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Standhafte Hochhäuser
Von Andreas Valda, Santiago de Chile. Aktualisiert am 12.03.2010 3 Kommentare
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Richterskala und Mercalliskala
Die Türkei ist am Sonntag von einem Beben der Stärke 6 erschüttert worden, Chile von der Stärke 8,8. Was heisst das? Wissenschaftler messen Beben auf der Richterskala und der Mercalliskala, benannt nach den Erfindern Charles Richter und Giuseppe Mercalli.
Die Richterskala beschreibt das Mass der Energie, die durch den Bruch frei- gesetzt wird. Die Mercalliskala beschreibt die Intensität, mit der das Beben vor Ort Schäden anrichtet. Ein Beispiel: Das Beben in Chile erschütterte die Stadt Concepción mit der Stärke 9 auf der Mercalliskala, die 500 Kilometer entfernte Hauptstadt Santiago traf es mit Stärke 8, die Hafenstadt Valparaíso mit Stärke 6. Je weiter weg, desto kleiner die Intensität. Auch kommt es auf die Herdtiefe und den Untergrund an. Zwei Erdbeben gleicher Stärke können sehr unterschiedlich einwirken.
In der Schweiz sind Beben gemessen worden, deren Intensität grösser ist, als es die Stärke auf der Richterskala angibt. Ein Beispiel: Das letzte grosse Beben in der Schweiz in Sarnen hatte die Magnitude 5,7 auf der Richterskala, rüttelte in Obwalden aber mit der Stärke 7 auf der Mercalliskala. (val)
Es war ihre zweite Nacht in ihrer Eigentumswohnung. Die 23-jährige Karen Golle und der 26-jährige Ricardo Chandia gingen um 1 Uhr schlafen. Um 3.34 Uhr weckte sie ein heftiges Rütteln. Die Wände verbogen sich, die Scheiben krachten. Sie hörten Getöse. «Wir flogen durch das Zimmer. Dann durchbrachen wir die Wand zum Badezimmer und purzelten weiter. In einer Ecke blieben wir schliesslich stecken.» Im Dunkeln verloren sie die Orientierung und warteten auf Rettung, erzählte das Paar der Zeitung «La Tercera». Ihr 15-stöckiges Hochhaus war umgefallen.
Die Bilder des in Stücke gerissenen Gebäudes «Alto Río» in Concepción gingen um die Welt. Die Rettungsarbeiten dauerten eine Woche. 79 Bewohner überlebten, 8 starben. Jetzt ermittelt ein Richter die Ursachen für den Einsturz, denn die chilenischen Normen für erdbebensicheres Bauen nennen ein klares Ziel: «Selbst wenn ein Gebäude beschädigt wird, gibt es ein Grundprinzip: Das Leben muss geschützt werden», sagt Bauingenieur Maximiliano Astroza.
Asymmetrische Beschleunigung
Der Anspruch ist nicht ohne Tücken. Denn bei einem Erdbeben der Intensität 8 oder 9 wird unvorstellbar viel Energie frei. Der Erdboden bewegt sich während Sekunden – oder wie in Chile drei Minuten – hin und her und rütteln an den Häusern. Sie bewegen sich wie ein von Hand geschüttelter Tannenbaum. Bauteile, die der Beschleunigung nicht widerstehen, brechen oder fallen herunter wie Christbaumschmuck. Dauern die Vibrationen an, stürzen die Häuser ein oder verlieren ihr Gleichgewicht. Durch die Wucht des Aufpralls brechen sie in Stücke.
Das neu gebaute Hochhaus «Alto Río» musste den neusten Baunormen entsprechen. Was war passiert? Ein Blick vor Ort zeigt, dass der Baugrund eingesunken ist. Das Gebäude kam in Schieflage. Vermutlich erfuhr es durch die Absenkung einen Ruck in Form einer zusätzlichen asymmetrischen Beschleunigung. Der Schwerpunkt des Hauses verschob sich über das Fundament hinaus, das Haus fiel um.
Sicher dank Erdbebendämpfer
Es gibt auch gegenteilige Beispiele. In Chile stehen Häuser, deren Bewohner das Beben wie ein leichtes Schwingen erlebten. Ein Beispiel ist die fünfstöckige Überbauung «Andalucía» in der Hauptstadt Santiago. Jede der 15 Sozialwohnbauten ruht auf je sechs sogenannten Erdbebendämpfern. Das sind 35 Zentimeter hohe Zylinder, bestehend aus Gummi, Stahl und Blei. Diese stehen auf einer betonierten Fundamentplatte. Bei einem Beben schwingt das Bauwerk wie auf einer Feder, ohne zu Schaden zu kommen. «Uns ging ein einziger Spiegel kaputt, weil er nicht an der Wand befestigt war», sagt Nelson Pozo, der Bewohner einer «Andalucía»-Wohnung.
Die Überbauung war 1992 ein Pionierprojekt und hat erst jetzt den Feuertest bestanden, denn das vorletzte grosse Beben ereignete sich 1985. Dieselben Dämpfer sind auch bei Universitätsgebäuden und Spitälern zur Anwendung gekommen. So wird beispielsweise das Militärspital in Santiago von 164 Absorbern getragen. Seitdem hat sich die Technik weiterentwickelt. Es gibt heute auch Kugeldämpfer und hydraulische Dämpfer. Die Kugeldämpfer bestehen aus einer Pfanne und einer Kugel. Getragen wird das Gebäude von Stahlkugeln, die zwischen Fundament und Erdgeschoss eingespannt sind. Bebt die Erde, rollt das Hochhaus, ohne davonzurollen. Die Ränder der konkav geformten Pfannen zwingen die Kugeln in die Mitte zurück. Kugeldämpfer werden bei Hochhäusern mit hydraulischen Dämpfern kombiniert. Das sind ölgefüllte Kammern, die bei einem Beben die Kugeln bremsen und so die Kräfte durch Reibung absorbieren.
Eine Frage des Preises
Ob in der Schweiz solche Dämpfer in einem Gebäude eingebaut sind, konnten Experten nicht beantworten. Dabei sind in der Schweiz ebenso intensive Beben zu erwarten wie in Chile, nur seltener. So bebte es 1946 im Wallis mit der Intensität 8 auf der Mercalliskala. 1855 richtete ein ebenso starkes Beben in Stalden VS grosse Zerstörungen an, 1774 eines in Altdorf UR. Beben der Intensität 7 fanden 1837, 1879, 1905, 1924, 1946 und 1964 statt, rund alle 30 Jahre also. Seitdem ist es verdächtig ruhig belieben.
Die aktuelle Gefahrenkarte des Schweizer Erdbebendienstes der ETH Zürich zeigt das Wallis, den Alpenraum und Basel als die grössten Gefahrenherde. In der Schweiz gibt es seit 1970 Normen für erdbebensicheres Bauen. Die davor erbauten Häuser gelten als potenziell unsicher, das sind rund 70 Prozent des Hochbaubestandes. Seitdem sind die Normen zweimal verschärft worden: 1989 und 2002. Federführend ist der Schweizerische Ingenieur- und Architektenverein (SIA).
Verbindlich sind die Bauregeln aber nur für den Bund. Die meisten Kantone, die für die Bausicherheit zuständig sind, haben sie nicht für verbindlich erklärt. 2005 sagte Bundesrat Moritz Leuenberger: «Wie Häuser erdbebensicher gebaut werden können, ist bekannt. Klare Normen gibt es, sie werden aber oft aus Spargründen nicht eingehalten.» Was Bauherren abschreckt, sind die Mehrkosten. Experten in Chile beziffern die Mehrkosten solcher Erdbebendämpfer auf 5 Prozent – Geld, das die Leute lieber in Dekor oder Küchen stecken.
Schutz vor Zerstörung
Erdbebensicheres Bauen in der Schweiz konzentriert sich auf die hinreichende Aussteifung der Bauten durch Stahlbeton, sodass keine Stockwerke einbrechen. Ingenieure simulieren in einem Modell die Bewegung der Gebäude bei einem starken Beben und analysieren, ob Decken, Träger und Stützen brechen würden. Falls ja, wird in diesen Modellen das Tragsystem so lange verstärkt, bis es theoretisch hält. Dabei gilt «Sicherheit vor Gebrauchstauglichkeit», sagt Markus Gehri, Leiter Ressort Normen und Ordnungen bei der SIA. Das heisst, auch in der Schweiz soll in erster Linie Leben geschützt werden, selbst wenn der Bau nach einem Beben unbewohnbar würde.
Nicht so in Chile: Hier hat die Diskussion um die Verschärfung der Normen eingesetzt. Gefordert wird nicht nur der Schutz des Lebens, sondern auch der Schutz vor Zerstörung. Wer eine Wohnung kauft, will beim nächsten Beben nicht alles verlieren wie im Fall von «Alto Río». Chiles vorläufige Schadenstatistik zeigt: Die neu gebauten und jetzt unbewohnbaren Häuser blieben meistens ganz, haben sich aber geneigt wie der Turm von Pisa. Offenbar wurden sie auf schlechtem Grund gebaut. Dort wollen die Ingenieure jetzt ansetzen. Auch in der Schweiz gibt es Tendenzen in diese Richtung.
(Tages-Anzeiger)
Erstellt: 12.03.2010, 04:00 Uhr
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