Seismische Wellen?
Wieso ist der Schaden auf Gebäuden geringer, wenn die Gebäude auf lockerem Boden gebaut wurden sind als auf festen?
3 Antworten
Hi,
weil Gebäude starr gebaut sein müssen. Starre Gebäude werden durch seitliche Stöße also zerstört.
Um das zu verhindern, werden sie also auf einen Untergrund gestellt, der die seitlichen Stöße/Bewegungen abfangen kann. Der Untergrund kann sich bewegen und das Gebäude bleibt stehen. Das ist ganz einfache Physik.
Das basiert auf den Eigenschaften von Seismischen Wellen (bez. generell Wellen) und deren Ausbreitung. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von seismischen Wellen: Oberflächenwellen und Raumwellen. Erstere laufen an der Oberfläche, letztere im betrachteten Körper.
Raumwellen unterscheiden sich weiter durch ihre Schwingungsrichtung. P-Wellen sind Wellen bewegen sich in einer Richtung als Kompressionswelle im Untergrund vom Erbebenzentrum aus weg. Im Gegensatz dazu schwingen S-Wellen auch vertikal, würde man sie malen sähen diese Wellen eher aus wie man sich eine Welle so vorstellt. P-Wellen haben eine höhere Frequenz, also grob Menge der Schwingungen pro Zeiteinheit, als S-Wellen.
Die Oberflächenwellen treffen zeitlich gesehen als letztes ein und haben höhere Amplituden als die Raumwellen. Sie lassen sich weiter in Love und Rayleigh-Wellen mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften unterteilen. Dies sind die Wellen, die vor allem für die Zerstörungskraft eines Erdbebens sorgen. Das bedeutet, dass ein Erdbeben den Erdboden sowohl horizontal als auch vertikal bewegt und das stellt Architektur vor eine Herausforderung weil sehr unterschiedliche Aspekte betrachtet werden müssen.
Ein weicher Boden führt somit zu dissipativer Dämpfung, das heißt er beeinflusst die Schwingungen und die Elastizitätseigenschaften mit denen sich diese Wellen fortbewegen können. Das ist aber in Abhängigkeit zu den Gebäuden zu sehen, die diesen Bewegungen ausgesetzt sind, da es sich um eine Form von Energieverteilung und -umwandlung handelt. Hier spielt unter vielem anderen Trägheit, oder auch Einbetttung der Gebäude in den Untergrund eine Rolle
Eine ausführliche Beschreibung von Erdbeben, Untergrund und Gebäudetechnik findest Du hier: https://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_188372.pdf
Das hat nicht nur mit dem Boden zu tun, sondern auch mit dem Gebäude selbst. Lockerer Boden kann quasi die Schwingungen besser aufnehmen und deren Energie quasi abfedern, wodurch weniger Energie auf das Gebäude übertragen wird. Wenn das Gebäude selbst noch eher locker bzw. beweglicher gebaut ist, dann wird noch mehr Energie abgefangen als bei sehr starten Gebäuden. Daher sind z. B. Holzhäuser bei Erdbeben sicherer als starre Betonblöcke.