Institut für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB) - Abteilung Massivbau

Erdbebeningenieurwesen

Gefährdungspotential in Köln

Identifikation und Vulnerabilitätsanalyse von Bauwerken mit erhöhtem Erdbebenrisikopotential 

Im Rahmen des Deutschen Forschungsnetz Naturkatastrophen (DFNK, http://dfnk.gfz-potsdam.de/) wird das Risiko von Naturkatastrophen (Erdbeben, Hochwasser, Sturm, Waldbrand) für Deutschland quantifiziert. Das Risiko Erdbeben wird exemplarisch für den Standort Köln untersucht. Köln liegt am Südostrand der Niederrheinischen Bucht, einer seismisch aktiven Zone innerhalb der Eurasischen Platte. Trotz einer langen Wiederkehrperiode von Schadenbeben ist die Gefährdung der Gesellschaft aufgrund einer hohen Siedlungs- und Industriedichte verbunden mit unzureichenden Vorsorgemaßnahmen sehr hoch.

Eine der Ursachen für die hohe Zahl von Todesopfern bei Erdbebenkatastrophen ist, dass Rettungs- und Hilfsmaßnahmen oft nur unzureichend und verspätet durchgeführt werden können. Strategisch wichtige Straßen sind durch eingestürzte Brücken, Trümmerteile oder Brände unpassierbar, sodass Rettungskräfte nur schwer in die Stadt und zum Einsatzort gelangen (Kobe 1995, Loma Prieta 1989).

In diesem Projekt wird die Durchführbarkeit von Rettungsmaßnahmen nach einem möglichen Starkbeben in Köln untersucht. Zunächst wird ein Netz aus Rettungswegen bestimmt, über das katastrophenrelevante Einrichtungen wie Krankenhäuser, Feuerwehren und Rettungsdienste erreichbar sind. Im nächsten Schritt werden die Bauwerke entlang der Rettungswege identifiziert, die eine Beeinträchtigung der Rettungsarbeiten verursachen können. Anschließend werden die identifizierten Bauwerke wie Brücken und Hochbauten einer Vulnerabilitätsanalyse für mögliche Erdbebenszenarien unterzogen. Hierbei kommt die Methode der Finiten Elemente unter Berücksichtigung stofflich nichtlinearer Effekte von Stahlbeton unter zyklischer Beanspruchung zum Einsatz.