Seismisch aktive Regionen sind durch eine hohe und ständig wachsende Bevölkerungsdichte gekennzeichnet. Der Schutz des Lebens und des Eigentums der Menschen durch die Planung dauerhafter Gebäude ist eine anspruchsvolle Aufgabe.
Vorgefertigte Bausysteme bieten eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit und die Fähigkeit, unerwartete Lasten bei seismischer Instabilität zu tragen. Im Vergleich zu konventionellen Bauweisen sind Fertigteile auch die wirtschaftlichste Lösung für den schnellen Bau und Wiederaufbau in erdbebensensiblen Gebieten.
Vorteile von Fertigteilen in erdbebengefährdeten Regionen
Der zunehmende Bedarf an Nachhaltigkeit, umweltfreundlichen Arbeitsweisen und weniger Abfall in allen Projektphasen in Verbindung mit dem Kostendruck und der hohen Nachfrage nach erschwinglichem Wohnraum machen die Fertigteiltechnologie zur wirtschaftlichen Wahl für alle niedrigen und hohen Gebäude mit vielen Wiederholungen.
Bei der Anwendung in verschiedenen Rahmensystemen haben vorgefertigte Elemente eine hohe Elastizität und strukturelle Toleranz bei Erdbeben bewiesen. Die Technologie ist genauso gut oder sogar besser als die Ortbetonbauweise. Die alternativen Konstruktionssysteme und Verbindungslösungen sind verfügbar, um die gewünschten Leistungsniveaus zu erreichen.
Gestaltungsmöglichkeiten für Gebäudesysteme sind:
- Starre Rahmensysteme (Portale; oder Stützen, Träger und Platten)
- Scherwände und Rahmen von Stützen, Trägern und Platten
- Durchgehende Wandrahmensysteme
Alternative Struktursysteme sind verfügbar
Erdbeben führen zu dynamischen Belastungen und bewirken Horizontal- und Torsionskräfte, die auf die horizontalen Bauteile der Gebäude einwirken. Die Symmetrie des Gebäudes und die Resonanzfrequenz der Strukturmasse spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewertung der Widerstandsfähigkeit der Strukturen.
Ein hervorragendes Beispiel für eine hybride Konstruktion aus Fertigteilen und Ortbeton ist das große fünfstöckige Forschungs- und Entwicklungszentrum, das Nestle 2013 in Indien in der erdbebengefährdeten Zone 4 gebaut hat.
Für den Querlastwiderstand aus seismischen und Windkräften wurde ein Verbundbausystem verwendet. In Ortbeton gegossene Scherwände dienten dem seitlichen Widerstand, während die Schwerkraftlast von Fertigteilstützen, vorgespannten Fertigteilträgern und Platten aufgenommen wurde.
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Die Gestaltung der Verbindungen ist ein wichtiger Punkt
Die Auslegung der Verbindungen ist der entscheidende Punkt. Die aus dem Erdbeben resultierenden Lasten müssen über das Bauwerk in die Fundamente abgeleitet werden. Die Verbindungen zwischen den Elementen sind von entscheidender Bedeutung, um die dafür erforderliche strukturelle Kontinuität zu schaffen, und sie können ineinandergreifende Scherwände oder Eckwände sein.
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Vorgefertigtes Wissen verbreitet sich in erdbebengefährdeten Gebieten
Die Tragwerksplanung in erdbebengefährdeten Gebieten ist komplexer als die normale Tragwerksplanung. Die seismischen Belastungen und Einwirkungen sind im Vergleich zu nicht seismischen Situationen erheblich. Das Fachwissen über erdbebensichere Konstruktionen ist oft lokal begrenzt und stützt sich auf die Prinzipien der Ortbetonbauweise. In vielen erdbebengefährdeten Ländern sind die Planer und Bauunternehmer noch immer nicht mit der Erdbebenfestigkeit der Betonfertigteiltechnologie vertraut.
Das Wissen über den erfolgreichen Einsatz von Fertigteilen in Ländern mit starker Erdbebengefahr wie Neuseeland, Japan, Italien und den USA verbreitet sich jedoch zunehmend. Auch die Konstruktionsvorschriften für die Erdbebenauslegung entwickeln sich schnell weiter. Das 30-stöckige MGM Grand Hotel, das 1993 in Las Vegas, USA, eröffnet wurde, ist ein gutes Beispiel für ein massives Betonfertigteilgebäude in einem Gebiet mit hoher Bebauungsdichte und hohem Erdbebenrisiko.