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Trockenbau für erdbebenresistente Gebäude
Das EU-Forschungsprojekt Elissa hat untersucht, wie sich Gebäude in Stahl-Leichtbauweise bei Erdbeben verhalten. Das Ergebnis: Die Konstruktionen halten selbst Erschütterungen der Stärke 6 stand. Somit könnten Menschenleben im Ernstfall effektiv geschützt werden.
02.04.2024
Technik
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Das Elissa-Haus, mit dem die Erdbebensicherheit von Trockenbaukonstruktionen getestet wurde.
Weltweit werden jährlich über 1500 Erdbeben mit Stärke 5 oder mehr auf der Richterskala registriert. Beben dieser Grössenordnung verursachen grosse Zerstörungen. Die Sicherheit von Gebäuden hat deshalb in seismisch aktiven Regionen oberste Priorität, um das Leben der Bewohner zu schützen.
Anders als vielfach angenommen, bieten massive Bauten in den seltensten Fällen guten Schutz, sondern vielmehr leichte, duktile Bauweisen. Ein Beispiel hierfür ist die Stahl-Leichtbauweise. Dies bewies das europäische Forschungsprojekt Elissa.
Im Rahmen von Elissa (Energy Efficient LIghtweight-Sustainable-SAfe-Steel Construction) hatten sich Partner aus Forschung und Industrie über drei Jahre mit der Weiterentwicklung der Stahl-Leichtbauweise beschäftigt, unter anderem auch im Hinblick auf die Erdbebensicherheit.
Prüfung auf dem Rütteltisch
Getestet wurde neben einzelnen Wand- und Deckenaufbauten auch das als Gesamtkonzept angelegte Elissa-Haus – ein zweistöckiges Gebäude in Stahl-Leichtbaukonstruktion mit einer aus Gründen der Versuchsanordnung beschränkten Grundfläche von 11 Quadratmetern.
Zur Bewertung der dynamischen Eigenschaften wie Grundschwingungsdauer und Dämpfungsverhältnis wurden dazu an der darauf spezialisierten Universität Neapel verschiedene Prüfverfahren auf einem Rütteltisch durchgeführt.
Neben dynamischen Identifikationstests simulierten die Forscherinnen und Forscher dabei reale Erdbeben mit natürlicher Bodenbewegung. Als Referenzwert diente das L‘Aquila-Erdbeben, das am 6. April 2009 in Mittelitalien mit einer Mercalli-Intensität von etwa 9 und mit der Grösse 6 auf der Richterskala gemessen wurde und grosse Schäden anrichtete.
In allen Tests legte die im Elissa-Haus eingesetzte Stahl-Leichtbauweise sehr gute seismische Leistungswerte an den Tag. Als regelrecht hervorragend zu bewerten ist die maximale gegenseitige Stockwerksverschiebung mit dem sehr kleinen Wert von 0,97 Prozent für das erste sowie 0,58 Prozent für das zweite Geschoss.
Menschenleben retten
Die Querwände zeigten genauso eine gute seismische Reaktion wie Boden und Decke, die sich lagesicher in der Ebene hielten. Das Elissa-Haus konnte somit Schwingungen bis zum 1,5-fachen Wert (Skalierungsfaktor von 150%) des Aquila-Erdbebens ausgesetzt werden, ohne dass sichtbare Schäden in den Bauteilen auftraten. Nicht nur das das vordringliche Schutzziel, Menschenleben zu retten, wäre damit erfüllt.
«In einigen Regionen Europas und weltweit werden Erdbeben deutlich häufiger und deutlich stärker auftreten als heute. Unser Ziel ist es, sichere Lösungen zum Schutz der Menschen in diesen Regionen zu entwickeln. Die im Elissa-Projekt eingesetzte Stahl-Leichtbauweise hat ihre extreme seismische Belastbarkeit unter Beweis gestellt», erklärt Ulrich Hummel, Leiter Produktmanagement der Knauf-Gruppe, der das Projekt seitens des Trockenbau-Herstellers verantwortete.
Partner im Projekt Elissa und allgemein ist die in Basel ansässige Firma Cocoon. «Durch die Weiterentwicklung unseres Transformer-Systems und die Integration der Knauf-Lösungen können wir den Erdbebenschutz unserer Konstruktionen optimieren», äussert sich der Geschäftsleiter Werner Nepple.
Text: Knauf
Bilder: Elissa
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