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Erdbeben im Labor – wie Wissenschaftler mit einer Rüttelplatte die Baustatik testen

25.06.2013, von , in Karte anzeigen

Zeitlupenaufnahmes eines Turmes auf dem Erdbeben-Rütteltisch (Quelle: Bundeswehr Universität München, Institut für Baustatik)

Zeitlupenaufnahmes eines Turmes auf dem Erdbeben-Rütteltisch

Auch in Deutschland wackelt manchmal die Erde: in der Kölner Bucht, auf der schwäbischen Alb oder im Gebiet des Rheingrabens. Vor schlimmeren Erdbeben aber sind wir in Deutschland sehr gut geschützt. Um solche Erdbeben trotzdem untersuchen zu können, haben Wissenschaftler von der Bundeswehr-Universität in München einen Erdbeben-Simulator im Labor aufgebaut. Es ist eine so genannte Rüttelplatte, auf der sie unterschiedliche Phänomene von Erdbeben untersuchen können. Stefan Geier war beim künstlich erzeugten Erdbeben im Labor dabei.

Prof. Norbert Gebbeken und Kollegin analysieren die aufgebauten Türme

Prof. Norbert Gebbeken und Kollegin analysieren die aufgebauten Türme

Norbert Gebbeken, Professor für Baustatik und seine Kollegin stehen vor dem Erdbeben-Simulator. Die Rüttelplatte hat zwar nur eine Fläche von etwa einem Quadratmeter. Trotzdem lassen sich damit wichtige Phänomene studieren, die z.B. beim Bau von Gebäuden in Erdbebengebieten wichtige Informationen liefern können. Ein Beispiel: Öffnungen von Gebäuden, also Fenster und Türen,  sorgen bei Erdbebenbewegungen in horizontaler Richtung dafür, dass Wände einreißen und das Gebäude einstürzt. „Aber ohne Fenster und Türen können wir nicht bauen, weil wir das Gebäude sonst nicht nutzen könne““, sagt Gebbeken.

Aus kleinen Bausteinen baut der Statiker daher Gebäude mit unterschiedlich angeordneten Fenstern und Türen auf – Stein für Stein. Dann werden die Häuser auf die Rüttelplatte gestellt. Die elektronische Steuerung erlaubt es, die Stärke des Erdbebens langsam zu steigern. Eine Hochgeschwindigkeitskamera nimmt jede Bewegung auf. Denn wenn eines der Modellhäuser einstürzt, dann passiert das im Normalfall so schnell, dass man die Schwachstellen mit dem bloßen Auge kaum erkennen kann.

 

Video: Erdbebentest – Modell eines Hauses (Zeitlupe)
(Quelle: Bundeswehr Universität München, Institut für Baustatik)
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Die Zeitlupenauswertung erlaubt es später, die Bewegung jedes Bausteins genau zu analysieren. Selbst Wärmeveränderungen in den Steinen können mit der Kamera aufgezeichnet werden.

Noch sind die Forscher der Bundeswehr Universität München dabei, vor allem grundsätzliche Phänomene von Erdbebenschäden zu analysieren. Dabei untersuchen sie unterschiedlichste Baumaterialien – von Ziegelsteinen über Stahlkonstruktionen bis hin zu Lehm.

Video: Erdbebentest – Modell eines Turmes (Zeitlupe)
(Quelle: Bundeswehr Universität München, Institut für Baustatik)
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Die beiden Türme sind unterschiedliche konstruiert. Welcher wird dem Erdbeben länger standhalten?

Die beiden Türme sind unterschiedliche konstruiert. Welcher wird dem Erdbeben länger standhalten?

Wie müssen Mauern gebaut sein, damit auch bei kleineren Erdbeben keine Risse entstehen? Wie kann man die gefährlichen Eigenschwingungen von hohen Gebäuden dämpfen? Auf welchem Untergrund müssen Häuser gebaut werden, damit das Fundament bei einem Erdbeben nicht einfach im Boden versinkt? Und wie kann man einfache Lehmhütten so stabil bauen, dass sie sicher sind, auch wenn die Erde bebt? Diese Fragen kann der Erdbebensimulator im Labor beantworten.

 

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