Stahlprofile von TodaySystems

Ein wichtiges Kriterium für die Bauabnahme eines Gebäudes ist die Erdbebensicherheit. Auch wenn Erdbeben in unseren Graden seltener vorkommen, müssen Gebäude im Falle des Falles hohe Schwingungen aushalten, ohne einzustürzen. Dafür müssen Bauelemente und Baustoffe so ausgebildet sein, dass die Energie des Bebens in Teile der Struktur geleitet wird, die diese Energie durch zulässige Verformungen aufnehmen kann. Weltweite Tests zeigen, dass die Stahl-Leichtbauweise für solche Belastungen besonders geeignet ist. 

Das europäische Forschungsprojekt ELISSA (Energy Efficient Lightweight-Sustainable-Safe-Steel Construction) beschäftigte sich über drei Jahre intensiv mit der Weiterentwicklung der Stahl-Leichtbauweise. Dabei ging es auch um das Verhalten bei Erdbeben. Das Ergebnis: Die tragenden Wandbauteile halten selbst Erschütterungen der Stärke 6 auf der Richterskala stand. Zuvor wurde dies nur von Massivbauten angenommen, denen man bei Erdbeben den besten Schutz zusprach. Angesichts der Ergebnisse aus dem EU-geförderten Forschungsprojekt scheint dies nicht der Fall zu sein. Zwar sind Gebäude in Massivbauweise nicht so leicht in Schwingung zu versetzen, doch wenn es geschieht, spielen hier größere Trägheitskräfte eine Rolle, die bei schweren Erdbeben ohne Vorankündigung zum Einsturz führen kann.

Erdbeben-Simulation auf dem Rütteltisch

Wie die Erdbeben-Simulationen an der Universität Neapel zeigten, würden Hauswände in moderner Stahl-Leichtbauweise einem Beben dieser Intensität standhalten. Für die Tests wurde auf einem Rütteltisch das „ELISSA Haus“ gebaut, ein zweistöckiges Gebäude in Stahl-Leichtbauweise mit einer aus Gründen der Versuchsanordnung beschränkten Grundfläche von 11 m². Der Rütteltisch ermöglichte die realistische Simulation typischer Bodenbewegungen bei einem Erdbeben. Bei einer Stärke von 6 auf der Richterskala wurde eine maximale gegenseitige Stockwerksverschiebung von gerade einmal 0,97 % für die erste Etage und 0,58 % für die zweite gemessen. Auch die Querwände sowie der Boden und die Decke des Testgebäudes zeigten eine gute seismische Reaktion

Leicht und sicher

Dieses hervorragende Ergebnis aus dem Forschungsprojekt mit dem ELISSA-Haus wird ebenfalls durch Tests an der University of California in San Diego bestärkt. Auf dem weltweit größten seismischen Rütteltisch setzte ein Team aus Ingenieuren im Jahr 2016 erstmals ein sechsstöckiges Gebäude in Stahl-Leichtbauweise einer Reihe von Erschütterungen aus. Die Simulationen umfassten Bewegungen, die während verschiedenen Erdbeben aufgezeichnet wurden. In der Stärke 6,7 in Northridge (1994) und der Stärke 7,2 in Cape Mendocino (1992), beide in Kalifornien, USA, sowie ein Erdbeben der Stärke 8,8, das sich 2010 in Maule, Chile, ereignete. Die Versuchsreihe zeigt beeindruckende Ergebnisse bei dem seismischen Verhalten kaltgeformter Stahlprofil-Konstruktionen.

Quellen:

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