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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Einwirkungen auf Bauwerke

Bauschäden treten erfahrungsgemäß dann auf, wenn in den einzelnen Bauteilen (Wände, Decken, Fundamente) Spannungen auftreten, die ihre Festigkeit übersteigt. Diese Spannungen können auch durch dynamische Lasten wie Erschütterungseinwirkungen verursacht werden. Je nach Bauwerk gelten unterschiedliche Anforderungen an den Erschütterungsschutz.

Während man bei einer gewerblich genutzten Halle durchaus einen Riss in der Wand tolerieren kann und hier die Standsicherheit des Gebäudes im Vordergrund steht, wird ein solcher Riss in der Wand in einem Wohnraum nicht toleriert. Aus diesem Grund gibt es für unterschiedliche Gebäudekaterorgien auch verschiedene Anhaltswerte. Die strengsten Anforderungen gelten für besonders erschütterungsempfindliche Gebäude. Dies sind meist historische Gebäude mit besonderen Baukonstruktionen, wie beispielsweise eine historische Stuckdecke, die an einer relativ biegeweichen Holzbalkendecke befestigt ist. Wird eine solche Decke in Schwingung gesetzt, kann sie früher beschädigt werden als eine herkömmliche Stahlbetondecke aus dem allgemeinen Wohnungsbau.

Im Erschütterungsschutz werden Schwingungen an wenigen Punkten im Gebäude erfasst und anhand dieser wird eine Aussage über das gesamte Gebäude getroffen. Werden die auf Erfahrungswerten basierten Anhaltswerte nicht überschritten, so sind auch eventuell auftretenden Schäden einer anderen Ursache zuzuordnen. Diese können dann beispielsweise einer mangelnden Bauausführung zugeordnet werden. Eine Überschreitung der Anhaltswerte bedeutet umgekehrt nicht zwingend, dass ein Bauschaden auftreten muss.

Die Beurteilung von Erschütterungseinwirkungen auf Bauwerke wird nach der DIN 4150-3 in der derzeit aktuellsten Fassung vom Dezember 2016 geregelt.

Beurteilungsgröße

Die maßgebliche Beurteilungsgröße zur Beurteilung der Erschütterungseinwirkungen auf das Gesamtgebäude, ist der Betragsmaximalwert vi, max. Das ist der betragsmäßig größte Wert des Signals v(t) in der Messrichtung i (i = x, y, z).

Beurteilungsverfahren

Zur Beurteilung der Erschütterungseinwirkungen auf bauliche Anlagen werden die maximalen Schwinggeschwindigkeiten mit den Anhaltswerten der DIN 4150-3 (12-2016) verglichen. Dabei unterscheidet die DIN 4150-3 zwischen kurzzeitigen Erschütterungen und Dauererschütterungen.

Als Grundlage für die Beurteilung dient die horizontale Schwinggeschwindigkeit der obersten Deckeneben, die auf den Außenwänden aufliegt. Bei kurzzeitigen Erschütterungen dürfen auch die maximalen Schwinggeschwindigkeiten am Fundament (oder in Fundamentnähe) erfasst werden, um mit den Anhaltswerten der Tabelle 1 der DIN 4150-3 (12-2016) verglichen zu werden.

Bei Dauererschütterungen entfällt der Messpunkt am Fundament, so dass es in diesen Fällen erforderlich ist, in der obersten Deckenebene in horizontaler Richtung zu messen. Um Schäden durch Dauererschütterungen auszuschließen, müssen die Anhaltswerte der Tabelle 4 der DIN 4150-3 (12-2016) unterschritten werden.