Verfahren zur Herstellung einer Erdbebenwirkungen eliminierenden Fundamentplatte für zumindest ein Gebäude

Abstract

 Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk. Die Fundamentplatte wird mit einer derart ausgestalteten Verstärkungsbewehrung versehen, dass durch die Fundamentplatte eine Zugkraft aufnehmbar ist, welche Zugkraft zumindest so groß wie die durch ein Erdbeben auf die Fundamentplatte einwirkende Zugkraft N_A ist und wobei das zumindest eine Bauwerk auf der Fundamentplatte erstellt und mit der Fundamentplatte verbunden wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk. Weiterhin betrifft die Erfindung eine seismisch passive Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk.

[0002] Verfahren zur Herstellung von Fundamentplatten sowie Fundamentplatten sind aus der Praxis grundsätzlich bekannt. Dabei hat es sich bewährt, einem Gebäude eine Fundamentplatte zuzuordnen, so dass die Gründung eines Komplexes aus verschiedenen Gebäuden eine Mehrzahl von Einzelfundamentplatten aufweist, wobei jedem Gebäude jeweils eine Fundamentplatte zugeordnet ist. Die aus der Praxis bekannten Fundamentplatten reißen im Falle eines Erdbebens leicht auseinander (Rissbildung im Beton), da der zur Bildung der Fundamentplatten eingesetzte Beton keine Zugkräfte aufnehmen kann. Die Fundamentplatten der einzelnen Gebäude sind durch Fugen oder Pressfugen voneinander getrennt. Im Falle eines Erdbebens treffen Erdbebenwellen auf die einzelnen Fundamentplatten und versetzen diese sowie die auf den einzelnen Fundamentplatten angeordneten Gebäude in Schwingungen. Infolgedessen wird jedes Gebäude unterschiedlich angeregt und schwingt unabhängig von Nachbargebäuden. Der zeitliche Verlauf, die Amplituden sowie die Bewegungsformen der einzelnen Fundamentplatten und Gebäuden sind dabei unterschiedlich, wobei zwischen benachbarten Gebäuden und/oder Fundamentplatten sogar gegenläufige Bewegungen möglich sind. Dabei können benachbarte Gebäude miteinander verbindende Bauteile, beispielsweise Leitungen, beschädigt werden, was durch komplizierte Anschlusskonstruktionen ausgeschlossen werden muss. Um die Wirkungen von Erdbeben abzumildern, ist es aus der Praxis weiterhin bekannt, zwischen der Fundamentplatte und dem Gebäude schwingungsdämpfende Lagerkonstruktionen anzuordnen. Weiterhin ist es bekannt, schwingungsdämpfende Lagerkonstruktionen zwischen der Fundamentplatte und einer darunter angeordneten, zweiten Fundamentplatte vorzusehen. Die Herstellung sowie der Unterhalt dieser aus der Praxis bekannten Lagerkonstruktionen ist allerdings sehr aufwändig und kostenintensiv.

[0003] Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte anzugeben, das einfach und zuverlässig ausführbar ist und mit dem gegen Erdbeben beständige Fundamentplatten und Bauwerke herstellbar sind. Weiterhin liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine seismisch passive Fundamentplatte anzugeben, welche die Einwirkungen infolge von Erdbeben reduziert. Seismisch passiv meint dabei vor allem, dass die Fundamentplatte bzw. das Bauwerk von sich aus weniger zu Schwingungen angeregt wird und dazu keine weiteren, insbesondere aktiven Maßnahmen, erforderlich sind.

[0004] Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk, wobei die Fundamentplatte mit einer derart ausgestalteten Verstärkungsbewehrung versehen ist, welche Verstärkungsbewehrung vorzugsweise so angeordnet und dimensioniert ist, dass durch die Fundamentplatte eine Zugkraft aufnehmbar ist, welche Zugkraft zumindest so groß wie die durch ein Erdbeben auf die Fundamentplatte einwirkende Zwangsnormalkraft N_A ist, und wobei das zumindest eine Bauwerk auf der Fundamentplatte erstellt und mit der Fundamentplatte verbunden wird. Besonders bevorzugt lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk, wobei die Fundamentplatte mit einer Verstärkungsbewehrung versehen ist, die so angeordnet und dimensioniert ist, dass durch ein Erdbeben in die Fundamentplatte eingeprägten Zwangsnormalkräfte N_A mit einem definierten Sicherheitsabstand aufgenommen werden können und wobei das zumindest eine Bauwerk auf der Fundamentplatte erstellt und mit der Fundamentplatte verbunden wird. Die seismisch passive Fundamentplatte ist vorzugsweise frei von Lagereinrichtungen, mit welchen Lagereinrichtungen Erdbodenversetzungen und/oder Schwingungen eines auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerks gebremst bzw. eliminiert werden.

[0005] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Erdbebenwellen inkohärent auf eine Fundamentplatte auftreffen. Das bedeutet, dass sich verschiedene Bodenbereiche, welche Bodenbereiche jeweils vornehmlich an einer Fundamentplattenunterseite anliegen, entsprechend dem Phasenunterschied, der durch den jeweils unterschiedlichen Zeitpunkt, mit dem die Erdbebenwelle den Bodenbereich trifft hervorgerufen wird, in verschiedenen Phasen der Erdbebenwelle befinden. Abhängig von der Entfernung einzelner Bodenbereiche zueinander und dementsprechend abhängig von dem Zeitunterschied, mit dem die Erdbebenwelle diese Bodenbereiche trifft, kann der Phasenunterschied zweier Bodenbereiche so groß sein, dass sich eine gegenläufige Schwingungsrichtung zwischen ihnen ergibt.

[0006] Es hat sich gezeigt, dass bei einem Erdbeben der Erdboden im Wesentlichen horizontal schwingt. Entsprechend des oben beschriebenen Phasenunterschiedes bewegen sich dabei die an der Plattenunterseite anliegenden Bodenbereiche nicht gleichmäßig sondern unterschiedlich. Die einzelnen Bereiche einer monolithischen, ungerissenen Fundamentplatte dagegen können sich nicht unterschiedlich zueinander bewegen, jedenfalls nicht in einer Größenordnung wie die Bodenbereiche, sondern nur in einer weitaus geringeren Größenordnung, die bei dieser Betrachtung vernachlässigbar ist. Daraus resultieren zwei Effekte. Die nur gemeinsame Bewegungen ausführen könnenden Fundamentplattenbereiche bewegen sich weit weniger als die Mehrzahl der Bodenbereiche, sozusagen mit einem Mittelwert aus den Verschiebungen der Bodenbereiche, der aufgrund der teilweisen Gegenläufigkeit der Bewegungen sehr viel kleiner sein kann als der Maximalwert. Daraus resultiert eine unterschiedlich große Relativverschiebung zwischen den Bodenbereichen und den Fundamentplattenbereichen. Aufgrund der Reibung zwischen Boden und Fundamentplatte wird diese Relativverschiebung jedoch behindert und es wird daraus resultierend eine Zwangskraft bzw. Zwangsnormalkraft N_A in die Fundamentplatte eingeleitet. Aufgrund der schwingenden Bodenbewegung mit unterschiedlichen Bewegungsrichtungen ist diese Kraft wechselweise eine Zug- oder eine Druckkraft. Entsprechend den gängigen Materialeigenschaften von Beton muss zur Aufnahme der Zugkräfte eine entsprechende Bewehrung eingelegt werden. Andernfalls würde eine mit entsprechender Größe hergestellte Fundamentplatte auseinanderreißen und wie mehrere einzelne Fundamentplatten wirken.

[0007] Die von dem Erdbeben verursachte und auf die Fundamentplatte einwirkende Zwangsnormalkraft bzw. Zugkraft N_A ist vorzugsweise ein Produkt aus einer Zugspannung σ und der Fläche A der Bewehrung, was in der nachfolgenden Formel wiedergegeben ist:

[0008] Die Zugspannung σ wird besonders bevorzugt nach der folgenden Formel bestimmt:

wobei E der E-Modul von Stahl, d_ri die behinderte Relativverschiebung und L_i die Länge des Fundaments ist. Die behinderte Relativverschiebung d_ri ist nach der Gleichung


gegeben, wobei dg die Bemessungsbodenverschiebung und die Entfernung Lg die ausgehend von der Erdbodenoberfläche bzw. Fundamentplatte gemessene Streckenlänge ist, ab der die Erdbebenschwingungen als unkorreliert anzusehen ist. Die Entfernung Lg beträgt 200 bis 700 m und vorwiegend 300 bis 600 m. Die Bemessungsbodenverschiebung kann 3 mm bis 10 cm und beispielsweise 5 mm bis 5 cm betragen. Die Verstärkungsbewehrung ist derart ausgelegt, dass sie die Relativverschiebung d_ri bzw. die daraus resultierende Zwangsnormalkraft aufnehmen kann.

[0009] Empfohlenermaßen wird die Verstärkungsbewehrung mit der Maßgabe in der Fundamentplatte angeordnet, dass die durch das Erdbeben erzeugte und parallel bzw. im Wesentlichen parallel zur Erdoberfläche orientierte Zugkraft durch die Fundamentplatte aufgenommen wird bzw. aufnehmbar ist. Besonders bevorzugt wird durch die Verstärkungsbewehrung die vorzugsweise ausschließlich horizontale, von dem Erdbeben erzeugte Zugkraft aufgenommen. Durch die Verstärkungsbewehrung wird die Beständigkeit der Fundamentplatte gegenüber Zugkräften bzw. Zugbeanspruchungen derart erhöht, so dass die Fundamentplatte erdbebenbedingten Zugbeanspruchungen beschädigungsfrei widersteht. Die auf die Fundamentplatte wirkenden Zugkräfte des Erdbebens werden vorteilhafterweise durch die Verstärkungsbewehrung aufgenommen, wodurch ein Auseinanderreißen einer die Fundamentplatte bildenden Betonmasse verhindert wird.

[0010] Gemäß einer Ausführungsform ist die Verstärkungsbewehrung horizontal bzw. ungefähr parallel zu einer Fundamentunterseite oder Fundamentoberfläche orientiert. Vorzugsweise ist die Verstärkungsbewehrung in beide horizontale Hauptrichtungen der Fundamentplatte orientiert. Vorzugsweise sind in der Fundamentplatte zumindest zwei und bevorzugt mehrere Lagen der Verstärkungsbewehrung an der Fundamentunterseite und der Fundamentoberfläche angeordnet. Die Verstärkungsbewehrung wird vorzugsweise aus Betonstahl, insbesondere Betonstahlstäben und/oder Betonstahlmatten gebildet. Alternativ und/oder zusätzlich kann faserbewehrter oder textilbewehrter Beton und/oder mikrobewehrter Hochleistungsbeton zur Fertigung bzw. Verstärkung der Fundamentplatte eingesetzt werden.

[0011] Damit durch die Verstärkungsbewehrung Relativverschiebungen und erdbebenbedingte Zugkräfte aufnehmbar sind, empfiehlt es sich, dass der Betonstahl und/oder die Betonstahlmatten eine möglichst hohen Bruchdehnung aufweisen. Zweckmäßigerweise verfügt der Betonstahl und/oder die Betonstahlmatte über eine Bruchdehnung von beispielsweise bis zu 50 ‰. Gegebenenfalls verfügt der Betonstahl und/oder die Betonstahlmatte über ein Bruchdehnung von bis zu 25 ‰. Es ist möglich, dass der Betonstahl und/oder die Betonstahlmatte eine Bruchdehnung von 20 bis 50 ‰ aufweist. Zweckmäßigerweise ist die Streckgrenze des Betonstahls f_yk größer als 400 N/mm², vorzugsweise zumindest 500 N/mm². Es empfiehlt sich, dass die Betonstahlstäbe einen Durchmesser von 6 mm bis 40 mm und vorzugsweise von 12 mm bis 32 mm aufweisen. Zweckmäßigerweise ist die Verstärkungsbewehrung parallel zur Schwingungsebene des Erdbebens bzw. der horizontalen Erdbebenwellen angeordnet.

[0012] Weiterhin ist es möglich, bei zwei oder mehreren, nebeneinander liegenden Einzelfundamentplatten, diese mit Kopplungselementen zu verbinden, die dafür sorgen, dass die Einzelfundamentplatten hinsichtlich der Erdbebenbeanspruchung wie eine erfindungsgemäße seismisch passive Fundamentplatte wirken. Dazu ist es erforderlich, dass die Kopplungselemente die vorhandenen Bewehrungen, die vorzugsweise an den Ober- und Unterseiten der Einzelfundamentplatten als orthogonale Bewehrungsnetze vorhanden sind, kraftschlüssig miteinander verbinden. Die Kopplungselemente müssen so ausgelegt sein, dass sie in der Lage sind, die entsprechend den vorab beschriebenen Formeln ermittelten Zwangsnormalkräfte aufzunehmen. Weiterhin ist es Voraussetzung dieses Verfahrens, dass die in den Einzelfundamentplatten vorhandene Bewehrung in der Lage ist, die entsprechend den vorab beschriebenen Formeln ermittelten Normalkräfte aufzunehmen.

[0013] Sollten die Einzelfundamentplatten nicht durch Pressfugen voneinander getrennt sein, sondern mit einem gewissen Fugenabstand, so ist dieser beim Einbau der Kopplungselemente zu schließen. Dies erfolgt durch Ausbetonieren/Verfüllen der Fugen mit geeignetem Material, wobei Beton, Stahlbeton, Stahlfaserbeton oder mikrobewehrter Hochleistungsbeton zum Einsatz kommen kann. Alternativ können auch die Kopplungselemente so ausgebildet sind, dass sie diese Funktion der Fugenüberbrückung übernehmen.

[0014] Weiterhin lehrt die Erfindung zur Lösung des technischen Problems ein Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk, wobei das Bauwerk auf der Fundamentplatte errichtet wird, wobei die Fundamentplatte derart mit einer Versteifungsbewehrung ausgestattet wird, dass mit der Versteifungsbewehrung eine Schubkraft V_A und/oder ein Moment M_A aufnehmbar ist/sind, welche Schubkraft V_A und/oder welches Moment M_A durch das durch ein Erdbeben angeregte, schwingende Bauwerk in die Fundamentplatte eingeleitet wird/werden.

[0015] Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass eine erdbodenseitige bzw. erdoberflächenseitige Stirnfläche der Fundamentplatte eine Verstärkungsprofilierung aufweist, durch die vorzugsweise ergänzend zu der Versteifungsbewehrung die Schubkraft V_A und/oder das Moment M_A aufgenommen wird/werden, welche Schubkraft V_A bzw. welches Moment M_A durch das schwingende, auf der Fundamentplatte angeordnete Bauwerk in die Fundamentplatte eingeleitet wird. Die Versteifungsbewehrung stellt sicher, dass quer zur bauwerkseitigen Oberfläche der Fundamentplatte in die Fundamentplatte eingeleitete Schubkräfte und/oder Momente aufgenommen werden und auf diese Weise auf die Fundamentplatte einwirkende Zugbeanspruchungen aufgenommen werden. Die Schubkraft V_A und/oder das Moment M_A, welche Schubkraft V_A und/oder welches Moment M_A, in jedem Punkt des Fundaments wirken, ergeben sich zweckmäßigerweise aus einer dynamischen Analyse der Boden-Bauwerk-Wechselwirkung. Empfohlenermaßen wird im Rahmen der dynamischen Analyse der Boden-Bauwerk-Wechselwirkung eine Modellierung des Bauwerks auf der vorhandenen Bodenschichtung vorgenommen. Gemäß einer Ausführungsform wird das Bauwerk oder werden die Bauwerke bzw. werden die verschiedenen aufgehenden Strukturen des jeweiligen Bauwerks mit ihren Massen, Steifigkeiten und Dämpfung auf der Fundamentplatte modelliert. Jede Einzelstruktur eines Bauwerks besitzt eine Frequenz mit der sie horizontal schwingt. Typischerweise liegen diese horizontalen Frequenzen zwischen 0,5 bis 10 Hz. Auch der Boden (Erdboden) unter der Fundamtplatte wird im Rahmen der Erfindung mit seiner Masse, Steifigkeit und Dämpfung modelliert. Das Gesamtsystem aus den Bodenschichtungen, der Fundamentpatte und dem Bauwerk wird durch Erdbeben angeregt. Durch die Schwingung der Massen der Einzelstrukturen und der daraus resultierenden Trägheitskräfte werden die Momente M_A und Schubkräfte V_A in jedem Punkt der Fundamentplatte ermittelt.

[0016] Durch den Einbau der Verstärkungsbewehrung und/oder Versteifungsbewehrung in die Fundamentplatte zeichnet sich diese durch eine hohe Beständigkeit gegenüber den eingeleiteten Momenten und Schubkräften aus, so dass ein Auseinanderreißen der Fundamentplatte im Falle eines Erdbebens vermieden wird. Vorteilhafterweise wird mit der Fundamentplatte die Gesamterdbebenanregung beispielsweise durch eine erhöhte Abstrahlungsdämpfung der großen und massigen Fundamtplatte in den Boden weiter reduziert. Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform werden die gegenseitigen Schwingungen bzw. Kippschwingungen der Bauwerke verringert.

[0017] Zweckmäßigerweise wird die Bewehrung so im Fundament angeordnet, dass die Fundamentplatte die Momente M_A und/oder die Schubkräfte V_A in dem jeweiligen Querschnitt der Fundamentplatte aufnehmen kann. Zur Aufnahme der Momente M_A wird die Verstärkungsbewehrung und/oder Versteifungsbewehrung horizontal und/oder parallel zur Fundamentoberfläche bzw. Fundamentunterseite angeordnet.

[0018] Die Verstärkungsbewehrung und/oder Versteifungsbewehrung ist zudem in beide horizontale Hauptrichtungen orientiert. Dies erfolgt vorzugsweise mit zwei oder mehr übereinanderliegenden Bewehrungslagen, die vorzugsweise nahe der Fundamentoberseite bzw. Fundamentunterseite angeordnet sind.

[0019] Gemäß einer Ausführungsform ist eine Dicke der Fundamentplatte an jedem Ort der Fundamentplatte so gewählt, dass das durch die Verstärkungsbewehrung und/oder Versteifungsbewehrung aufnehmbare Moment größer ist als das Moment M_A. Empfohlenermaßen ist die Dicke der Fundamentplatte an jedem Ort so gewählt, dass die aufnehmbare Schubkraft und/oder Querkraft größer ist als die Schubkräfte V_A. Die Dicke der Fundamentplatte meint im Rahmen der Erfindung eine Ausdehnung der Fundamentplatte quer zur Erdoberfläche. Es empfiehlt sich, dass die charakteristische Zylinderdruckfestigkeit f_ck des Betons möglichst hoch ist, vorzugsweise größer als 20 N/mm². Zur Erhöhung der aufnehmbaren Schubkraft können geneigte Bewehrungsstäbe (Schrägstäbe) und/oder Matten und/oder Stahlbügel in die Fundamentplatte eingebaut werden. Bei geneigter Querkraftbewehrung ist vorzugsweise eine Neigung einzusetzen, die 45° bzw. ungefähr 45° beträgt. Hieraus ergibt sich eine Profilierung der Fundamentplatte. Eine resultierende Dicke der Fundamentplatte sollte möglichst nicht über 10 m und nicht unter 1 m sein.

[0020] Zweckmäßigerweise werden als Versteifungsbewehrung vorzugsweise Betonstähle und/oder Betonstahlmatten eingesetzt. Grundsätzlich ist es möglich, dass zur Ausbildung oder örtlichen Verstärkung der Fundamentplatte ein faserbewehrter und/oder textilbewehrter Beton und/oder ein mikrobewehrter Hochleistungsbeton eingesetzt wird.

[0021] Zweckmäßigerweise weist die Versteifungsbewehrung bzw. der Betonstahl und/oder die Betonstahlmatten eine möglichst hohe Bruchdehnung auf. Vorteilhafterweise beträgt die Bruchdehnung des Betonstahls und/oder der Betonstahlmatten 50 ‰ bzw. ungefähr 50 ‰. Gemäß einer Ausführungsform ist jedoch schon eine Bruchdehnung von zumindest 25 ‰ oder sogar weniger als 25 ‰ ausreichend. Die Streckgrenze des Betonstahls f_yk sollte über 400N/mm2 liegen, vorzugsweise sollte sie bei 500 N/mm2 bzw. ungefähr 500 N/mm2 liegen. Der Durchmesser des Betonstahls bzw. der Betonstahlstäbe kann beispielsweise 6 mm bis 40 mm und vorzugsweise 12 bis 32 mm betragen.

[0022] Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Bauwerk auf der Fundamentplatte verankert wird.

[0023] Es empfiehlt sich, dass auf der Fundamentplatte eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Bauwerken angeordnet wird. Das bedeutet, dass eine Mehrzahl von Bauwerken auf derselben Fundamentplatte angeordnet wird. Durch die Verstärkungsbewehrung und/oder Versteifungsbewehrung wird sichergestellt, dass im Falle eines Erdbebens ein Auseinanderbrechen der Fundamentplatte ausgeschlossen wird, wodurch unterschiedliche Setzungen der unterschiedlichen Bauwerke im Falle eines Erdbebens ausgeschlossen werden. Bei dem Bauwerk handelt es sich beispielsweise um ein Kraftwerk oder eine Industrieanlage. Grundsätzlich ist es möglich, dass das Bauwerk aus einer Mehrzahl bzw. Vielzahl von Gebäuden gebildet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist das Bauwerk als ein Gebäude ausgebildet.

[0024] Besonders bevorzugt wird die Fundamentplatte vorzugweise unmittelbar auf den Erdboden gelegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen der Fundamentplatte und dem Erdboden bzw. der Erdoberfläche keine weiteren Lagerelemente vorgesehen. Es empfiehlt sich, dass die Fundamentplatte lagerfrei auf dem Erdboden bzw. der Erdoberfläche ruht. Besonders bevorzugt ist das Bauwerk unmittelbar und/oder lagerfrei an die Fundamentplatte angeschlossen. Durch die lagerfreie Anordnung des Bauwerks auf der Fundamentplatte und die lagerfreie Auflage der Fundamentplatte auf dem Erdboden ist die Fundamentplatte als passive Fundamentplatte ausgebildet.

[0025] Die erfindungsgemäß ausgebildete Fundamentplatte kann mit anderen, aus dem Stand der Technik bekannten Gründungsmaßnahmen kombiniert werden. Insbesondere ist es möglich, die Fundamentplatte auf Pfähle bzw. sie als Pfahlkopfplatte einer Pfahlgründung auszubilden.

[0026] Besonders bevorzugt ist die Fundamentplatte einstückig ausgebildet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Fundamentplatte als fugenfreie, einstückige Fundamentplatte ausgebildet ist. Das bedeutet, dass das Bauwerk bzw. die Mehrzahl der Bauwerke auf einer bzw. derselben Fundamentplatte angeordnet sind.

[0027] Weiterhin betrifft die Erfindung zur Lösung des technischen Problems eine seismisch passive Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerk, wobei die Fundamentplatte insbesondere nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist,
wobei die Fundamentplatte mit einer Verstärkungsbewehrung versehen ist, wobei die Verstärkungsbewehrung mit der Maßgabe ausgebildet ist, dass durch die Fundamentplatte eine Zugkraft aufnehmbar ist, welche Zugkraft zumindest so groß wie die durch ein Erdbeben auf die Fundamentplatte einwirkende Zugkraft N_A ist
und/oder
wobei die Fundamentplatte mit einer Versteifungsbewehrung versehen ist, wobei die Versteifungsbewehrung mit der Maßgabe ausgebildet ist, dass mit der Versteifungsbewehrung eine Schubkraft V_A und/oder ein Moment M_A des auf der Fundamentplatte stehenden, beispielsweise erdbebenbedingt schwingenden Bauwerks aufnehmbar ist/sind bzw. aufgenommen wird/werden.

[0028] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die erfindungsgemäße Fundamentplatte durch ein Erdbeben niedrig angeregt bzw. praktisch nicht angeregt wird. Durch die Verstärkungsbewehrung und/oder Versteifungsbewehrung wird ein Auseinanderreißen der Fundamentplatte bei einem Erdbeben ausgeschlossen. Insbesondere bei großen Abmessungen der Fundamentplatte kann das Erdbeben die Fundamentplatte nicht mit der Spitzenbeschleunigung anregen. Große Abmessungen meint beispielsweise, dass die Fundamentplatte eine Länge von zumindest 100 m und/oder eine Breite von zumindest 100 m aufweist. Vorteilhafterweise gleichen sich Erdbebenbeschleunigungen gegenseitig aus bzw. überlagern sich derart, dass die Fundamentplatte im Falle eines Erdbebens keine bzw. nur eine unwesentliche Lageveränderung erfährt. Infolgedessen lassen sich mit der erfindungsgemäßen Fundamentplatte insbesondere Kippschwingungen von hohen, schlanken Bauwerken minimieren. In vorteil-hafter Weise weisen einzelne Bauwerke auf der erfindungsgemäßen Fundamentplatte bei einem Erdbeben eine gleiche globale Verschiebung auf, wobei in vorteilhafter Weise ein relativer Abstand zwischen den einzelnen Bauwerken konstant bzw. im Wesentlichen konstant bleibt. Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass wegen der geringeren Beanspruchung der Bauwerke im Falle eines Erdbebens auf aufwändige, aussteifende Konstruktionen der Bauwerke verzichtet werden kann. Folglich können auf der erfindungsgemäßen Fundamentplatte flexible Bauweisen verschiedener Bauwerke realisiert werden.

[0029] In vorteilhafter Weise werden durch die erfindungsgemäße Fundamentplatte unterschiedliche Setzungen zwischen verschiedenen, auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerken ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Fundamentplatte ist zudem unabhängig von der Beschaffenheit des Baugrunds einsetzbar. Eine Gründungstiefe der erfindungsgemäßen Fundamentplatte entspricht im Wesentlichen der Gründungstiefe der aus der Praxis bekannten Einzelfundamentplatten, denen jeweils lediglich ein Bauwerk bzw. lediglich ein Gebäude zugeordnet ist.

[0030] Eine Kombination mit anderen Gründungsarten ist dabei durchaus möglich. Z. B. kann die Fundamentplatte auf Pfähle oder Pfahlgruppen aufgelegt sein bzw. kann die Fundamentplatte die Pfahlkopfplatte einer solchen Pfahlgruppe darstellen.

[0031] Im Falle eines Erdbebens wird die Verformung eines Bauwerks, welches auf der erfindungsgemäßen Fundamentplatte angeordnet ist, vermindert. Ebenso wird die Fixierung von Versorgungsleitungen, wie beispielsweise Rohrleitungen, Kabeln und dergleichen an zueinander verbindenden, auf der Fundamentplatte angeordneten Bauwerken vereinfacht, da von den Versorgungsleitungen im Falle eines Erdbebens wegen der verringerten Schwingungen der Bauwerke lediglich geringe Verformungen aufgenommen werden müssen. Im Übrigen können in der Fundamentplatte Kabel- und Rohrleitungskanäle problemlos ausgeführt werden, da im Falle eines Erdbebens ein Bruch und eine Beschädigung der Kabel- und Rohrleitungskanäle ausgeschlossen ist.

[0032] Die erfindungsgemäße Fundamentplatte kann auch aus vorhandenen Einzelfundamentplatten bestehen, die durch Kopplungselemente miteinander kraftschlüssig verbunden sind.

[0033] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung detailliert erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1:

einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fundamentplatte mit darauf angeordneten Bauwerken,

Fig. 2:

einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Fundamentplatte gemäß Fig. 1 während eines Erdbebens,

Fig. 3:

einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fundamentplatte mit darauf angeordneten Bauwerken in einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 4:

einen Schnitt durch die Fundamentplatte gemäß Fig. 3 während eines Erdbebens.

[0034] Fig. 1 zeigt eine Fundamentplatte 1, auf der drei Bauwerke 2, 3, 4 angeordnet sind. Die Fundamentplatte 1 weist eine Verstärkungsbewehrung 5 auf, welche Verstärkungsbewehrung 5 parallel zur Erdoberfläche 6 orientiert ist. Im Falle eines Erdbebens, was in Fig. 2 dargestellt ist, schwingt die Erdoberfläche 6 in horizontaler Richtung, was durch den Pfeil P in Fig. 2 angedeutet ist. Dadurch, dass die Erdbebenwellen ausgehend von einem nicht dargestellten Erregerzentrum zu unterschiedlichen Zeitpunkten an Punkten A, B auf die Erdoberfläche 6 treffen, weist die Erdoberfläche 6 an dem Punkt A eine andere Auslenkung als an dem Punkt B auf. Durch die darüberliegende Fundamentplatte 1 und die Haftung des Erdbodens an der Fundamentplatte 1 wird diese unterschiedliche Auslenkungen insbesondere an den Punkten A und B nicht zulassen. Die Behinderung der Auslenkung der Erdoberfläche 6 an den Punkten A bzw. B ruft die Kräfte N_A1 bzw. N_A2 hervor, welche Zwangsnormalkräfte bzw. Zugkräfte N_A1 und N_A2 auf die Fundamentplatte 1 einwirken. Dort rufen sie wechselweise Zugkräfte und Druckkräfte hervor, wobei die Zugkräfte durch die Verstärkungsbewehrung 5 in der Fundamentplatte 1 aufgenommen werden, wodurch ein Bruch der Fundamentplatte 1 vermieden wird.

[0035] Dadurch, dass die Auslenkungen an der fundamentplattenseitigen Erdoberfläche 6 durch die Fundamentplatte 1 behindert wird, wird auch eine horizontale Verlagerung der Fundamentplatte 1 parallel zu dem Doppelpfeil P vermindert. Infolgedessen sind die Schwingungen und die Kippschwingungen der Bauwerke 2, 3, 4 bei den in Fig. 1, 2 dargestellten Fundamentplatte 1 gegenüber den im Stand der Technik zu beobachtenden Kippschwingungen vermindert. Auf diese Weise können bei den Bauwerken 2, 3, 4 bei einem Erdbeben Beschädigungen an den Bauwerken 2, 3, 4 ebenfalls vermieden werden.

[0036] Die Fundamentplatte 1 mit den darauf angeordneten Bauwerken 2, 3, 4 gemäß Fig. 3 entspricht im Wesentlichen der Fundamentplatte 1 mit den darauf angeordneten Bauwerken 2, 3, 4 gemäß den Fig. 1 und 2. Allerdings weist die Fundamentplatte 1 gemäß Fig. 3 eine von der Bewehrung bzw. Verstärkungsbewehrung 5 der Fundamentplatte 1 gemäß den Fig. 1 und 2 verschiedene Bewehrungen bzw. Versteifungsbewehrungen 7 auf.

[0037] In Fig. 4 ist an dem Punkt C eine Querkraft V_A1 und ein Moment M_A1 dargestellt, das durch Kippschwingungen der Bauwerke 2und 3 hervorgerufen wird. Weiterhin ist an dem Punkt D eine Schubkraft V_A2 und ein Moment M_A2 dargestellt, welches durch die Kippschwingungen der Bauwerke 3 und 4 hervorgerufen wird. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Versteifungsbewehrung 7 ist mit der Maßgabe ausgelegt, dass die Momente M_A1 und M_A2 sowie die Schubkräfte V_A1 und V_A2 von der Versteifungsbewehrung 7 aufgenommen und so Beschädigungen der Fundamentplatte 1 gemäß den Fig. 3 und 4 ausgeschlossen werden.

[0038] Weiterhin ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, dass die Fundamentplatte 1 erdbodenseitig bzw. auf ihrer den Bauwerken abgewandten Oberfläche eine Profilierung 8 aufweist, durch die die Fundamentplatte 1 in Verbindung mit der Verstärkungsbewehrung 5 bzw. der Versteifungsbewehrung 7 eine zusätzliche Verstärkung erfährt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte (1) mit zumindest einem auf der Fundamentplatte (1) angeordneten Bauwerk (2, 3, 4), wobei die Fundamentplatte (1) mit einer derart ausgestalteten Verstärkungsbewehrung (5) versehen wird, dass durch die Fundamentplatte (1) eine Zugkraft aufnehmbar ist, welche Zugkraft zumindest so groß wie die durch ein Erdbeben auf die Fundamentplatte (1) einwirkende Zugkraft (N_A, N_A2) ist und wobei das zumindest eine Bauwerk (2, 3, 4) auf der Fundamentplatte (1) erstellt und mit der Fundamentplatte (1) verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verstärkungsbewehrung (5) mit der Maßgabe in der Fundamentplatte (1) angeordnet wird, dass die durch das Erdbeben erzeugte und parallel bzw. im Wesentlichen parallel zur Erdoberfläche (6) orientierte Zugkraft durch die Fundamentplatte (1) aufgenommen wird bzw. aufnehmbar ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei durch die Verstärkungsbewehrung (5) die vorzugsweise ausschließlich horizontale, von dem Erdbeben erzeugte Zugkraft aufgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verstärkungsbewehrung (5) parallel bzw. ungefähr parallel zur Erdoberfläche (6) orientiert ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verstärkungsbewehrung in den beiden Hauptrichtungen der Fundamentplatte - insbesondere orthogonal zueinander - angeordnet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mehrere Einzelfundamentplatten mit Hilfe von Kopplungselementen zu der seismisch passiven Fundamentplatte verbunden werden.

7. Verfahren zur Herstellung einer seismisch passiven Fundamentplatte (1) mit zumindest einem auf der Fundamentplatte (1) angeordneten Bauwerk (2, 3, 4), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei vorzugsweise das Bauwerk (2, 3, 4) auf der Fundamentplatte (1) errichtet wird, wobei die Fundamentplatte (1) bevorzugt mit einer Versteifungsbewehrung (7) versehen wird, wobei mit der Versteifungsbewehrung (7) eine Schubkraft V_A und/oder ein Moment M_A aufnehmbar ist bzw. sind, welche Schubkraft V_A und/oder welches Moment M_A durch das durch ein Erdbeben angeregte, schwingende Bauwerk (2, 3, 4) in die Fundamentplatte (1) eingeleitet wird/werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Fundamentplatte bzw. deren Unterseite profiliert ausgebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Bauwerk (2, 3, 4) auf der Fundamentplatte (1) verankert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Fundamentplatte (1) vorzugsweise unmittelbar auf den Erdboden (6) gelegt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Fundamentplatte (1) zusätzlich auf Pfählen gelagert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei auf der Fundamentplatte (1) eine Mehrzahl bzw. Vielzahl von Bauwerken (2, 3, 4) angeordnet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Fundamentplatte (1) einstückig ausgebildet ist.

14. Seismisch passive Fundamentplatte mit zumindest einem auf der Fundamentplatte (1) angeordneten Bauwerk (2, 3, 4), wobei die Fundamentplatte (1) insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist,
wobei die Fundamentplatte (1) mit einer Verstärkungsbewehrung (5) versehen ist, wobei die Verstärkungsbewehrung (5) mit der Maßgabe ausgebildet ist, dass durch die Fundamentplatte (1) eine Zugkraft aufnehmbar ist, welche Zugkraft zumindest so groß wie die durch ein Erdbeben auf die Fundamentplatte einwirkende Zugkraft (N_A, N_A2 ist
und/oder
wobei die Fundamentplatte (1) mit einer Versteifungsbewehrung (7) versehen ist, wobei die Versteifungsbewehrung (7) mit der Maßgabe ausgebildet ist, dass mit der Versteifungsbewehrung (7) eine Schubkraft (V_A1, V_A2) und/oder ein Moment (M_A1, M_A2) des auf der Fundamentplatte (1) stehenden, erdbebenbedingt schwingenden Bauwerks (2, 3, 4) aufnehmbar ist/sind bzw. aufgenommen wird/werden.

15. Seismisch passive Fundamentplatte nach Anspruch 14, wobei die Fundamentplatte aus mehreren Einzelfundamentplatten besteht, die über Kopplungselemente miteinander verbunden sind.

Zeichnung