Dmg2004

Historische ErdbebenHistorische Erdbeben
undund
BaustoffeBaustoffe
historischer Tragstrukturenhistorischer Tragstrukturen
Maria BostenaruMaria Bostenaru
GK 450, Uni Karlsruhe (TH)GK 450, Uni Karlsruhe (TH)

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)

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.

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

HolzrahmentragwerkeHolzrahmentragwerke
§§ AlpengebietAlpengebiet
§§ FachwerkbauFachwerkbau
§§ 13561356 –– ErdbebenErdbeben
im Baselim Basel
§§ PortugalPortugal
§§ PombalinoPombalino--GebäudeGebäude
§§ 17551755 –– Erdbeben inErdbeben in
LissbonnLissbonn

FachwerkbautenFachwerkbauten
im Alpengebietim Alpengebiet
§§ HolzeigenschaftenHolzeigenschaften
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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
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HolzrahmenHolzrahmen -- MaterialvergleichMaterialvergleich
Pinie und EichePinie und EicheEicheEicheDeckenDecken
Pinie und EichePinie und EicheEicheEicheDachDach
Pinie und EichePinie und EicheEicheEiche
(manchmal Tanne)(manchmal Tanne)
RahmenRahmen
KalksandsteinKalksandsteinLehmLehmAusfachungAusfachung
PortugalPortugalAlpengebietAlpengebiet

§§ IranIran
BamBam
(Photo Hashemi et al)(Photo Hashemi et al)
Wohnbauten mit Eisen oderWohnbauten mit Eisen oder
StahlskelettStahlskelett
§§ DeutschlandDeutschland
AlbstadtAlbstadt

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‘‘
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MetallrahmenMetallrahmen -- MaterialvergleichMaterialvergleich
StahlbetonStahlbetonSteineisenSteineisenDeckenDecken
StahlbetonStahlbetonSteineisenSteineisenDachDach
StahlStahlEisenEisenRahmenRahmen
BacksteinBacksteinLochbacksteinLochbacksteinAusfachungAusfachung
Iran*Iran*DeutschlandDeutschland
* 3 verschiedene Typen (Quelle: BEE)* 3 verschiedene Typen (Quelle: BEE)

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

StahlbetongebäudeStahlbetongebäude
§§ RumänienRumänien! ! !
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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

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.

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

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//

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