Holzwurm Nr. 45 – Ist der Holzbau erdbebensicher?

Ist die Schweiz ein Erdbebenland?

Im Bewusstsein der meisten Schweizer Bürger sind Erdbeben lediglich eine entfernt theoretische Bedrohung. Kenntnisse über historische Erdbeben und die Gefährdung in der Schweiz sowie die Erfahrungen weltweit zeigen aber, dass die Schweiz auf Schadenbeben vorbereitet sein muss. Mit gezielten Erdbebenverstärkungsmassnahmen können bestehende Bauwerke an die aktuellen Anforderungen angepasst werden. Die Tragsicherheit wird erhöht und deren Nutzungsdauer verlängert. Wie gut passen erdbebensicheres Bauen und Holzbauten zusammen? Erfahren Sie es in diesem Newsletter «Holzwurm»

Ist der Holzbau erdbebensicher?

Schwere Erdbeben in der Schweiz sind zwar selten, aber durchaus möglich. Die Erdbebengefährdung der Schweiz liegt im europäischen Vergleich auf mittlerem Niveau. Die Seismometer des schweizerischen Erdbebendienstes verzeichnen bis zu 1500 Erbeben pro Jahr. Von diesen kleinen Beben merkt die Schweizer Bevölkerung jedoch meistens nichts.

Hohes Schadenspotenzial macht Erdbeben in der Schweiz zu einem Risiko
Etwa alle 10–20 Jahre treten in der Schweiz spürbare Beben von 2.5 oder mehr Magnituden auf. Seltener, etwa alle 100–150 Jahre, kommen Beben mit einer Magnitude von 6 oder mehr vor. Ab einer Magnitude von 4 werden Gebäude erschüttert und es sind auch bei soliden Bauten bereits Gebäudeschäden, wie Mauerrisse oder herabfallende Putzteile möglich. Ab einer Magnitude von 5 sind schwere Gebäudeschäden zu erwarten, wie etwa herabfallende Kaminteile oder einstürzende Zwischenwände und tragende Bauteile. Das hohe Schadenpotenzial macht Erdbeben in der Schweiz zum grössten Risiko unter den Naturgefahren.

Den besten Schutz bei einem Erdbeben bieten erdbebengerechte Bauten. Roman Hausammann, Spezialist für Erdbebensicherheit bei Stuberholz, sagt: «Nach den geltenden SIA-Normen besteht eine Pflicht für jeden Neubau, die Erbebensicherheit nachzuweisen». Das Erdbebenrisiko kann insbesondere dann vermindert werden, wenn Neubauten von Beginn an erdbebengerecht erstellt werden und die Erdbebensicherheit bestehender Bauten – falls erforderlich – bei Umbau oder Sanierung verbessert wird.

Mit dem Vordringen in den Bereich mehrgeschossiger Bauten und den strengen Erdbebenbestimmungen in den geltenden Tragwerksnormen, stellt sich auch beim Holzbau die Frage der Erdbebensicherheit.

Sind Holzbauten erdbebensicher?
«Es ist eine Frage des Tragverhaltens und der Masse. Je schwerer das Gebäude, desto mehr Kräfte wirken. Hier ist der leichte Holzbau klar im Vorteil. Zwar schwingt auch ein Gebäude in Holzbauweise. Da es aber weniger Masse hat, wirken auf die aussteifenden Scheiben weniger Kräfte. Zudem werden im Holzbau viele duktile Stahlverbindungsmittel genutzt, die im Lastfall Erdbeben helfen, die Kräfte abzuleiten. Der Stahl hat die Eigenschaft, dass er sich plastifizieren kann. Das Gebäude verformt sich und die Tragsicherheit bleibt gewährleistet. Backstein zum Beispiel ist ein spröder Baustoff. Er versagt bei dynamischer Belastung und kann kollabieren. Gebäude mit sprödem Tragwerksverhalten sind demzufolge stärker gefährdet als Holzbauten.» erklärt Roman Hausammann.

Erdbebensicherheit hängt auch mit der Höhe der Gebäude zusammen.
Wie erdbebensicher Gebäude sind, hat aber nicht zwingend nur mit der Bauweise zu tun, sondern auch mit der Höhe. Kleine zwei- bis  dreigeschossige Gebäude sind eher anfällig als höhere Bauten. Man spricht hier von der Eigenschwingfrequenz.

Forschungsresultate belegen hohe Erbebensicherheit für Holzbauten
Ein Projekt des Instituts für Holzbau der Berner Fachhochschule ermittelte anhand eines Testgebäudes, wie Holzrahmenbauten auf Schwingungen, die ein Erdbeben auslösen, reagieren. Die Konstruktion sollte eine Einwirkungskraft von 7,3 Tonnen aushalten, darauf war sie ausgelegt. Das Gebäude gab allerdings erst bei 16,3 Tonnen nach, ertrug also das 2,23-fache der Anforderungen. Die Messungen bestätigen also, dass richtig konzipierte, richtig-berechnete und richtig gebaute Holzhäuser erdbebensicher sind.

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Bilder: STUBER & CIE AG, istockphoto.com
Quellen: Bafu, lignum, seismo.ethz.ch