Damit Holzbauten erdbebensicher geplant werden können, hat die Berner Fachhochschule seit 2019 die dynamischen Eigenschaften verschiedener Bauweisen untersucht. Die Forschungsarbeiten wurden unter anderem vom Bundesamt für Umwelt BAFU sowie von der Lignum unterstützt. Zunächst wurden die dynamischen Eigenschaften eines Holzrahmenbaus bestimmt. 2021 folgten Untersuchungen an Walliser Blockbauten. Versuche mit einem Brettsperrholzgebäude schlossen die Reihe ab. Im Bild eine Impression vom finalen Brettsperrholz-Feldversuch in Vauffelin am 21. Mai 2022.
Bild Gunther Ratsch, Lignum

Eine Überarbeitung der Dokumentation ‹Erdbebengerechte mehrgeschossige Holzbauten› wurde nicht nur aufgrund der 2020 erfolgten Aktualisierung der Norm SIA 261 notwendig, die unter anderem von einer neuen Erdbebenzonierung für die Schweiz ausgeht, sondern auch aufgrund vielfältiger Forschungsergebnisse rund um Erdbeben und Holzbau, die den Weg in die Praxis finden sollen. 

Einige Inhalte der Dokumentation aus dem Jahr 2010 wie etwa die ‹Grundlagen zur Entstehung und Auswirkung von Erdbeben› oder ‹Grundlagen zu einer erdbebengerechten Projektierung› blieben erhalten; sie wurden lediglich aktualisiert. Die neu erarbeiteten Kapitel wie ‹Tragwerksverhalten von Holzbauten im Erdbebenfall›, ‹Tragverhalten von Verbindungen im Erdbebenfall› sowie ‹Tragwerksanalyse› und ‹Bemessung› geben den Planenden geeignete Werkzeuge und Informationen für die Erdbebenbemessung von Holzbauten an die Hand.

Dabei werden nicht nur die bestehenden normativen Anforderungen beleuchtet, es finden sich auch zusätzliche Erläuterungen und Ergänzungen zu den Normen. So konnten hinsichtlich Ermittlung der Grundschwingzeit oder der duktilen Bemessung neue Anwendungsempfehlungen aufgenommen werden, welche vornehmlich auf der umfangreichen Forschungsarbeit der Berner Fachhochschule beruhen.

Lösungsansätze für verschiedenste Aufgabenstellungen in der Praxis

Für die Brettsperrholzbauweise, die sich immer grösserer Beliebtheit erfreut, finden sich Angaben zu den Verhaltensbeiwerten in Abhängigkeit von der Konstruktionsart und dem gewählten Bemessungsverfahren.

Bei der Bemessung eines Tragwerks nach dem duktilen Tragwerksverhalten müssen die in der Konzeption definierten duktilen Bereiche als schwächtes Glied des Aussteifungssystems ausgebildet sein. Alle übrigen Tragwerksteile und Verbindungen müssen einen ausreichend höheren Tragwiderstand aufweisen, was mit einer Berücksichtigung von Überfestigkeitsfaktoren gewährleistet werden kann. Daher wurden im Dokument die für eine duktile Bemessung notwendigen Angaben zu den Überfestigkeitsfaktoren gemäss dem aktuellen Stand der Technik aufgenommen.

Mit neu sechs Bemessungsbeispielen bietet die Dokumentation Lösungsansätze für verschiedenste Aufgabenstellungen aus der Praxis an. So finden sich Beispiele zu einer Aufstockung, zu gemischten Bauweisen (Stahlbeton- und Holzbauweise) oder auch für die Kraftverteilung bei Bauwerken, welche die Holzrahmen- und Brettsperrholzbauweise miteinander kombinieren. Hinweise für die Erdbebenbemessung von Bestandsbauten, für den Umgang mit Anbauten und Aufstockungen oder auch zur Sanierung von aussteifenden Holzbalkendecken in Mauerwerksbauten finden sich im neu aufgenommenen Kapitel ‹Erhaltung, Erweiterung und Umbau von bestehenden Holzbauten›.

Breite wissenschaftliche Abstützung und Trägerschaft – Kurse im November

Erarbeitet haben das Dokument Autoren der ETH Lausanne, der Berner Fachhochschule und der Pirmin Jung AG. Eine Begleitgruppe mit Vertretern des Bundesamtes für Umwelt, der heig-vd, der ETH, der Empa und der Universität Kassel unterstützte die Verfasser. 

Finanziell unterstützt wurde das Projekt durch das Bundesamt für Umwelt BAFU im Rahmen des Aktionsplans Holz, die Präventionsstiftung der Kantonalen Gebäudeversicherungen PS-FP, die Schweizerische Gesellschaft für Erdbebeningenieurwesen und Baudynamik SGEB, die Stiftung Baudynamik, Holzbau Schweiz, den Verband Holzwerkstoffe Schweiz (HWS) und den Berner Holzförderungsfonds (BHFF).

Kurse der Berner Fachhochschule in Zusammenarbeit mit der Lignum führen im November anhand der neuen Dokumentation ‹Erdbebengerechte Holzbauten› in die neusten Entwicklungen im Bereich Erdbebeningenieurwesen im Holzbau ein und verbinden die Theorie mit der Praxis. Die Kursdaten sind unter dem nachfolgenden Link ersichtlich.

Link Kursdaten Lignum-Dokumentation ‹Erdbebengerechte Holzbauten› 2023