Erdbebensicherheit von Stahlbauten

Tokyo: In erdbebengefährdeten Städten wird meist mit Stahl gebaut. (Foto: basel1/Pixelio)
Tokyo: In erdbebengefährdeten Städten wird meist mit Stahl gebaut. (Foto: basel1/Pixelio)

Stahl ist in Erdbebengebieten die bevorzugte Bauweise. Dies ist vor allem auf die hohe Verformbarkeit des Stahls zurückzuführen. Bei Überbeanspruchung, wie sie bei einem Erdbeben entsteht, kommt es zu starken Verformungen der Struktur, allerdings ohne dass die Konstruktion komplett kollabieren würde. Wie bei einem Auto wirkt hier der so genannte Knautschzoneneffekt: Die Knautschzone nimmt die Verformungskräfte auf, während die als steife Hülle ausgebildete Fahrerkabine möglichst intakt bleibt.

Carsten Könke, Professor am Institut für Strukturmechanik der Bauhaus-Universität Weimar, führt dieses für Erdbeben günstige Verhalten von Stahl auf das Dissipationsvermögen zurück, das heißt die Fähigkeit eines Tragwerks, Schwingungsenergie abzudämpfen. Diese Eigenschaft verdankt der Stahl seiner hohen Bruchdehnung. Im Vergleich: Stahlbetonbauteile besitzen eine Bruchdehnung von 5 bis 10 Prozent, Stahl hingegen von 20 bis 30 Prozent. Damit ist Stahl im Bereich des erdbebensicheren Bauens im deutlichen Vorteil gegenüber anderen, tendenziell spröderen Baustoffen.

Ebenso wichtig bei der Beurteilung der Erdbebensicherheit ist laut Könke die Art des Tragwerks: Vorteilhaft sei die Rahmenbauweise, unter der Voraussetzung, dass die Steifigkeiten der einzelnen Bauteile optimal aufeinander abgestimmt sind. Bauteile und Anschlüsse, welche die eingebrachte Schwingungsenergie aufnehmen können, machen das Stahltragwerk zu einer erdbebengeeigneten Bauweise.

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