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Schutz von Gebäuden vor Verflüssigung

Die Auswirkungen der erdbebenbedingten Verflüssigung in Europa sind kaum bekannt. Jetzt haben Forschende verschiedene Forschungsbereiche zusammengeführt, um das Phänomen der Verflüssigung besser zu verstehen und ihr entgegenwirken zu können.

Sicherheit

Die erdbebenbedingte Bodenverflüssigung hat in den letzten Jahren sowohl in der Wissenschaft als auch im Ingenieurwesen zunehmend an Bedeutung gewonnen. Eine erdbebenbedingte Verflüssigung tritt auf, wenn durch Bodenerschütterungen gesättigte körnige Böden an Festigkeit verlieren, sodass sich der Boden wie eine Flüssigkeit statt wie ein Feststoff verhält und dadurch Gebäude sinken und/oder umkippen. In Europa und auf der ganzen Welt führt dieses Phänomen zu erheblichen Schäden an Gebäuden sowie zu wirtschaftlichen Verlusten. Das EU-finanzierte Projekt LIQUEFACT brachte eine multidisziplinäre Forschungsgruppe zusammen, um die potentielle Belastung europäischer Gemeinschaften gegenüber erdbebenbedingter Verflüssigung besser zu verstehen. Das Projektteam entwickelte Maßnahmen zur Minderung der Bodenverflüssigung, mit denen die Auswirkungen einer solchen Verflüssigung auf die Bevölkerung verringert werden könnten.

Auswirkungen auf Gemeinschaften verstehen

Das LIQUEFACT-Team entwickelte eine Reihe von technischen und geschäftlichen Instrumenten, mit denen im Ingenieurwesen, im Gebäudemanagement und in der Politik die Auswirkungen einer erdbebenbedingten Verflüssigung auf Gebäude besser zu verstehen sind. Das Forschungsteam entwickelte die Instrumente für Interessengruppen, damit diese kostengünstige Maßnahmen zur Minderung der Bodenverflüssigung ermitteln können, welche die Anfälligkeit eines Gebäudes verringern und dessen Widerstandsfähigkeit gegenüber künftigen erdbebenbedingten Verflüssigungen verbessern. „Die Instrumente wurden durch einen iterativen Forschungsprozess entwickelt, bei dem sowohl die wissenschaftliche Genauigkeit als auch die praktische Geschäftsanwendung anhand einer Reihe hypothetischer Erdbebenszenarien getestet wurden“, sagt Projektkoordinator Keith Jones. „Bei jeder Iteration wurde den Forschungsteams die Frage ‚Na und?‘ gestellt, um sicherzustellen, dass sich das Team weiterhin auf das Hauptziel des LIQUEFACT-Projekts konzentriert, nämlich die Widerstandsfähigkeit der Gemeinschaft gegenüber erdbebenbedingten Verflüssigungen zu verbessern.“

Minderung der Auswirkungen von Verflüssigung

Das LIQUEFACT-Team entwickelte Makro- und Mikrozonierungskarten, die das Verflüssigungspotenzial in ganz Europa zeigen, sowie ein Instrument zur schnellen Risikobewertung. Mit diesem Instrument kann die Gebäudeverwaltung die Anfälligkeit bewerten und die möglichen Auswirkungen einer erdbebenbedingten Verflüssigung auf ihre Gebäude abschätzen. „Im Rahmen des LIQUEFACT-Projekts wurden außerdem drei Maßnahmen zur Minderung von Bodenverflüssigung getestet, um die Wahrscheinlichkeit einer Verflüssigung zu verringern. Diese Maßnahmen wurden an einem Standort in Norditalien getestet, an dem ein ‚Mega-Shaker‘ (großer Schwingtisch) verwendet wurde, um eine erdbebeninduzierte Verflüssigung zu simulieren“, merkt Jones an. Zu den geschäftlichen Instrumenten des Teams gehört eine Planungsmethode zur Kosten-Nutzen-Bewertung und Gebäudeverwaltung, mit der das Potential verschiedener Minderungsmaßnahmen untersucht werden kann. Auf diese Weise kann das Gebäudemanagement die funktionelle Leistungsfähigkeit von Gebäuden bewerten und bestehende Gebäude am besten nachrüsten. „Die technischen und geschäftlichen Instrumente wurden in das LIQUEFACT-Softwareinstrument integriert, sodass technische und nichttechnische Interessengruppen ihre Anfälligkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber erdbebenbedingten Verflüssigungen für jedes einzelne Gebäude und das gesamte Gebäudeportfolio bewerten können“, erklärt Jones.

Verwaltung der verschiedenen Disziplinen

In der Anfangsphase des Projekts mussten die Forschungsteams das Problem der unterschiedlichen Interpretationen von „Widerstandsfähigkeit“ in verschiedenen Disziplinen lösen. Dazu führten sie einen eintägigen „Sprint-Test“ durch, bei dem die geschäftliche Instrumente entwickelnden Forschungsteams als „Proxy-Kunden“ und die technische Lösungen entwickelnden Teams als „Proxy-Berater“ fungierten. „Das Ergebnis des ‚Sprint-Tests‘ war ein gemeinsamer Bezugspunkt für zukünftige Entwicklungsseminare. Außerdem stellte es sicher, dass sich alle Forschungsteams weiterhin darauf konzentrierten, mit dem Projekt praktische Anwendungsmöglichkeiten zu erzielen“, schließt Jones.

Schlüsselbegriffe

LIQUEFACT, Verflüssigung, Verwaltung von Gebäuden, Risikobewertung, Erdbeben, Infrastruktur, Gebäude, Minderung

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