Erdbebenschutz: Ingenieure testen „Sehnen“ aus Stahl für griechische Tempel - wissenschaft.de
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Erdbebenschutz: Ingenieure testen „Sehnen“ aus Stahl für griechische Tempel

Forscher der Kasseler Universität entwickeln ein Computermodell, welches das Verhalten antiker Bauten bei Erdbeben simuliert. Die Erkenntnisse sollen den Einsatz wirkungsvoller und denkmalschutzgerechter Techniken ermöglichen, die bei einem Beben die Bauten vor dem Einsturz bewahren – so könnten „Sehnen“ aus Stahl griechische Tempel stabilisieren.

Die Experten der Kasseler Uni verknüpfen in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit rund 300.000 Euro geförderten Projekt das virtuelle Modell eines antiken Tempels mit Tests am Nachbau einer Säule. „Mit dieser Kombination aus Simulation und realen Messungen sind wir Vorreiter“, sagt Uwe Dorka, Leiter des Fachgebiets Stahl- und Verbundbau am Kasseler Institut für konstruktiven Ingenieurbau.

Bauwerke vor den Folgen von Erdbeben zu schützen – egal ob es sich um historische oder moderne Gebäude oder Brücken handelt – ist ein Forschungsschwerpunkt von Dorka. Das unter seiner Leitung stehende DFG-Projekt, das auf drei Jahre angelegt ist, soll Forschungsergebnisse für die Praxis des Erdbebenschutzes nutzbar machen – vor allem für antike Konstruktionen. Die Baumeister von damals zu verstehen, könnte auch heutigen Planern neue Erkenntnisse bringen. „Die Konstruktionen waren durchaus erdbebensicher, ihre Erbauer wussten, was sie taten“, ist sich Dorka sicher.

Für das DFG-Projekt dient der Neptun-Tempel im italienischen Paestum als Referenzobjekt. Die als UNESCO-Weltkulturerbe anerkannte Ruinenstätte liegt in der Provinz Salerno. Mit der Universität Salerno, die die Ruinen wissenschaftlich betreut, arbeiten die Kasseler Forscher seit Jahren zusammen. Die Gruppe um Dorka will am Ende des DFG-Projekts Rechenmodelle liefern, die über statische und konstruktive Eigenschaften des Tempels Auskunft geben, und damit auch über sein Verhalten bei Belastungen – vor allem bei Erdbeben.

Die Simulation antiker Bauten, wie sie die Kasseler Forscher derzeit entwickeln, soll auch Aussagen darüber ermöglichen, ob es sinnvoll ist, sogenannte Tendon-Systeme für den Erdbebenschutz griechischer Tempel zu nutzen. Bei dieser Technologie werden meterlange dünne Stahlstangen senkrecht in die – von den antiken Steinmetzen während des Herstellungsprozesses eingearbeiteten – Längsbohrungen der Säulentrommeln eingeführt. Sie wirken ähnlich wie die Sehnen in unserem Körper und sorgen dafür, dass sich das Gebäude bei Erdbeben in alle Richtungen kontrolliert bewegt ohne einzustürzen. Erstmalig eingesetzt wurde ein solches System in einer Barockkirche nahe Salerno, erst kürzlich erfolgte ein weiterer Praxistest bei einem antiken Stadttor in der Nähe des türkischen Antalya.

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An dem Neptun-Tempel zeigt sich auch, wie schlecht überlegte Eingriffe, die eine wertvolle Ruine schützen sollen, das Gegenteil bewirken können: Bei einer früheren Sanierung, so Dorka, wurden Steinblöcke durchbohrt und Bewehrungsstäbe einbetoniert. Der Stahl rostet nun, dehnt sich dabei aus und sprengt den Stein. Tendon-Systeme hingegen greifen die Bausubstanz nicht an und verändern auch die ursprüngliche Statik nicht, sie sind zudem leicht und ohne Schaden entfernbar. „Tendon-Systeme könnten auf ideale Weise die Anforderungen an Erdbebensicherheit und Denkmalschutz miteinander verbinden“, so Dorka. „Wir müssen sie allerdings noch besser verstehen, um sie richtig einsetzen zu können. Daran arbeiten wir.“

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