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Bemessungshilfe für MSH-Profile in dritter Auflage



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V & M Tubes: Aktuelle Broschüren

01.06.2011

MSH-Profile für den Erdbebenschutz

  Einheben fertiger Einzelkomponenten
(Foto: Huntsman)

Konsequente Katastrophenvorsorge im Basler Huntsman-Werk

Erdbeben gibt es nicht nur in Japan, Chile oder Neuseeland, sie können auch in Mitteleuropa auftreten. In der Schweiz hat man den Erdbebenschutz daher schon seit Jahren zur Chefsache gemacht. Dies betrifft nicht nur Neubauten; auch ältere Gebäude werden geprüft und ertüchtigt. Bei der Sicherung eines Produktionsgebäudes des Chemieunternehmens Huntsman in der Stadt Basel übernahmen MSH-Profile von V & M TUBES eine tragende Rolle.

„Der Oberrheingraben ist ein geologisch kritisches Gebiet, in dem die Erde jedes Jahr teils mehrmals erschüttert wird“, weiß Bernhard Mayer, Werkleiter Basel–Schweizerhalle des Spezialitätenchemieherstellers Huntsman. Die meisten dieser Erdstöβe sind zwar so schwach, dass sie nur von den empfindlichen Messgeräten des Schweizeri­schen Erdbebendienstes bemerkt werden. Doch historische Ereignisse belegen, dass Mutter Natur in dieser Region auch anders kann: Um das Jahr 250 herum wurde die wenige Kilometer östlich von Basel gelegene römische Garni­sonsstadt Augusta Raurica bei einem Beben zerstört, und 1356 machte eine Serie schwerer Erdstöße mit anschließender Feuersbrunst die Stadt Basel weitgehend dem Erdboden gleich.

Wie meist in der Geschichte der Menschheit verblasste die Erinnerung an diese Schrecken jedoch schon nach kurzer Zeit, und man ging – auch bezüglich der Bautechnik – wieder zur Tagesordnung über. Das änderte sich erst 1970, als erstmals Bestimmungen zur erdbebengerechten Gestaltung von Gebäuden in eine Schweizer Baunorm einflossen. Doch bei den rund 70 Prozent des aktuellen Gebäudebestandes, die vor 1970 errichtet wurden, spielte die Berück­sichtigung der Erdbebensicherheit noch keine Rolle.

Das weithin sichtbare K-90 von Huntsman, ein schönes mehrflügeliges Fabrikationsgebäude im Stil der 50er Jahre, prägt das Basler Stadtbild. (Foto: Huntsman)

Mit diesem Gefährdungspotenzial wollen sich die als gründlich bekannten Schweizer jedoch nicht länger abfinden. Spätestens das schwere Schadensbeben in Kobe (Japan) 1995 rüttelte die Öffentlichkeit ebenso wie die Politik aus­reichend wach, um sowohl auf Bundesebene als auch bei den Kantonen entsprechende Initiativen auszulösen. Diese zielen darauf ab, den Altbestand an Gebäuden nach und nach auf Erdbebensicherheit zu prüfen und mögliche Schwachstellen zu beseitigen. Für Nicht-Schweizer ist dabei hochinteressant zu sehen, wie man es in der konsens­orientierten Alpenrepublik schafft, solche Aufgaben im Rahmen sachorientierter Langfristprogramme zusammen mit den Eignern der Gebäude zu lösen.

Sanierung im Konsens

„In der zweiten Hälfte der 90er Jahre trat der Kanton Basel-Stadt an die hier ansässige chemische und pharmazeu­tische Industrie heran, um Maβnahmen zur Erhöhung der Erdbebensicherheit ihres Bestands an älteren Gebäuden zu initiieren“, erinnert sich Daniel Aebersold, Chefingenieur Reactive Dyes und Projektleiter der Maβnahmen zur Ge­bäudesanierung bei Huntsman. Im November 1999 unterzeichneten vier Firmen dann zusammen mit dem Gesund­heitsdepartement des Kantons Basel-Stadt einen Stufenplan mit zehnjähriger Laufzeit. Darin verpflichteten sich die Unternehmen, ihre Altanlagen bezüglich Erdbebensicherheit nach aktuellen Schweizer Normen zu ertüchtigen. Hier­zu wurden zunächst alle störfallrelevanten Anlagen und Installationen sowie werkseigene Erdgasnetze und Bauten mit lebenswichtiger Funktion überprüft und ihr Gefährdungspotenzial ermittelt. Anschließend wurden geeignete Sanierungsmaßnahmen festgelegt, die bis 2010 umzusetzen waren. Bei Huntsman ergab die Überprüfung, dass an zwei Standorten insgesamt drei Gebäude bezüglich ihrer Erdbebensicherheit nachzurüsten waren. Bei zweien davon genügten vergleichsweise einfache Ertüchtigungen der Bausubstanz wie zusätzliche Wandscheiben, Verstärkungen von Wänden und Fundamenten sowie die Verbindung separater Gebäudeteile zu einem starren Gesamtkörper.

Der Sonderfall K-90…

„Das Gebäude mit der Bezeichnung K-90 ist ein sehr schönes mehrteiliges Fabrikationsgebäude im Stil der 50er Jahre“, erläutert Roland Marty, Abteilungsleiter Bauwerkserhalt beim Ingenieur- und Planungsbüro Gruner AG. Bei seiner Errichtung wurde noch viel Bausubstanz als Mauerwerk ausgeführt, was bezüglich Erdbebensicherheit einen erheblichen Schwachpunkt darstellt. Um das Verhalten bei Erdstöβen zu simulieren, wurde das gesamte Gebäude mathematisch im Computer modelliert. Dieses Modell wurde anschlieβend virtuell mit Erdbewegungen beaufschlagt und die voraussichtlichen Auswirkungen rechnerisch ermittelt. Dabei zeigte sich, dass seine Stabilität bei Annahme des stärksten zu erwartenden Erdbebens bei weitem nicht ausreichen würde. Anders als bei den anderen Gebäuden wurden daher umfassende zusätzliche Maβnahmen zur Aussteifung und Stützung der Gebäudehülle erforderlich, ergänzt durch innere Verstärkungen sowie die Verklammerung der einzelnen Gebäudeteile zu einem integrierten Baukörper mit einheitlichem Schwingungsverhalten. Besonders hohe Stabilitätsanforderungen galten für die stählernen Stützskelette, die an wesentlichen Teilen der Auβenwände sicherstellen, dass das Gesamtgebäude im Erdbebenfall nicht auseinanderbricht.

An der Nord- und Ostfassade wurden die Stützkonstruktionen im Gebäudeinneren errichtet.

…erforderte anspruchsvollsten Stahlbau

„Weil das Stadtbild möglichst wenig tangiert werden durfte, mussten die Stützkonstruktionen bei zwei Fassaden­bereichen im Innern des Gebäudes errichtet werden; bei der Süd- und Westfassade hingegen wurden Auβenskelette angebracht“, ergänzt Rolf Affolter, Mitglied der Geschäftsleitung des Stahlbauunternehmens Preiswerk & Esser AG. Außergewöhnlich hoch waren insbesondere die Anforderungen an der Westfassade, weil hier die ebenerdige Zugänglichkeit für das Be- und Entladen von LKW über einen Groβteil der Fassadenbreite gewährleistet werden musste. Hier ruht das großflächige Stahlgerüst daher lediglich auf zwei Eckpfeilern und fächert erst in Höhe der zweiten Etage über die gesamte Breite der Fassade auf. Dies bedingt strenge Vorgaben bezüglich der mechanischen Festigkeit der tragenden Elemente. Da das hohe, architektonisch bedeutsame Gebäude zudem das Stadtbild prägt, mussten zusätzlich zu rein funktionellen auch noch ästhetische Aspekte berücksichtigt werden. Gefordert war ein schlankes, fließendes Erscheinungsbild, das die bisherige Fassade so wenig wie möglich verdecken oder beeinträch­tigen sollte. Schon allein aus diesem Grund schieden Doppel-T-Träger von vornherein aus, deren Verbindung großflächige Knotenbleche erfordert hätte. Als perfekte Lösung erwiesen sich dagegen die von VALLOUREC & MAN­NESMANN TUBES hergestellten MSH-Profile, für die mit Hilfe von Innenflanschen eine äußerst schlanke und optisch ansprechende Verbindungstechnik gefunden wurde. Mit diesen Elementen gelang es, die gegensätzlichen Anforderungen bezüglich Ästhetik und Kraftfluss zu einer harmonischen Lösung zusammenzuführen. Geliefert wurden 164 Tonnen der Abmessungen 250 × 250 bis 400 × 400 Millimetern und Wanddicken von 8 bis 16 Milli­meter von der Carl Spaeter AG, Basel mit Unterstützung von ThyssenKrupp Mannex.

Vom Werkplatz Pratteln aus wurden die sperrigen Einzelelemente per Tieflader zur Baustelle geliefert. (Foto: Huntsman)

 

 

Eine technisch hoch anspruchsvolle Konstruktion…

„Für die Realisierung dieser Lösung mussten etliche weitere Hürden genommen werden“, verrät Tade Tutic, Projekt­leiter bei Preiswerk und Esser AG. So musste beispielsweise für die zahlreichen Verbindungen zwischen dem Gebäude und dem dicht davor errichteten äußeren Stützskelett eine Lösung gefunden werden, die unterschiedliche thermische Ausdehnungen von Stahlkorsett und Gebäudekörper zulässt, im Bebenfall aber dennoch die zuverlässige Übertragung horizontaler Kräfte ermöglicht. Die Einzelelemente wurden nach dem Zuschneiden und Zusammenschweißen im Werk Pratteln zunächst mit einer Duplexbeschichtung aus Verzinkung plus hochwertiger Lackierung versehen und per Tieflader zur Baustelle geliefert.

Sowohl für die inneren als auch für die äußeren Stützkonstruktionen mussten jeweils eigene hoch belastbare Funda­mente dicht neben den bereits vorhandenen Fundamenten des Gebäudekörpers erstellt werden. Alles andere als ein­fach war es auch, im Gebäude die erforderlichen horizontalen wie vertikalen Durchbrüche zu erstellen und die sper­rigen, bis zu acht Meter langen Träger an Ort und Stelle zu manövrieren und einzubauen – und das bei laufender Produktion.

Nicht weniger knifflig gestaltete sich auch die Arbeit an den äuβeren Stützkonstruktionen. Sowohl Kranführer als auch Monteure brauchten sehr viel Fingerspitzengefühl, um die teils tonnenschweren Einzelkomponenten in den schmalen Spalt zwischen Gerüst und Fassade einzuheben und anschlieβend millimetergenau miteinander zu verbin­den.

Um die ebenerdige Zugänglichkeit für das Be- und Entladen von LKW zu gewährleisten,

ruht das großflächige Stahlgerüst der Westseite auf lediglich zwei Eckpfeilern und

fächert erst in Höhe der zweiten Etage über die gesamte Breite der Fassade auf.


 

…wurde termingerecht fertig gestellt

„Das Gros der Arbeiten konnten wir bis Ende 2010/Anfang 2011 termingerecht zum Abschluss bringen und der Öffentlichkeit vorstellen“, bilanziert Gregor Pfister, EHS-Manager für die Huntsman-Werke in Basel und Schwei­zerhalle. Das Interesse war so groβ, dass nicht nur die Presse, sondern auch die regionalen Fernsehsender SWR sowie TeleBasel darüber berichteten. Insgesamt beliefen sich die von Huntsman getätigten Investitionen auf neun Millionen Schweizer Franken, wovon der Löwenanteil auf die Maβnahmen am Gebäude K-90 entfiel. Trotz dieser Kosten ist das Geld gut investiert, denn der Wert des Gebäudes und der komplexen chemischen Anlagen, die darin untergebracht sind, liegt um ein Vielfaches darüber. Noch wichtiger ist jedoch der Sicherheits- und Umweltaspekt, denn allein im K-90 werden mehr als hundert chemische Stoffe verarbeitet. Bei einem Erdbeben müsste man mit Umweltschäden rechnen und – als Folge davon – mit negativen Auswirkungen auf die umliegende Bevölkerung. Ohne die Maβnahmen, die zusammen mit Huntsman auch die anderen groβen Chemie- und Pharmahersteller in Basel ergriffen haben, hätte man gemäß Berechnungen der Behörden für den Fall eines Erdbebens wie dem des Jahres 1356 mit Schäden von 60 bis 90 Milliarden Schweizer Franken rechnen müssen. Und für diese müssten die Firmen selbst haften, weil derartige Ereignisse nicht versicherbar sind. (Klaus Vollrath)

 

Über das Unternehmen:

Vallourec & Mannesmann Tubes, ein Unternehmen der Vallourec Gruppe und Produzent nahtlos warmgefertigter Stahlrohre, ist Weltmarktführer im Segment der rohrbasierten Premiumlösungen insbesondere für die Energiemärkte und weitere industrielle Anwendungen. Mit 23.000 Mitarbeitern, integrierten Produktionsanlagen, Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf höchstem Niveau sowie der Präsenz in mehr als 20 Ländern bietet Vallourec & Mannesmann Tubes seinen Kunden innovative globale Lösungen zur Bewältigung der zunehmenden Herausforderungen des Energiebereichs im 21. Jahrhundert.

 

 

Kontakt Fachpresse:

V & M DEUTSCHLAND GmbH

Annette Karsten

Theodorstraße 90

40472 Düsseldorf

Tel.: +49 (0) 211 960 27 35

Fax: +49 (0) 211 960 23 45

E-Mail: annette.karsten@vmtubes.de

Internet: www.vmtubes.de

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