Vierstöckiger Holzbau beweist bei Zerstörungsversuch seine hohe Erdbebensicherheit

26.10.2019 Am 26. Oktober 2019 wurde in Chamoson (VS) ein eindrücklicher Zerstörungsversuch an einem vierstöckigen Holzbau durchgeführt. Die Berner Fachhochschule BFH hat in den letzten Monaten zusammen mit Partnern aus der Holzbranche Messungen zur Erdbebensicherheit am Testgebäude durchgeführt. Die neu gewonnen Erkenntnisse erleichtern Erdbebeningenieurinnen und -ingenieuren der Schweiz zukünftig die Arbeit.

In Chamoson (VS) führte das Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur IHTA der Berner Fachhochschule BFH einen eindrücklichen Belastungsversuch an einem 20 m² grossen und 12 Meter hohen Holzgebäude durch. Am vergangenen Samstag wurde als krönender Abschluss der Untersuchungen ein Zerstörungsversuch durchgeführt. Dabei wurde der vierstöckige Holzbau zu Boden gezogen, wobei die Bruchlast und die Versagensart des Tragwerks untersucht wurden.

Martin Geiser, Professor für Erdbebeningenieurwesen an der BFH ist mit den bisherigen Testergebnissen zufrieden: «Die Messungen bestätigen, dass richtig konzipierte, berechnete und gebaute Holzhäuser erdbebensicher sind». Die Testergebnisse haben weiter bestätigt, dass hölzerne Tragwerke in der Realität steifer sind, als dies vereinfachte Simulationen ergeben. Zudem hat der finale Belastungsversuch vom Samstag noch weitere wichtige Erkenntnisse über den Versagensmechanismus von Holzgebäuden geliefert. «Das Bauwerk hat bis zu seiner Zerstörung eine hohe Duktilität, oder anders gesagt ein grosses Verformungsvermögen, aufgewiesen. Das ist für die Erdbebensicherheit von Vorteil», so Geiser.

Ziehen und loslassen

Das vierstöckige Holzgebäude in Chamoson wurde unter der Leitung und im Rahmen der Masterthesis in Wood Technology von Urs Oberbach, wissenschaftlicher Assistent am Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur IHTA, etappenweise errichtet. Nach jedem zusätzlichen Stockwerk wurden am Gebäude eine Reihe von Tests durchgeführt. Einer davon mass die natürlich erzeugten Schwingungen, wie sie beispielsweise durch Wind entstehen. Weitere dynamische Tests massen die Gebäudeantwort von künstlich erzeugten Schwingungen mit grossen Amplituden. Bei diesen Ausschwingversuchen wurde der Holzbau jeweils mit Stahlseilen horizontal ausgelenkt und plötzlich losgelassen.

Mehr Klarheit über die dynamischen Eigenschaften von Holzbauten

Die dynamischen Eigenschaften von Holzrahmengebäuden können bis anhin nur mit einer gewissen Unsicherheit bestimmt werden. Sie sind jedoch im Erdbebeningenieurswesen von zentraler Bedeutung. Denn die seismischen Kräfte, die im Falle eines Erdbebens auf ein Gebäude wirken, hängen direkt vom dynamischen Verhalten des Tragwerks ab. Das Ziel des Forschungsprojekts ist es daher, den Ingenieurinnen und Ingenieuren klare Vorgaben zu liefern, mit welchen diese anschliessend realistische Aussagen über die dynamischen Eigenschaften von Holzrahmenbauten machen können. So können zukünftig beim Bau von Holzrahmengebäuden die Baumassnahmen zur Erdbebensicherheit effizienter umgesetzt werden.

Unterstützt wird das Forschungsprojekt vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) sowie diversen am Projekt beteiligten Unternehmen der Holzbranche.