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BaustoffeBaustoffe
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DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru
EinführungEinführung
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ErdbebenwirkungErdbebenwirkung
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FallstudienFallstudien
§§ HolzrahmenHolzrahmen
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HolzrahmentragwerkeHolzrahmentragwerke
§§ Alpengebie...
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FachwerkbautenFachwerkbauten
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PombalinoPombalino--GebäudeGebäude
DeckenDecken
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HolzrahmenHolzrahmen -- MaterialvergleichMaterialver...
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§§ IranIran
§§ 20032003 –– Erdbeben inErdbeben in
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Wohnbauten mit Stahlskelett in IranWohnbauten mit St...
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MetallrahmenMetallrahmen -- MaterialvergleichMateria...
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StahlbetongebäudeStahlbetongebäude
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DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru
StahlbetongebäudeStahlbetongebäude
§§ RumänienRumäni...
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VergleichVergleich
§ Holztragwerke werden von Erdbeb...
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SchlussfolgerungenSchlussfolgerungen
§ Historische/a...
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QuellenQuellen
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Deutsche Mineralogische Gesellschaft Tagung 2004

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  1. 1. Historische ErdbebenHistorische Erdbeben undund BaustoffeBaustoffe historischer Tragstrukturenhistorischer Tragstrukturen Maria BostenaruMaria Bostenaru GK 450, Uni Karlsruhe (TH)GK 450, Uni Karlsruhe (TH)
  2. 2. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru EinführungEinführung § Historische Baustoffe = § Teil der erhaltenswerten Merkmalen von Bauten § Zeugen der Vergangenheit in urbanen Umgebungen § Historisch bedeutsame Bauwerke getroffen von § der Veralterung ihrer Baustoffe (gleichmäßig) § Naturkatastrophen wie Erdbeben (ungleichmäßig)
  3. 3. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru ErdbebenwirkungErdbebenwirkung § Naturkatastrophen wie Erdbeben wirken ungleichmäßig § in städtischen Gebieten § auf einzelne Bauten § Das Versagensmuster ist ausschlaggebend dafür, wo die historische Bausubstanz am meisten gefährdet ist.
  4. 4. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru FallstudienFallstudien §§ HolzrahmenHolzrahmen §§ Alpengebiet (Fachwerkbauten)Alpengebiet (Fachwerkbauten) §§ Portugal (Portugal (PombalinoPombalino--bauten)bauten) §§ EisenEisen--/Stahlrahmen/Stahlrahmen §§ Deutschland (Eisenskelett)Deutschland (Eisenskelett) §§ Iran (Stahlskelett)Iran (Stahlskelett) §§ StahlbetonrahmenStahlbetonrahmen §§ Rumänien (Neues Bauen)Rumänien (Neues Bauen) §§ GriechenlandGriechenland
  5. 5. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru HolzrahmentragwerkeHolzrahmentragwerke §§ AlpengebietAlpengebiet §§ FachwerkbauFachwerkbau §§ 13561356 –– ErdbebenErdbeben im Baselim Basel §§ PortugalPortugal §§ PombalinoPombalino--GebäudeGebäude §§ 17551755 –– Erdbeben inErdbeben in LissbonnLissbonn
  6. 6. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru FachwerkbautenFachwerkbauten im Alpengebietim Alpengebiet §§ HolzeigenschaftenHolzeigenschaften ! " # $ "% & ' () & ) * + ' ' '& , - . "/ - $ & + 0 ! 1 $ ' ( * $ . . * ) & 2 # 3 4 / 5 63 7 - 5 63 1 # 5 63 $ 28 5 6 0 * *"( $ * & * * 9 /5:" /5# " -5# " /5# & %5# ' ; 9 #5#" /5/" #5," /5-" /5: ' . ) & 9 /5/" -5-" /5%" %5%"# 5# ' ) & 9 #5#" /5/" #5," /5-" #5% & /5% ' $ 9 #5% & /5: ' ; *9 #5%" /5: & %5# & " 8 , ' ( * < $ 7 & * . * ) & 2# ,, 3 4 #- 5 63 7 : 5 63 1 :, 5 63 $ 7 . . * ) & 2 # 3 4 / 5 63 7 - 5 63 1 # 5 63 $ 28 5 6 # - & 1 ' 1 9 ! #'- ': = $ % ,'- = ' 7 . . * ) & 2 # 3 4 / 5 63 7 - 5 63 1 # 5 63 $ 28 5 6 = * :5: &#:5/ ' & " 8 ,
  7. 7. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru PombalinoPombalino--GebäudeGebäude DeckenDecken Stahlrohren oderStahlrohren oder herkömmliche Nägel,herkömmliche Nägel, Bolzen zur VerstärkungBolzen zur Verstärkung des Bundesdes Bundes FRP VerstärkungFRP Verstärkung Materialverschleiß desMaterialverschleiß des HolzesHolzes mangelhafter Verbundmangelhafter Verbund zum Mauerwerkzum Mauerwerk DachDach Stahl/StahlbetonträgerStahl/Stahlbetonträger unterhalb des Dachsunterhalb des Dachs Stahlspanelemente,Stahlspanelemente, -- kabel,kabel, --anker von Wandanker von Wand zu Wandzu Wand „out„out--ofof--plane“ Gefahrplane“ Gefahr mangelhafter Verbundmangelhafter Verbund (Mauerwerk zu Mauerwerk(Mauerwerk zu Mauerwerk undund Mauerwerk zu Rahmen)Mauerwerk zu Rahmen) AusfachungAusfachung VerstärkungsVerstärkungs-- maßnahmemaßnahme SeismischerSeismischer MangelMangel QUELLE: R.QUELLE: R. CardosoCardoso, M., M. LopesLopes, R., R. BentoBento, and D. D‘, and D. D‘AyalaAyala: „: „HistoricHistoric,, bracedbraced frameframe timbertimber buildingsbuildings withwith masonrymasonry infillinfill (‚(‚PombalinoPombalino‘‘ buildingsbuildings)“, WHE)“, WHE reportreport #92#92
  8. 8. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru HolzrahmenHolzrahmen -- MaterialvergleichMaterialvergleich Pinie und EichePinie und EicheEicheEicheDeckenDecken Pinie und EichePinie und EicheEicheEicheDachDach Pinie und EichePinie und EicheEicheEiche (manchmal Tanne)(manchmal Tanne) RahmenRahmen KalksandsteinKalksandsteinLehmLehmAusfachungAusfachung PortugalPortugalAlpengebietAlpengebiet
  9. 9. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru §§ IranIran §§ 20032003 –– Erdbeben inErdbeben in BamBam (Photo Hashemi et al)(Photo Hashemi et al) Wohnbauten mit Eisen oderWohnbauten mit Eisen oder StahlskelettStahlskelett §§ DeutschlandDeutschland §§ 19781978 –– Erdbeben inErdbeben in AlbstadtAlbstadt
  10. 10. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru Wohnbauten mit Stahlskelett in IranWohnbauten mit Stahlskelett in Iran Verstärkung derVerstärkung der VerbindungVerbindung Bewehrung derBewehrung der Verbindung mitVerbindung mit StahlplattenStahlplatten ExzessiveExzessive DrehungenDrehungen Scherversagen derScherversagen der SchweifstellenSchweifstellen SetzungSetzung --Gleitung zwischen TrägerGleitung zwischen Träger und Stützenund Stützen unausreichendeunausreichende Sitzbreite der Träger aufSitzbreite der Träger auf den Stützenwinkelnden Stützenwinkeln VerbindungenVerbindungen Horizontale StrebenHorizontale Streben geschweift an diegeschweift an die Dach/DeckenträgerDach/Deckenträger Teilweise/ ganzesTeilweise/ ganzes EinsturzEinsturz --unausreichendeunausreichende DachunterstützungDachunterstützung schwere, flexible Dächerschwere, flexible Dächer Dach undDach und DeckenDecken Hinzufügen vonHinzufügen von konzentrischenkonzentrischen StrebenStreben GeschossknickenGeschossknickenausreichendeausreichende Scherfestigkeit derScherfestigkeit der GeschosseGeschosse weiches Geschossweiches GeschossRahmenRahmen Hinzufügen vonHinzufügen von konzentrischenkonzentrischen StrebenStreben outout--ofof--planeplane X RisseX Risse ausreichende inausreichende in--planeplane Steifigkeit >Steifigkeit > SeitenfestigkeitSeitenfestigkeit nicht verankerte Wändenicht verankerte WändeAusfachungAusfachung SeismischeSeismische ErtüchtigungErtüchtigung ErdbebenErdbeben-- schadensmusterschadensmuster erdbebenresistenteerdbebenresistente EigenschaftenEigenschaften seismische Mängelseismische Mängel NACH: B.H. Hashemi and M.G.NACH: B.H. Hashemi and M.G. AshtianyAshtiany: „Semi: „Semi--rigidrigid steelsteel frameframe withwith ‚‚KhorjineeKhorjinee‘‘ connectionsconnections“, WHE“, WHE reportreport #26#26
  11. 11. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru MetallrahmenMetallrahmen -- MaterialvergleichMaterialvergleich StahlbetonStahlbetonSteineisenSteineisenDeckenDecken StahlbetonStahlbetonSteineisenSteineisenDachDach StahlStahlEisenEisenRahmenRahmen BacksteinBacksteinLochbacksteinLochbacksteinAusfachungAusfachung Iran*Iran*DeutschlandDeutschland * 3 verschiedene Typen (Quelle: BEE)* 3 verschiedene Typen (Quelle: BEE)
  12. 12. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru StahlbetongebäudeStahlbetongebäude §§ RumänienRumänien §§ 1940 und 19771940 und 1977 –– VranceaVrancea ErdbebenErdbeben §§ GriechenlandGriechenland §§ u.a. 1978 Erdbebenu.a. 1978 Erdbeben in Thessalonikiin Thessaloniki StahlbetonDecken StahlbetonDach StahlbetonRahmen (Skelett) BacksteinAusfachung
  13. 13. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru StahlbetongebäudeStahlbetongebäude §§ RumänienRumänien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
  14. 14. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru Datenstruktur in der WHEDatenstruktur in der WHE Structural element Building materials Structural element Seismic defficiency Earthquake resilient features Earthquake damage patterns Seismic defficiency Seismic strengthening provision Characteristic strength Mix proportion/ dimensions
  15. 15. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru VergleichVergleich § Holztragwerke werden von Erdbeben weniger beschädigt und der Baustoff ist dementsprechend weniger gefährdet § Stahl/Eisenelemente werden ebenfalls gut erhalten, Gegebenfalls werden neue Ertüchtigungselemente hinzugefügt § Stahlbetonrahmenelemente werden von Starkbeben in der Regel in großem Umfang beschädigt. Reparatur- oder Ertüchtigungsmaßnahmen vorbeschädigter Bauten umfassen bedeutende Veränderungen in das Baustoff § Die Erhaltung des Baustoffs gestaltet sich damit sehr unterschiedlich bei dem Tragwerk historischen Rahmenbauten und hängt vor der Stärke des Bebens vom Material der Tragstruktur ab.
  16. 16. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru SchlussfolgerungenSchlussfolgerungen § Historische/archäologische Zeugen einer Bauzeit und damaliger Bautechnik – gefährdet durch: § von Naturkatastrophen zugefügten Schäden § durch Maßnahmen § zur Reparatur der Schäden § vorbeugender Ertüchtigung § Das Kriterium der Denkmalpflege „Erhaltung der urbanen historischen Bausubstanz und deren Baustoffe“ ist zu erfüllen
  17. 17. DMG 2004, KarlsruheDMG 2004, Karlsruhe Maria BostenaruMaria Bostenaru QuellenQuellen §§ M. Bostenaru Dan: „Fachwerkhaus in DreiländereckM. Bostenaru Dan: „Fachwerkhaus in Dreiländereck (Half(Half--timberedtimbered houshous)“, WHE)“, WHE reportreport #98#98 §§ R.R. CardosoCardoso, M., M. LopesLopes, R., R. BentoBento, and D. D‘, and D. D‘AyalaAyala:: „„HistoricHistoric,, bracedbraced frameframe timbertimber buildingsbuildings withwith masonrymasonry infillinfill (‚(‚PombalinoPombalino‘‘ buildingsbuildings)“, WHE)“, WHE reportreport #92#92 §§ M. Bostenaru Dan: „M. Bostenaru Dan: „PrefabricatedPrefabricated metalmetal constructionconstruction ofof thethe ModernModern MovementMovement“, WHE“, WHE reportreport #95#95 §§ B.H. Hashemi and M.G.B.H. Hashemi and M.G. AshtianyAshtiany: „Semi: „Semi--rigidrigid steelsteel frameframe withwith ‚‚KhorjineeKhorjinee‘‘ connectionsconnections“, WHE“, WHE reportreport #26#26 §§ M. Bostenaru Dan: „M. Bostenaru Dan: „EarlyEarly reinforcedreinforced concreteconcrete frameframe condominiumcondominium buildingbuilding withwith masonrymasonry infillinfill wallswalls designeddesigned forfor gravitygravity loadsloads onlyonly“, WHE“, WHE reportreport #96#96 WHE = WorldWHE = World HousingHousing Encyclopedia http://Encyclopedia http://www.worldwww.world--housing.nethousing.net//
  18. 18. Vielen Dank für IhreVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!Aufmerksamkeit!

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