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Luftkissen, Pendel und Co.: Erdbebensicheres Bauen

PlayGraphik: Haus auf Luftkissen und rote Erdbebenwellen
Luftkissen, Pendel und Co.: Erdbebensicheres Bauen | Video verfügbar bis 25.02.2022 | Bild: WDR

Niemand kann heute vorhersagen, wann und wo ein starkes Erdbeben auftreten wird. Die einzige Möglichkeit sich zu schützen, ist Vorsorge. Bei einem Erdbeben sterben die meisten Menschen durch einstürzende Häuser und Bauwerke. Ingenieure haben daher verschiedene Methoden entwickelt, damit Gebäude den Erschütterungen standhalten können. Die richtige Technik macht es sogar möglich, in den erdbebenreichsten Regionen der Welt höchste Türme zu errichten.

Häuser mit Luftkissen schützen

Ein mögliches Prinzip ist, das Bauwerk vom Untergrund zu isolieren. So werden zum Beispiel besondere Einfamilienhäuser im Erdbeben-geplagten Japan durch eine Art Airbag geschützt. Ein Sensor im Haus misst ständig die Erschütterungen. Ab einer bestimmten Stärke pumpt ein Kompressor Luft unter die Bodenplatte. Es entsteht ein Luftpolster, das das Haus um bis zu drei Zentimeter in die Höhe hebt und die Erdstöße abfängt.

Elastische Gummisockel nehmen Bewegungsenergie auf

Sockel aus Gummi
Sockel aus Gummi schwingen beim Erdbeben mit und schützen das Museum vor Zerstörung. | Bild: WDR

Eine andere  Strategie wird in Neuseeland verfolgt. Die Hauptstadt Wellington liegt auf einer Verwerfungslinie. Um das Nationalmuseum Te Papa zu sichern, wurde es auf 150 mit Blei verfüllte Gummisockel gesetzt. Die elastischen Sockel nehmen den größten Teil der Bewegungsenergie auf, wandeln sie in Wärme um und übertragen sie so nicht weiter an das Gebäude. Das Blei stabilisiert die Bewegung. In Neuseeland werden solche Sockel auch in Brücken, Parkhäusern und vielen weiteren Gebäuden eingesetzt. Gebäude können sogar nachträglich damit aufgerüstet werden.

Riesige Stahlkugel als Schwingungsdämpfer

Graphik – Gerüst mit Kugel als Massedämpfer im Gebäude.
Eine Kugel im Inneren des Wolkenkratzers dämpft die Schwingungen. | Bild: WDR

Bereits beim Bau wurde der Wolkenkratzers Taipeh 101 der Welt auf die Probe gestellt: 2002 wurde Taiwans Hauptstadt Taipeh von einem schweren Erdbeben erschüttert. Zwei Kräne auf dem 56. Stock kamen ins Wanken und stürzten schließlich ab, fünf Menschen starben. Doch das Gebäude hielt stand. Der damals höchste Wolkenkratzer der Welt mit seinen 101 Stockwerken wurde 2004 fertiggestellt. Er besitzt eine besonders flexible Stahlkonstruktion in seinem Inneren. Da Taiwan auch von Taifunen heimgesucht wird, mussten außerdem Vorkehrungen getroffen werden, um starke Schwingungen zu verhindern. Eine riesige Stahlkugel, 660 Tonnen schwer, wurde als Schwingungsdämpfer zwischen 88. und 92. Stock befestigt. Bewegt sich der Wolkenkratzer, schwingt auch die Kugel mit – durch die Trägheit ihrer Masse genau entgegengesetzt. Das Resultat: Die Schwingungen von Gebäude und Kugel heben einander auf. Das Gebäude bleibt ruhig. Nur drei Jahre blieb Taipeh 101 der höchste Wolkenkratzer, dann wurde er von Burj Khalifa in Dubai überragt.

Schwingungsdämpfer für Tokyo Sky Tree

Auch bei dem höchsten Fernsehturm der Welt setzte man auf Schwingungsdämpfung. Der 634 Meter hohe Tokyo Sky Tree hat eine zweigeteilte Struktur: innen ein zylinderförmiger Schaft aus Stahlbeton, außen ein Stahlrahmen. Im Bereich von 125 bis 375 Metern sind beide Teile mit Öldämpfern verbunden. Ähnlich wie bei dem Pendel schwingen auch hier bei einem Erdbeben Säule und Stahlrahmen entgegengesetzt und dadurch heben sich die Schwingungen gegenseitig auf. Erdbeben bis mindestens Magnitude acht soll der Sky Tree unbeschadet überstehen.

 Erdbebensicher selbst auf Sand

Torre Mayor in einer Grafik
Eine geschickte Anordnung von Stoßdämpfern macht Torre Mayor zu einem der erdbebensichersten Gebäude der Welt. | Bild: WDR

In Mexiko-City gelten besondere Sicherheitsbedingungen, denn die Stadt ist auf Sand gebaut. Ausgerechnet hier begann 1999 der Bau eines 228 Meter hohen Wolkenkratzers. Um das zu ermöglichen, wurden direkt mehrere Techniken angewandt: Mit 252 Pfählen wurde sein Fundament durch den Sand hindurch im darunterliegenden Gestein fest verankert. 21.000 Tonnen Stahl wurden für eine extra verstärkte Baustruktur verbaut. 98 Schwingungsdämpfer wurden eingesetzt, um im Falle von Erdbeben die Bewegungsenergie aufzunehmen. Torre Mayor wurde 2003 fertiggestellt und gilt seither als eines der erdbebensichersten Gebäude der Welt. Magnituden bis 8,5 soll er aushalten können. 

Text: Eva Schultes (WDR)

Stand: 14.07.2019 01:08 Uhr

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Bayerischer Rundfunk
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