.jpg)
Erdbebensichere Gebäude sind in geologisch instabilen Gebieten ein wesentliches Thema. Um zu beurteilen, ob eine Region in einem Gebiet liegt, in dem erhebliche Erdbeben auftreten, werfen wir zunächst einen Blick auf die Erdbebengefahrenkarte . Außerdem muss man sich darüber im Klaren sein, dass das Gebäude trotz des Namens (fast) nie vollständig erdbebensicher gemacht werden kann. In den meisten Fällen wird das Haus zwar trotzdem beschädigt oder möglicherweise zerstört, aber die „Erdbebensicherheit“ verhindert oder verringert den Verlust von Menschenleben.
Inhalt
Design-Prinzipien
Design und Wahl der Baumaterialien haben einen großen Einfluss auf die Erdbebensicherheit eines Gebäudes . Eine geringere Steifigkeit von Gebäuden und eine Kombination aus Biege- und Zugfestigkeit sorgen für eine höhere Erdbebensicherheit . [ Erweiterung erforderlich ] Die Leichtigkeit des Baumaterials verringert die Wahrscheinlichkeit von Verletzungen oder dass Menschen eingeklemmt werden, wenn das Gebäude einstürzt. Die wichtigsten Teile des Hauses, die leicht/stoßfest sein müssen, sind das Dach, aber auch die Wände selbst können durch neue Strukturen stoßfest gemacht werden . [1]
Im Allgemeinen muss das Gebäude also gut entworfen und gebaut werden, um Erdbeben standzuhalten. An den meisten Standorten sind die Gebäude jedoch bereits vorhanden, und anstatt das ganze Haus neu zu bauen, ist es besser, Änderungen vorzunehmen. Diese Methode ist nicht nur schneller und einfacher, sondern auch kostengünstiger. [2]
Leistung von Baumaterialien
- Bambus : Bambus ist im Vergleich zu Holz leichter und zieht weniger seismische Kräfte an. Es hat ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und eine höhere Biegefestigkeit als Holz. Es muss jedoch gepflegt werden, um es vor biologischem Verfall zu schützen.
- Holz : Die Erdbebensicherheit ist aufgrund des geringen Gewichts (im Vergleich zu Mauerwerk) und der Flexibilität der Nagelverbindungen relativ hoch. Solange Materialien und Verarbeitung von guter Qualität sind, können Holzkonstruktionen Erdbeben sehr gut standhalten. Nicht tragende Füllwände bieten bei Rissen eine Möglichkeit, seismische Energie abzuleiten. Ein Holzrahmenhaus wird normalerweise als mittel- bis gering erdbebengefährdet eingestuft. [3]
- Eingefasstes Mauerwerk : Die Leistung unter seismischer Belastung kann zufriedenstellend sein, es kommt jedoch zu Versagen, wenn keine Stützpfeiler und -träger verwendet werden, wenn die Dach-Wand-Verbindungen unzureichend sind oder wenn Materialien oder Verarbeitung von minderer Qualität verwendet werden. [4]
- Stahlbeton : Es gibt viele Fälle, in denen Stahlbetonrahmen Erdbeben nicht standhalten konnten, nicht weil sie nicht gut konstruiert sind, sondern weil es in vielen Ländern schwierig ist, gute Baupraktiken einzuhalten. Dies führt zu unvorhersehbaren Versagensarten wie Scherversagen und Betonzertrümmerung. [5]
- Unverstärktes Mauerwerk (Ziegel, Lehm, Stein): Unverstärktes Mauerwerk hat sich bei Erdbeben als unempfindlich erwiesen. Die Leistung hängt von der Festigkeit des Mörtels und der Elemente, der Verzahnung der Wände, den Dach-Wand- und Wand-Wand-Verbindungen und der Qualität der Konstruktion ab. [6] [7]
In modernen Städten, die anfällig für Erdbeben sind, wie Taipeh, Tokio oder Los Angeles, kommen hochtechnologische Lösungen zum Einsatz. Dazu gehören seismische Isolierung und Geräte zur passiven Energieableitung. Mehrstöckige Beton- und Ziegelhäuser können durch Verstärkung und flexible Verbindungen so konstruiert werden, dass sie höchst erdbebensicher sind.
Implementierung
Gebäudemodifikationen
Gebäudeumbauten sind, wie oben erwähnt, in den meisten Fällen die beste Lösung. Sie funktionieren sehr gut (natürlich abhängig von der Ausführung) und sind kostengünstiger oder besser für ländliche Gegenden geeignet oder dort, wo moderne, anspruchsvolle Bautechniken nicht praktikabel sind:
- Erdbebensicher : Bauen mit Drähten und Stöcken oder Stangen innerhalb und außerhalb der Ziegel- oder Lehmwände eines Hauses, um deren Einsturz zu verhindern oder zu verlangsamen. Die Drähte sollten am besten C2C-konform hergestellt werden;
- Super-Adobe , mit Stacheldraht oder [Plastik]] [8] oder Nylon- Maschendraht/-Geflecht verstärktes Adobe. Plastik und Nylon sind jedoch keine Cradle-to-Cradle- Materialien und werden daher am besten durch verzinkten Stahl ersetzt. ... Außerdem sollte das Hinzufügen einer weiteren Schicht (z. B. Gips; siehe PAKSBAB-Projekt) zu den Wänden entweder vermieden oder so ausgeführt werden, dass sie leicht getrennt werden können, was wiederum eine Voraussetzung für C2C-Bauen ist.
- Mit Sandsäcken gefüllte Reifen können als Bodenbewegungsdämpfer verwendet werden, insbesondere für Ziegelbauten wie in Indonesien. John van de Lindt von der Colorado State University. Da Reifen mehrere Nicht-Cradle-2-Cradle-Materialien enthalten, ist diese Methode aus ökologischer Sicht nicht ideal. [9]
- Die Indonesia Aid Foundation, Inc. hat einen Entwurf und ein Projekt zur Herstellung erschwinglicher Häuser (1.000 US-Dollar) am Fließband entwickelt. Quake Housing .
- Eine weitere Methode sind Platten, die auf Kugellagern (auf einer gekrümmten Metalloberfläche) schwimmen. Ähnlich wie bei mit Sand gefüllten Reifen würde die Implementierung in bestehende Häuser jedoch erfordern, dass das Haus vorübergehend angehoben wird, um sie einzusetzen. Diese Methode ist bei weitem die beste und kann anscheinend, wenn sie richtig durchgeführt wird (d. h. bei der richtigen Krümmung des Untergrunds), jedem Erdbeben standhalten, unabhängig von seiner Stärke. [10] [11] [12] [13]
Neue Gebäudeentwürfe
- Bambus ist leicht und biegsam und verursacht kaum Schaden, wenn er herunterfällt. Ein einfaches Bambusgebäude bietet jedoch kaum Schutz vor Witterungseinflüssen.
- Holz wird in den USA ( Kalifornien ) häufig verwendet .
- Bei erdbebensicheren Bauwerken kann Stahlbeton eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweisen.
- Bei korrekter Ausführung ist eingefasstes Mauerwerk sehr erdbebensicher. Es werden die gleichen Materialien wie bei Mauerwerk mit Stahlbetonrahmen verwendet , allerdings in anderer Baureihenfolge und Ausführung.
- Stroh kann zum Bau von Wänden verwendet werden. Siehe PAKSBAB-Projekt
Wie konnte ein 89 Jahre altes Haus das Erdbeben von Nisqually überstehen?
Ein altes Haus und seine Bewohner wurden durch Erdbebenschutzmaßnahmen geschützt, darunter auch die ordnungsgemäße Verankerung des Hauses an den Pfosten, auf denen es stand.
Dem hübschen kleinen weißen Haus auf einem Hügel sieht man seine 89 Jahre nicht an. Es sieht genauso aus wie vor dem Erdbeben vom 28. Februar 2001, das die Puget Sound-Region im US-Bundesstaat Washington mit einer Stärke von 6,8 erschütterte.
Doch es gibt einen versteckten Unterschied. Vor dem Beben stand das Haus einfach nur da. Jetzt ist es in seiner Position und bereit, der nächsten Erschütterung durch tektonische Platten hartnäckig zu widerstehen.
Der Unterschied kostete kaum 3.300 US-Dollar und beruhte im Wesentlichen auf einfacher Technik: einige Stücke Sperrholz, eine Sammlung von 5 x 15 cm großen Brettern und 60 cm langen Metallbändern, Nägeln, Ankerstiften und etwa 40 Arbeitsstunden eines Bauunternehmers.
Dies ist das Traumhaus von Frau Doris Chapot, und es enthält in Laiensprache die vage verständlichen Wörter „Schadensminderung“ und „Nachrüstung“. Ohne diese Arbeit hätte das Haus leicht aus seinem Fundament kippen oder vielleicht in Richtung Liberty Bay abrutschen können, mit der 80-jährigen Bewohnerin auf einer furchterregenden Fahrt.
Stattdessen sei „nichts im Haus heruntergefallen oder kaputtgegangen. Das Haus hat sich wunderbar gehalten“, erzählte sie einem Katastrophenschutzmitarbeiter der Federal Emergency Management Agency (FEMA).
When Mrs. Chabot, widow of a building contractor, moved from California in 1998, her home was perched on 40 six-by-six inch posts. Those posts, each about 24-inches tall, stood atop 10 or 12-inch high pier blocks and were spaced out every six feet around the circumference of the home. One row of them ran down the middle of home-only gravity kept things in place.
From her life in California, Mrs. Chabot knew about earthquakes and the importance of mitigation. After recovering from a health problem, she contacted Northwest Renovations and met contractor Rich Reidesel.
Reidesel learned that the comfortable home was built in 1902 as a church parsonage and was moved to its present location in 1940, when it was placed on the posts and pier blocks.
Working in the two feet of crawl space under the house, Reidesel linked the posts with stout planks and nailed metal straps to the posts. The bottom of each strap was anchored to a pier block with a stout sheer pin.
Slabs of thick plywood were nailed in place as gussets linking the beams under the home's floor to the posts and the planks. Reidesel's work is an example of only one of a variety of mitigation methods.
"I do know the importance of this work and I remember having my homes in California retrofitted because of earthquakes," Mrs. Chabot said. Those homes survived several good shakings.
"When this quake hit, I was in a little sitting room on the second floor, looking through some books. It felt like almost a circular rolling motion instead of a jolting," she said.
"The only things that moved in the house were a couple of pictures that tipped a little and some books on a table downstairs. There were too many books for the little book ends to hold," Mrs. Chabot said.
Prior to the Nisqually quake, Mrs. Chabot quickly learned that Reidesel's work had made her home safer.
"Before I could feel the house vibrate when heavy trucks drove by. I have my washer and dryer in a little service alcove at the back of the house. When they were running, my lamps would rattle.
"Now," Mrs. Chabot said proudly, "I don't feel anything. I don't feel the trucks, nothing moves when my washer and dryer are working." The house survived the quake with absolutely no damage, and Mrs. Chabot only had to straighten a couple of pictures and pick up a few spilled books.
Reidesel was equally happy with his work. "It withstood the quake the way we believed it would."
References
- ↑ EEarthquake-proof earth ships tested in Andaman islands, Haiti
- ↑ http://ngm.nationalgeographic.com/big-idea/10/earthquakes NGM The big idea: Safe houses]
- ↑ http://world-housing.net
- ↑ http://web.archive.org/web/20120503194439/http://www.world-housing.net/uploads/confined_masonry.pdf
- ↑ http://web.archive.org/web/20120405113226/http://www.world-housing.net/uploads/RC_frame.pdf
- ↑ http://web.archive.org/web/20100612063811/http://world-housing.net/uploads/stone_masonry.pdf
- ↑ http://web.archive.org/web/20110615015338/http://www.world-housing.net/uploads/brick_Masonry.pdf
- ↑ Maschendraht aus Kunststoff
- ↑ Safe Houses, S. 2 , 2010.
- ↑ Erdbebensicherung durch Kugellager auf gekrümmtem Untergrund
- ↑ Kugellager Beschreibung
- ↑ Kugellager
- ↑ Eigenschaften der Lagerplattform
Externe Links
- Sichere Häuser, S. 2 , National Geographic Magazine , 2010.
- Beachten Sie, dass Practical Action eine technische Kurzbeschreibung zum Download bereithält. (Diese wurde noch nicht auf Appropedia portiert .)
