischen Entwurfsmethode auf der Grundlage von lokaler Verschiebungskontrolle, Schadensverteilung, dissipierter Energie und seismischer Widerstandsfähigkeit. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Erzielung einer größeren strukturellen Widerstandsfähigkeit in Bezug auf Kosten und Funktionsverluste durch eine wirksame Kontrolle der Verteilung, der Schadensintensität und der Energiedissipation. Die übergeordneten Projektziele werden durch eine intensive Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Verantwortlichkeiten zwischen mexikanischen und deutschen Kollegen in allen Phasen des Projekts erreicht. Diese Zusammenarbeit soll den Wissensaustausch zwischen allen Beteiligten fördern und konsistente Ergebnisse während des gesamten Forschungsprozesses sicherstellen. Das Projekt leistet darüber hinaus einen Beitrag zum wissenschaftlichen Austausch mit großer Auswirkung auf die Hochschulbildung und ermöglicht die vergleichende Untersuchung unterschiedlicher Bewertungs- und Bemessungsphilosophien auf beiden Seiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Mexiko
• Partnerorganisation: Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Amado Gustavo Ayala Milián