Mit zunehmender Bevölkerungszahl und Verstädterung werden immer mehr Menschen in seismisch aktiven Regionen leben und arbeiten. Dies stellt eine große Herausforderung für Ingenieure dar. Um Leben und Eigentum zu schützen, sind für die Planung widerstandsfähiger Gebäude nicht nur ausgefeilte Analysen, sondern auch fortschrittliche, zuverlässige Optionen bei Materialien und Bausystemen, einschließlich der Betonfertigteiltechnologie, erforderlich.
Schätzungen zufolge ist mehr als die Hälfte Indiens durch Seismizität gefährdet. Weitere Gebiete mit großen Bevölkerungszahlen, die durch Seismizität gefährdet sind, sind China, Süd- und Nordamerika, die Philippinen, Japan und Neuseeland.
Das Erdbebenrisiko stellt für schnell wachsende Gebiete eine zunehmende Herausforderung dar, aber es werden gute Fortschritte bei der Einführung neuer Optionen gemacht, wie z. B. der Einsatz der Betonfertigteiltechnologie in Indien.
Die Tragwerksplanung in erdbebengefährdeten Gebieten ist komplexer und anspruchsvoller als bei normalen Gebäuden.
"In Indien sind die meisten Kunden und der Bausektor mit der seismischen Leistung der Betonfertigteiltechnologie nicht vertraut. Sie können daher Bedenken haben, die sich zu einem entscheidenden Faktor bei der Wahl eines Bausystems entwickeln können", erklärt Prakash Shah, Leiter des technischen Supports bei Elematic Indien.
"Es gibt jedoch ein umfangreiches - und ständig wachsendes - internationales Wissen über das seismische Verhalten von Betonfertigteilsystemen. Die Technologie ist mindestens genauso gut, wenn nicht sogar besser als die Ortbetonbauweise. In Indien hat die Betonfertigteiltechnologie als Teil eines Gebäudeentwurfs in einem erdbebengefährdeten Gebiet einen großen Schritt nach vorn gemacht. Das große F&E-Zentrum, das Nestle kürzlich gebaut hat, ist ein gutes Beispiel dafür
Der Entwurf für das Forschungs- und Entwicklungszentrum von Nestlé Indien in Manesar, Haryana in der National Capital Region (NCR), erstreckt sich über fünf Stockwerke (einschließlich Keller). Das Gebäude steht auf einer Grundfläche von 91 m x 70 m.
Die wichtigsten Planungskriterien für das F&E-Zentrum waren große offene Flächen für maximale Flexibilität, weitgespannte Böden, die schwere Maschinenlasten (bis zu 15kN/m2) aufnehmen können, und natürlich die Fähigkeit, Erdbeben standzuhalten. Die Region weist eine Seismizität der Zone 4 auf (eine Spitzenbodenbeschleunigung (PGA) von 2,4m/s2) mit weichen Bodenverhältnissen gemäß den Anforderungen der nationalen Bauvorschriften für Erdbeben, IS-1893. Weitere Planungspunkte waren die Qualität der Konstruktion, um eine hohe Hygieneleistung während der Nutzungsdauer des Gebäudes zu gewährleisten, und die Möglichkeit einer raschen Errichtung.
Um diese Kriterien zu erfüllen, waren Betonfertigteile eine offensichtliche, strategische Option. Elematic hatte die Gelegenheit, die Technologie vorzustellen und ihre Möglichkeiten für das Gebäude zu erläutern, einschließlich der Optionen für strukturelle Systeme, Layout, Symmetrien und Raster. Obwohl der Schwerpunkt auf Fertigteilen lag, wurden auch andere integrale Elemente, wie Ortbeton, in Betracht gezogen.
Das Konzept wurde von Elematic India Pvt Ltd entwickelt, und die großen offenen Räume des Gebäudes erforderten 12 Meter lange Decken. In diesem Fall wurden jedoch keine vorgespannten Hohldecken verwendet. Aufgrund der strengen Hygieneanforderungen des Kunden und des Risikos von Pilzbefall konnten keine Struktursysteme mit Hohlräumen und damit verbundenen Löchern für Wartungsarbeiten verwendet werden. Der Entwurf konzentrierte sich auf vorgespannte Massivplatten.
Für den Querlastwiderstand (Erdbeben- und Windkräfte) wurde ein zusammengesetztes Bausystem gewählt: in Ortbeton betonierte Scherwände für den Querwiderstand, wobei die Schwerkraftlast von Fertigteilstützen, vorgespannten Fertigteilträgern und Platten aufgenommen wird.
Die Kombination aus Betonfertigteilen und Ortbetonbauteilen bietet die erforderliche Tragwerksauslegung und Steifigkeit und erfüllt strenge Gebrauchstauglichkeitskriterien wie Durchbiegungsgrenzen und Schwankungen. Gleichzeitig sorgen die Lösungen aber auch für die erforderliche strukturelle Duktilität - die Fähigkeit, in kontrolliertem Maße ein wenig nachzugeben, wie es der Entwurf vorsieht.
Alle Geschossflächen haben Ortbetonauflagen, so dass die Fertigteil- und Ortbetonteile zu einer monolithischen, horizontalen Masse werden, die die erforderliche Membranform für die Ableitung der seitlichen Lasten in die vertikalen Lastpfade zum Fundament bieten kann.
Zu den Betonfertigteilen des Gebäudes gehören auch Bodenstützwände im Untergeschoss, Fassadenelemente, Aufzugsschachtwände und Treppenhäuser.
Durch den Einsatz des industrialisierten Betonfertigteil-Produktionssystems von Elematic konnten die Gebäudeelemente einfach und schnell betoniert werden, was zu einer Verringerung des Arbeits- und Materialaufwands beitrug, Bauteilverbindungen mit hervorragender Verarbeitbarkeit lieferte und eine schnelle Errichtung vor Ort ermöglichte. Elematic lieferte Ingenieurleistungen, eine Fertigteil-Produktionsanlage (deren Schlüsselausrüstung aus Finnland geliefert wurde), Projektunterstützung, Schulung und Montageüberwachung.
Das Untergeschoss des F&E-Zentrums (für Maschinen) und zwei Stockwerke wurden wie geplant Anfang 2013 gebaut, so dass Nestlé über eine Fläche von 15.000 m2 verfügt. Die vollständige Planung sieht zwei weitere Stockwerke mit zusätzlichen 5.000 m2 vor.
