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Patent Searching and Data


Title:
USE OF AT LEAST ONE INTERMEDIATE LAYER DISPOSED IN OR UNDER A BUILDING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/133991
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to the use of at least one intermediate layer (2) disposed in or under a building (1), said intermediate layer comprising or being made of at least one elastomer for reducing, in particular for preventing, earthquake-related damages to the building (1).

Inventors:
BURTSCHER, Peter (Sturnengasse 14, Bludenz, A-6700, AT)
DIETRICH, Martin (Fritz-Tölsch-Weg 7, Rankweil, A-6830, AT)
Application Number:
AT2011/000178
Publication Date:
November 03, 2011
Filing Date:
April 13, 2011
Export Citation:
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Assignee:
Getzner Werkstoffe Holding GmbH (Herrenau 5, Bürs/Bludenz, A-6706, AT)
BURTSCHER, Peter (Sturnengasse 14, Bludenz, A-6700, AT)
DIETRICH, Martin (Fritz-Tölsch-Weg 7, Rankweil, A-6830, AT)
International Classes:
E04H9/02
Attorney, Agent or Firm:
HOFMANN, Ralf (Egelseestraße 65a, Postfach 61, Feldkirch, A-6806, AT)
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Claims:
15

Patentansprüche

Verwendung von zumindest einer, in einem oder unter einem Gebäude (1) angeordneten Zwischenlage (2) mit oder aus zumindest einem Elastomer zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden am Gebäude (1).

Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2), vorzugsweise vollflächig, zwischen einer Grundplatte (3) des Gebäudes (1) und, vor-zugsweise unmittelbar, darauf angeordneten Mauern (4) des Gebäudes (1) und/oder, vorzugsweise vollflächig, zwischen einer Geschoßdecke (5) des Gebäudes (1) und, vorzugsweise unmittelbar, darauf und/oder darunter angeordneten Mauern (4) des Gebäudes (1) angeordnet ist.

Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2) in Höhe einer, das Gebäude (1) umgebenden Geländeoberkante (7) angeordnet ist.

Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2) oder eine weitere Zwischenlage (2') mit oder aus zumindest einem Elastomer ein oder zwei Etagen (8) des Gebäudes (1) unterhalb eines Daches (9) des Gebäudes (1 ) angeordnet ist.

Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2) und/oder die weitere Zwischenlage (2') eine Dicke (6) von 10mm bis 100mm, vorzugsweise eine Dicke (6) von 25mm bis 50mm, aufweist.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer der Zwischenlage (2) und/oder der weiteren Zwischenlage (2') einen statischen Schubmodul in einem Bereich von 0,02 N/mm2 bis 1 ,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,05 N/mm2 bis 0,80 N/mm2, und/oder einen dynamischen Schubmodul in einem Bereich von 0,10 N/mm2 bis 2,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,15 N/mm2 bis 1 ,50 N/mm2, und/oder einen statischen E- lastizitätsmodul in einem Bereich von 0,05 N/mm2 bis 15,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,15 N/mm2 bis 10,00 N/mm2, und/oder einen dynamischen Elastizitätsmodul in einem Bereich von 0,10 N/mm2 bis 20,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,40 N/mm2 bis 15,00 N/rmm2, aufweist.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein Polyurethan aufweist oder ist.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2) und/oder die weitere Zwischenlage (2') zumindest zwei, in einer Einbaustellung und einer Draufsicht auf die Zwischenlage (2) und/oder die weitere Zwischenlage (2') gesehen, nebeneinander angeordnete Bereiche (13, 14, 15) aufweist, wobei sich die elastischen Eigenschaften des in einem der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, von den elastischen Eigenschaften des in zumindest einem anderen der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, unterscheiden.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlustfaktor des in einem der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, höher ist als der Verlustfaktor des in einem anderen der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans.

10. Gebäude (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden am Gebäude (1 ) zumindest eine Zwischenlage (2) mit oder aus zumindest einem Elastomer in dem oder unter dem Gebäude (1 ) angeordnet ist.

1 1 . Gebäude (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2), vorzugsweise vollflächig, zwischen einer Grundplatte (3) des Gebäudes (1) und, vor-zugsweise unmittelbar, darauf angeordneten Mauern (4) des Gebäudes (1) und/oder, vorzugsweise vollflächig, zwischen einer Geschoßdecke (5) des Gebäudes (1 ) und, vorzugsweise unmittelbar, darauf und/oder darunter angeordneten Mauern (4) des Gebäudes (1 ) angeordnet ist.

12. Gebäude (1) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2) in Höhe der das Gebäude (1) umgebenden Geländeoberkante (7) angeordnet ist, und/oder dass die Zwischenlage (2) oder eine weitere Zwischenlage (2') mit oder aus zumindest einem Elastomer ein oder zwei Etagen (8) des Gebäudes (1 ) unterhalb des Daches (9) des Gebäudes (1) angeordnet ist.

13. Gebäude (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage (2) und/oder die weitere Zwischenlage (2') zumindest zwei, in einer Einbaustellung und einer Draufsicht auf die Zwischenlage (2) und/oder die weitere Zwischenlage (2') gesehen, nebeneinander angeordnete Bereiche (13, 14, 15) aufweist, wobei sich die elastischen Eigenschaften des in einem der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, von den elastischen Eigenschaften des in zumindest einem anderen der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, unterscheiden.

14. Gebäude (1) nach Anspruch 13, der Verlustfaktor des in einem der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, höher ist als der Verlustfaktor des in einem anderen der Bereiche (13, 14, 15) angeordneten E- lastomers, vorzugsweise Polyurethans.

15. Gebäude (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (13, 14, 15) als Streifen ausgebildet sind, welche, in der Einbaustellung und in der Draufsicht auf die Zwischenlage (2) und/oder die weitere Zwischen- läge (2') gesehen, nebeneinander, vorzugsweise unmittelbar aneinander angrenzend, angeordnet sind.

Description:
Verwendung von zumindest einer, in einem oder unter einem Gebäude

angeordneten Zwischenlage

Die Erfindung betrifft Maßnahmen zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden an Gebäuden.

Beschädigungen bzw. Zerstörungen von Gebäuden durch Erdbeben stellen ein bis weit in die Menschheitsgeschichte zurückreichendes Problem dar, welches auch heute noch nicht ausreichend gelöst ist. Es ist zwar bekannt, vor allem in erdbebengefährdeten Gebieten zur Erhöhung der Widerstandskraft von Gebäuden bei deren Bau deren Stahlbewehrung massiver als sonst üblich auszuführen. Dieser Lösungsweg ist aber einerseits sehr teuer. Andererseits sind dieser Art von Verstärkung der Gebäude auch Grenzen gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Vorgehensweise zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden an Gebäuden vorzuschlagen.

Die Erfindung sieht hierzu die Verwendung von zumindest einer, in einem oder unter einem Gebäude angeordneten Zwischenlage mit oder aus zumindest einem Elastomer zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden am Gebäude vor.

Weiters sieht die Erfindung ein Gebäude vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden am Gebäude zumindest eine Zwischenlage mit oder aus zumindest einem Elastomer in dem oder unter dem Gebäude angeordnet ist.

Unter Erdbeben versteht man großräumige Erschütterungen des Untergrunds, welche sich von einem Erdbebenherd, welcher meist im Erdinneren liegt, ausgehend ausbreiten. Je nach Stärke des Erdbebens kann die Ausbreitung lokal oder regional begrenzt sein. Bei starken, insbesondere tektonischen, Erdbeben können die Erschütterungen eines einzigen Bebens aber auch weltweit registrierbar sein. Insbesondere bei mittleren und stärkeren Erdbeben breiten sich die Erschütterungen ü- ber größere Distanzen von meist mehreren 100 Kilometern aus und sorgen bei entsprechender Stärke und Nähe zum Erdbebenherd für entsprechende Beschädigungen oder Zerstörungen von Gebäuden. Erdbeben können verschiedene Ursachen haben. Es kann sich um tektonische Beben handeln, welche durch Brüche oder Verschiebungen in der Erdkruste und/oder im oberen Erdmantel hervorgerufen werden. Hier liegt der Erdbebenherd meist einige Kilometer bis Zehnerkilometer unter der Erdoberfläche. Erdbeben können auch durch vulkanische Aktivitäten bzw. Ausbrüche hervorgerufen werden. Erdbeben können z.B. aber auch als sogenannte Einsturzbeben durch das Zusammenbrechen von unterirdischen Hohlräumen, durch Bergstürze oder dergleichen hervorgerufen sein. In Bereichen, in denen Bergbau betrieben wurde oder wird, können solche Einsturzbeben auch auf letztendlich vom Menschen verursachte Änderungen, insbesondere Aushöhlungen des Untergrundes zurück zu führen sein. Ein anderes Beispiel für letztendlich vom Menschen verursachte Erdbeben sind solche, welche durch Verpressen von Flüssigkeiten oder Gasen in den Untergrund hervorgerufen werden. Allen diesen Arten von Erdbeben ist aber letztendlich gemein, dass weder der Zeitpunkt noch die Stärke des Erdbebens mit Sicherheit voraussagbar ist. Bei Erdbeben treten im Allgemeinen hauptsächlich relativ niederfrequente Schwingungen mit Frequenzen zwischen 0,1 und 10 Hertz auf. Die auftretenden Amplituden bzw. Verschiebungen können vom Millimeterbereich bis in den Bereich größer 10 cm und ein Vielfaches davon reichen. Charakteristisch für Erdbeben ist, dass sie in der Regel einen dominanten horizontalen Schwingungsanteil aufweisen, welcher letztendlich auch meist zur Beschädigung oder Zerstörung von Gebäuden führt. Der vertikale Anteil der Schwingungen ist bei Erdbeben demgegenüber vor allem in seinen Auswirkungen auf Gebäude meist zu vernachlässigen. Von Erdbeben grundsätzlich zu unterscheiden ist der Eintrag von durch Verkehr oder Industrie hervorgerufenen Schwingungen in den Untergrund sowie die Ausbreitung dieser Schwingungen. Ein wesentlicher Unterschied besteht in den vom Untergrund übertragenen Frequenzen. Diese liegen bei durch Verkehr oder Industrie verursachten Schwingungen in der Regel im Bereich zwischen 40 und 100 Hertz. Auch die registrierbaren Amplituden der Verschiebungen des Untergrunds sind deutlich geringer als bei Erdbeben. Das Gleiche gilt für die Reichweite. Auch bei den Auswirkun- gen auf die Bauwerke sind wesentliche Unterschiede zu von Erdbeben verursachten Erschütterungen zu beobachten. So weisen durch Verkehr oder Industrie hervorgerufene Erschütterungen in der Regel sowohl einen wesentlichen horizontalen als auch einen wesentlichen vertikalen Anteil auf. Um die schädigende Wirkung von durch Verkehr oder Industrie hervorgerufenen Erschütterungen zu vermeiden oder zu vermindern, ist es häufig möglich, relativ kostengünstige Maßnahmen direkt an der Quelle zu treffen, während dies bei Erdbeben nicht möglich ist. Hier muss jedes Gebäude für sich gesehen geschützt werden, da der Erdbebenherd, also die Quelle der durch ein Erdbeben hervorgerufenen Erschütterungen weder zugänglich noch in seiner Position bzw. Lage endgültig vorhersehbar ist.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Zwischenlage mit oder aus zumindest einem Elastomer in oder unter dem Gebäude zu einer wesentlichen Verminderung, bei schwächeren Erschütterungen sogar zu einer Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden an Gebäuden führt. Untersuchungen haben ge- zeigt, dass zwar die Auslenkungen im Gebäude durch die Zwischenlage nicht wesentlich verändert werden. Die im Gebäude auftretenden Schub- oder Druckspannungen sind mit erfindungsgemäßer Zwischenlage aber deutlich geringer als ohne, was zur gewünschten Verminderung bzw. Vermeidung der von durch Erdbeben verursachten Schäden am Gebäude führt. Dies ist für den Fachmann unter Berücksich- tigung der bei Erdbeben auftretenden oben genannten Frequenzen erstaunlich, da man in der Regel davon ausgeht, dass eine wirksame Schwingungsdämpfung erst ab dem Wurzelzweifachen der Eigenfrequenz des zu dämpfenden Körpers einzutreten beginnt. Hierbei ist zu bedenken, dass die Gesamteigenfrequenz eines Systems, bestehend aus Gebäude und Zwischenlage größenordnungsmäßig zwischen 10 und 15 Herz liegt, womit bei den sehr niederfrequenten Schwingungen von Erdbeben gar keine Dämpfung erwartet werden dürfte. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass unter einem Elastomer ein Material, insbesondere ein Polymer, verstanden wird, welches kautschukelastisches Verhalten zeigt. Zu den Elastomeren gehören alle Produkte aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk sowie z.B. auch zahlreiche Polymere mit kautschukähnli- chen Eigenschaften. Bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften nehmen Elastomere eine Zwischenstellung zwischen Festkörpern und Flüssigkeiten ein. Als für die erfindungsgemäße Zwischenlage besonders geeignet haben sich Elastomere erwiesen, welche ein Polyurethan aufweisen oder daraus bestehen. Grundsätzlich kann es sich um geschäumte oder nicht geschäumte Elastomere handeln, was natürlich auch für den Spezialfall des Polyurethans gilt.

Grundsätzlich kann die Zwischenlage an unterschiedlichsten Stellen im und/oder unter dem Gebäude angeordnet sein. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass in mehreren Stockwerken, vorzugsweise in jedem Stockwerk, des Gebäudes jeweils zumindest eine Zwischenlage angeordnet ist. Besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Zwischenlage, vorzugsweise vollflächig, zwischen einer Grundplatte des Gebäudes und, vorzugsweise unmittelbar, darauf angeordneten Mauern des Gebäudes und/oder, vorzugsweise vollflächig, zwischen einer Geschoßdecke des Gebäudes und, vorzugsweise unmit- telbar, darauf und/oder darunter angeordneten Mauern des Gebäudes angeordnet ist. Als besonders günstig hat sich dabei eine vollflächige Anordnung der Zwischenlage zwischen der jeweiligen Platte bzw. Decke und den darauf oder darunter angeordneten Mauern des Gebäudes herausgestellt. Unter vollflächig ist dabei. insbesondere zu verstehen, dass alle Mauern ausschließlich unter Zwischenschaltung der Zwischenlage mit der Grundplatte oder der jeweiligen Geschossdecke in Kontakt stehen.

Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Zwischenlage in Höhe der das Gebäude umgebenden Geländeoberkante angeordnet ist. Hierdurch wirkt sie genau an dem Übergang zwischen dem sich unter der Geländeoberkante befindenden Teil des Gebäudes, welcher vom Untergrund eingefasst ist, und dem aus dem Untergrund herausstehenden Teil des Gebäudes, welcher demgegenüber mehr oder weniger frei schwingt.

Andere Ausgestaltungsformen der Erfindung sehen vor, dass die Zwischenlage ein oder zwei Etagen des Gebäudes unterhalb des Daches des Gebäudes angeordnet ist. Hier wirken die oberhalb der Zwischenlage angeordneten Etagen des Gebäudes als eine Art Tilger bzw. Gegenschwinger, welcher mittels negativer Interferenz auch die unteren Etagen des Gebäudes schützen. Es kann sich dabei um die einzige Zwischenlage in dem Gebäude handeln. Es kann sich aber auch um eine weitere, also zusätzliche Zwischenlage mit oder aus zumindest einem Elastomer handeln.

Die Zwischenlage und/oder die weitere Zwischenlage weisen, insbesondere in Einbaustellung im Gebäude in vertikaler Richtung gesehen, bevorzugt eine Dicke zwischen 10 mm und 100 mm auf. Besonders günstig sind Dicken der Zwischenlage bzw. der weiteren Zwischenlage von 25 bis 50 mm.

Bezüglich der elastischen Eigenschaften ist darauf hinzuweisen, dass besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen hierbei vorsehen, dass das Elastomer der Zwischenlage und/oder der weiteren Zwischenlage einen statischen Schubmodul in einem Bereich von 0,02 N/mm2 bis 1 ,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,05 N/mm2 bis 0,80 N/mm2, und/oder einen dynamischen Schubmodul in einem Bereich von 0,10 N/mm2 bis 2,00 N/mm2, vor-zugsweise von 0,15 N/mm2 bis 1 ,50 N/mm2, und/oder einen statischen Elastizitätsmodul in einem Bereich von 0,05 N/mm2 bis 15,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,15 N/mm2 bis 10,00 N/mm2, und/oder einen dynami- sehen Elastizitätsmodul in einem Bereich von 0,10 N/mm2 bis 20,00 N/mm2, vorzugsweise von 0,4 N/mm2 bis 15,00 N/mm2, aufweist. Der statische Schubmodul wie auch der dynamische Schubmodul sind dabei in Anlehnung an die DIN-ISO 1827 zu bestimmen. Der statische wie auch der dynamische Elastizitätsmodul sind in Anlehnung an DIN 53513 zu bestimmen.

In den Fig. 1 bis 4 sind in stark schematisierter Art und Weise verschiedene Ausgestaltungsformen der Erfindung beispielhaft gezeigt. Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine bevorzugte Art der Anordnung der Zwischenlage auf der Grundplatte bzw. auf einer Geschossdecke des Gebäudes. Fig. 6 bis 10 zeigen Alternativen zur Variante gemäß Fig. 5. Fig. 1 zeigt schematisiert eine mehrstöckiges Gebäude 1 mit vier übereinander angeordneten Etagen 8, einem über der obersten Etage 8 angeordneten Dach 9, sowie einem unter der untersten bzw. ebenerdig angeordneten Etage 8 angeordneten Keller 1 1 , welcher im Erdreich verborgen ist. Die Mauern bzw. Wände 4 einer jeweiligen Etage 8 verbinden die jeweils unter dieser Etage 8 liegende Geschossdecke 5 mit der über dieser Etage 8 liegenden Geschossdecke 5. Die Mauern 4 des Kellers 1 1 verbinden die Grundplatte 3 mit der Geschossdecke 5. Unter Mauer 4 bzw. Wand 4 ist allgemein eine Gebäudewand zu verstehen. Diese kann gemauert, aus Beton gegossen oder aus sonstigen Werkstoffen und/oder mit sonstigen Verfahren hergestellt sein. Der Begriff der Gebäude 1 umfasst grundsätzlich Gebäude aller Art, also nicht nur die hier schematisch dargestellten Wohnhäuser.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Zwischenlage 2 aus Elastomer in Höhe der das Gebäude 1 umgebenden Geländeoberkante 7 angeordnet, welche den Übergang zwischen Untergrund und über dem Untergrund liegenden Bereich darstellt, also in der Regel die Lage der Erdoberfläche widerspiegelt. Die Dicke 6 der Zwischenlage 2 beträgt, insbesondere in der gezeigten Einbaustellung in vertikaler Richtung 10 gesehen, wie bereits eingangs angeführt, vorzugsweise zwischen 10 mm und 100 mm, besonders bevorzugt zwischen 25 mm und 50 mm. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die zur Verminderung, insbesondere zur Vermeidung, von durch Erdbeben verursachten Schäden am Gebäude 1 vorgesehene Zwischenlage 2 auf der die Kellerdecke bildenden Geschossdecke 5 und unter den auf dieser Geschossdecke 5 angeordneten Mauern 4 des Gebäudes 1 angeordnet. Sie ist vollflächig zwischen den Mauern 4 und der Geschossdecke 5 ausgebildet, so dass alle Mauern 4 dieser Etage 8 ausschließlich unter Zwischenschal- tung der Zwischenlage 2 auf der genannten Geschossdecke 5 aufstehen. Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es natürlich auch möglich, die Zwischenlage 2 zwischen den Mauern 4 des Kellers 1 1 und der darauf aufliegenden Ge- schossdecke 5 anzuordnen. Auch dann befindet sich die Zwischenlage 2 in Höhe der das Gebäude 1 umgebenden Geländeoberkante 7.

Fig. 2 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 , wobei allerdings zusätzlich eine wei- tere Zwischenlage 2' mit oder aus zumindest einem Elastomer eine Etage 8 des Gebäudes unterhalb des Daches 9 des Gebäudes 1 angeordnet ist. Hier wirkt die o- berste Etage 8 zusammen mit dem Dach 9, wie eingangs bereits erwähnt, als Tilger bzw. Gegenschwinger, um mittels negativer Interferenz auch die darunter liegenden Etagen 8 zu schützen. Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 ist es sogar denkbar, auf die direkt über der den Keller 1 1 überdeckenden Geschossdecke 5 angeordnete Zwischenlage 2 zu verzichten. Natürlich können auch noch weitere zusätzliche Zwischenlagen 2' auf oder unter weiteren Geschossdecken 5 angeordnet sein. Es ist sogar denkbar, dass Zwischenlagen 2 bzw. 2' mit oder aus Elastomer in anderer Höhe durch die Mauern 4 eines jeweiligen Geschosses 8 ver- laufen.

Fig. 3 zeigt ein Gebäude 1 , bei dem die Geländeoberkante 7 so weit abgeböscht ist, dass sie in Höhe der Grundplatte 3 verläuft. Die in der ersten Etage 8 angeordnete Tür ist über die Treppe 12 zu erreichen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zwi- schenlage 2 direkt zwischen der Grundplatte 3 des Gebäudes 1 und den darauf unmittelbar angeordneten Mauern 4 des Kellers 1 1 angeordnet.

Fig. 4 zeigt schematisch einen ohne Keiler ausgeführten Bungalow mit nur einer E- tage 8. Auch hier ist die Zwischenlage 2 mit oder aus zumindest einem Elastomer zur Verminderung bzw. zur Vermeidung von durch Erdbeben verursachten Schäden an diesem Gebäude 1 zwischen der Grundplatte 3 und den darauf unmittelbar angeordneten Mauern 4 des Gebäudes 1 angeordnet.

Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Draufsicht auf eine Geschossdecke 5 bzw. die Grund- platte 3. Zu sehen ist, wie die Zwischenlage 2 streifenförmig ausgebildet ist. Dies reicht aus, damit sie vollflächig zwischen der Grundplatte 2 bzw. der Geschossdecke 5 und den darauf aufstehenden bzw. darunter angeordneten Mauern 4 des Gebäu- des 1 angeordnet ist. Durch diese vollflächige Anordnung der Zwischenlage 2 wird erreicht, dass die Mauern 4 ausschließlich unter Zwischenschaltung der Zwischenlage 2 mit der jeweiligen Geschossdecke 5 bzw. Grundplatte 3 in Kontakt stehen, so dass keine elastomerfreien Brücken existieren, über die die vom Erdbeben hervor- gerufenen Schwingungen ohne Dämpfung übertragen werden können. Je nach Auflast kann die Zwischenlage 2 bereichsweise unterschiedliche Steifigkeiten bzw. Elastizitätsmodule aufweisen. So ist es z. B. denkbar, unter nichttragenden Mauern bzw. Wänden 2 weichere Elastomere zu verwenden als in den Bereichen, in denen tragende Mauern 4 mit der Grundplatte 3 bzw. der Geschossdecke 5 in Verbindung stehen. Hierdurch können durch die unterschiedliche Auflast hervorgerufene unterschiedlich starke Einpressungen vermieden werden.

Grundsätzlich ist bei der Abschwächung der Einwirkung eines Erdbebens auf ein Gebäude 1 zwischen zwei Mechanismen zu unterscheiden. Zum Einen ist da die so- genannte Dämmung, bei der die Tatsache ausgenutzt wird, dass die Elastizität der Zwischenlage 2 in einem schwingungsfähigen System eine Phasenverschiebung zwischen den Eingangsgrößen und den Ausgangsgrößen (Kräfte und/oder Wege) herbeiführt und dabei bewirkt, dass sich die beiden Größen teilweise kompensieren, quasi durch Interferenz eine Kraft- und/oder Wegreduktion auftritt. Für diesen Me- chanismus ist es entscheidend, wie elastisch das Elastomer oder die Elastomere der Zwischenlage 2 auf die Schwingungsanregung reagiert bzw. reagieren. Bei solchen im Wesentlichen auf Interferenz beruhenden Dämmungsmechanismen ist darauf zu achten, das Elastomer der Zwischenlage 2 optimal auf die zu erwartenden Schwingungen des Erdbebens abzustimmen. Gelingt dies nicht, so kann es zur positiven Interferenz und damit sogar zu Verstärkung der Einwirkungen auf das Gebäude kommen. Die Verwendung von Polyurethan als Elastomer für die Zwischenlage 2 bzw. 2' ermöglicht es, die elastischen Eigenschaften optimal auf die lokalen Anforderungen und auch auf die Art und Größe des Gebäudes abzustimmen. Ein zweiter Effekt zur Reduzierung des Einflusses eines Erdbebens auf ein Gebäude 1 liegt in der sogenannten Dämpfung. Bei der Dämpfung wird kinetische Energie im Elastomer in Wärme umgewandelt. Bei diesem Mechanismus kann es nicht zur posi- tiven Interferenz und damit zur Verstärkung des Erdbebens kommen. Das Elastomer der Zwischenlage 2 bzw. 2' kann dann besonders gut ein Erdbeben dämpfen, also die kinetische Energie des Erdbebens in Wärme umwandein, wenn der Verlustfaktor des Elastomers möglichst hoch ist. Auch hier hat die Verwendung von Polyurethan als entsprechendes Elastomer der Zwischenlage 2 bzw. 2' den Vorteil, dass Materialien verwendet werden können, welche einen sehr hohen Verlustfaktor haben und diesen Dämpfungseffekt also besonders stark ausbilden. In Elastomeren sind meist beide Mechanismen vorhanden. Ob Dämmung oder Dämpfung überwiegt, hängt aber von den jeweiligen elastischen Eigenschaften und vom Verlustfaktor des Mate- rials ab. Bei Polyurethan können diese Eigenschaften, wie gesagt, sehr genau an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.

Im Sinne einer möglichst hohen Dämpfung, also eines möglichst großen Anteils an in Wärme umgewandelter kinetischer Energie ist es zu bevorzugen, das Elastomer bzw. Polyurethan mit einem möglichst hohen Verlustfaktor auszubilden. Bevorzugt werden hierbei Verlustfaktoren von 0,4 bis 1 ,0, vorzugsweise von 0,7 bis 0,85, bestimmt in Anlehnung an DIN 53513.

Auf der anderen Seite ist aber auch zu beachten, dass in einem Gebäude erhebliche Auflasten auf den Zwischenlagen 2 bzw. 2' ruhen. Um den durch die Zwischenlagen 2 bzw. 2' erzielten Erdbebenschutz dauerhaft über viele Jahre bzw. über die gesamte Lebensdauer des Gebäudes 1 aufrechterhalten zu können, müssen auch im Laufe der Zeit sich äußernde auflastbedingte rheologische Veränderungen bzw. Kriechprozesse berücksichtigt werden.

Um einerseits eine Zwischenlage mit hohen Dämpfungseigenschaften, also hohen Verlustfaktoren realisieren zu können, welche andererseits aber auch dauerhaft standfest ist, sehen besonders bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung vor, dass die Zwischenlage 2 und/oder die weitere Zwischenlage 2' zumindest zwei, in einer Einbaustellung und einer Draufsicht auf die Zwischenlage 2 und/oder die weitere Zwischenlage 2' gesehen, nebeneinander angeordnete Bereiche 13, 14, 15 aufweist, wobei sich die elastischen Eigenschaften des in einem der Bereiche 13, 14, 15 angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, von den elastischen Eigenschaften des in zumindest einem anderen der Bereiche 13, 14, 15 angeordneten E- lastomers, vorzugsweise Polyurethans, unterscheiden. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Verlustfaktor des in einem der Bereiche 13, 1 , 15 angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, höher ist als der Verlustfaktor des in einem anderen der Bereiche 13, 14, 15 angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans. Dieser Konstruktion liegt der Grundgedanke zu Grunde, dass zumindest einer der Bereiche 13, 14 oder 15 im Wesentlichen eine tragende Funktion hat, während zumindest ein anderer der Bereiche 13, 14 oder 15 mit einem Elasto- mer bzw. Polyurethan ausgestattet ist, welches einen besonders hohen Verlustfaktor aufweist und damit die vom Erdbeben eingebrachte kinetische Energie besonders effektiv in Wärme umwandelt. Kurz gesagt haben solche Ausgestaltungsformen von Zwischenlagen 2 bzw. 2' somit zumindest einen, im Wesentlichen die tragende Funktion und zumindest einen anderen, im Wesentlichen die dämpfende Funktion über- nehmenden Bereich 13, 14 bzw. 15.

In der Draufsicht der sich bereits in Einbaustellung befindenden Zwischenlage 2 auf der Grundplatte 3 bzw. Geschossdecke 5 gemäß Fig. 5 handelt es sich um Zwischenlagen 2, welche über ihre gesamte Breite 16 aus einem einzigen Material bzw. E- lastomer bestehen. Die Fig. 6 und 7 zeigen den Ausschnitt A aus Fig. 5, wobei allerdings alternative Formen der Ausgestaltung der Zwischenlage 2 bzw. 2' gezeigt sind. In Fig. 6 und 7 sind schematisiert Draufsichten auf in Einbaustellung auf einer Grundplatte 3 bzw. Geschossdecke 5 aufliegenden Zwischenlagen 2 bzw. 2' gezeigt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 weist die in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls streifenförmig ausgebildete Zwischenlage 2, zwei nebeneinander angeordnete Bereiche 14 und 15 auf, wobei sich die elastischen Eigenschaften des im Bereich 14 angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, von den elastischen Eigenschaften des in den anderen Bereich 15 angeordneten Elastomers, vorzugsweise Polyurethans, unterscheidet. So kann z.B. bei der Variante gemäß Fig. 6 vorgesehen sein, dass im Bereich 14 ein Elastomer, vorzugsweise Polyurethan, mit sehr hohem Verlustfaktor, vorzugsweise zwischen 0,4 bis 1 ,0, besonders bevorzugt von 0,7 bis 0,85, bestimmt in Anlehnung an DIN 53513, angeordnet ist, während dem Bereich 15 W 201

11 die tragende Funktion zukommt. Das Elastomer bzw. Polyurethan im Bereich 15 kann dann z.B. nur Verlustfaktoren von 0,1 bis 0,15, bestimmt nach der oben genannten Norm, aufweisen. In einer solchen Ausgestaltungsform übernimmt der Bereich

15 die tragende Funktion und der Bereich 14 die dämpfende Funktion. Natürlich können die Bereiche 14 und 15 auch in ihrer Anordnung gegeneinander vertauscht sein. Günstig ist aber jedenfalls, wenn die Bereiche 13, 14, 15 als Streifen ausgebildet sind, welche, in der Einbaustellung und in der Draufsicht auf die Zwischenlage 2 oder die weitere Zwischenlage 2' gesehen, nebeneinander, vorzugsweise unmittelbar aneinander angrenzend, angeordnet sind. Für die für die tragende Funktion vorgesehenen Bereiche 13, 14 oder 15 hat das dort angeordnete Elastomer, vorzugsweise Polyurethan, günstigerweise einen statischen Schubmodul im Bereich von 0,02 N/mm 2 bis 1 ,0 N/mm 2 , vorzugsweise von 0,05 N/mm 2 bis 0,8 N/mm 2 und/oder einen statischen Elastizitätsmodul in einem Bereich von 0,05 N/mm 2 bis 15 N/mm 2 , vorzugsweise von 0,15 N/mm 2 bis 10 N/mm 2 , und/oder einen dynamischen Elastizi- tätsmodul in einem Bereich von 0,1 N/mm 2 bis 20 N/mm 2 , vorzugsweise von 0,4 N/mm 2 bis 15 N/mm 2 . Bei den für die Dämpfung vorgesehenen Bereichen 13, 14, oder 15 kann vorgesehen sein, dass der statische Schubmodul in einem Bereich von 0,01 N/mm 2 bis 1 ,5 N/mm 2 , vorzugsweise von 0,02 N/mm 2 bis 1 ,0 N/mm 2 , und/oder der statische Elastizitätsmodul in einem Bereich von 0,02 N/mm 2 bis 20 N/mm 2 , vor- zugsweise von 0,1 N/mm 2 bis 15 N/mm 2 , und/oder der dynamische Elastizitätsmodul in einem Bereich von 0,05 N/mm 2 bis 15 N/mm 2 , vorzugsweise von 0,2 N/mm bis 15 N/mm 2 , liegt. Bei diesen Werten wird der statische Schubmodul wie auch der dynamische Schubmodul in Anlehnung an die DIN ISO 1827 bestimmt. Der statische wie auch der dynamische Elastizitätsmodul sind in Anlehnung an DIN 53513 zu bestim- men.

Die Breite 16 des dämpfenden Bereichs kann vorteilhaft zwischen 10% und 90% der Gesamtbreite der Zwischenlage 2 bzw. 2' betragen. Das gleiche gilt auch für den die tragende Funktion übernehmenden Bereich. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Breite 16 des die Last tragenden Bereichs über 50% der Gesamtbreite der Zwischenlage 2 bzw. 2' einnimmt. So kann das Breitenverhältnis zwischen der Breite

16 des die tragenden Funktion übernehmenden Bereichs zur Breite 16 des die dämpfende Funktion übernehmenden Bereichs z.B. ein Verhältnis von 60:40 einnehmen.

Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass solche Ausgestaltungsformen der Erfin- dung natürlich nicht nur mit zwei sondern auch mit mehreren nebeneinander angeordneten Bereichen 13, 14 und 15 möglich sind. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltungsform, bei der drei Bereiche 13, 14 und 15 streifenförmig nebeneinander angeordnet sind, ist in Fig. 7 gezeigt. Die Perspektive in einer Draufsicht von oben entspricht Fig. 6. In dieser Ausführungsvariante gemäß Fig. 7 ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Bereiche 13 und 15 die tragende Funktion übernehmen, während der mittlere Bereich 1 die dämpfende Funktion übernimmt. Für die Verlustfaktoren und sonstigen elastischen Eigenschaften gilt dann entsprechend das oben Gesagte, wobei der dämpfende Bereich 14 wiederum günstigerweise einen entsprechend hohen Verlustfaktor in den oben genannten Bereichen hat. Bei der Aus- gestaltungsform gemäß Fig. 7 kann z.B. vorgesehen sein, dass die Bereiche 13 und 15 jeweils aus demselben Elastomer bzw. Polyurethan bestehen, während der mittlere Bereich 14 bzw. Streifen ein anderes Elastomer bzw. Polyurethan aufweist oder daraus besteht. Für die Breitenverhältnisse 16, der Bereiche 13, 14 und 15 gilt wiederum das zu Fig. 6 Gesagte, wobei die Breiten 16 der Bereiche mit tragender Funk- tion und die Breiten 16 der Bereiche mit dämpfender Funktion jeweils zusammenzurechnen sind. Die sich aus der Summe aller Breiten 16, aller Bereiche 13, 14 und 15 ergebende Gesamtbreite der Zwischenlage 2, 2' ist günstigerweise wie auch in den Anfangs geschilderten Ausführungsbeispielen zumindest so groß, dass die gesamte, auf dieser Zwischenlage 2 bzw. 2' aufliegende Mauer 4 Platz hat. Für unter einer De- cke angeordnete Zwischenlagen 2 bzw. 2' gilt Entsprechendes. In jedem Fall ist es wichtig, dass die jeweilige Mauer mit der jeweiligen Grundplatte 3 bzw. Geschossdecke 5 ausschließlich unter Zwischenschaltung der entsprechenden Zwischenlage 2 bzw. 2' in Kontakt steht. Die Fig. 8 bis 10 zeigen schematisiert Seitenansichten auf eine jeweils auf einer

Grundplatte 3 bzw. Geschossdecke 5 angeordnete Zwischenlage 2 bzw. 2'. Dargestellt ist jeweils die Variante mit drei nebeneinander streifenförmig angeordneten Bereichen 13, 14 und 15. Für mehr oder weniger nebeneinander angeordnete Bereiche 13, 14 und 15 würden sich entsprechende Darstellungen ergeben. Die Fig. 8 und 9 zeigen Situationen bevorzugter Ausgestaltungsformen vor Aufbringung der Mauer 4. Fig. 10 zeigt die Situation nach Fertigstellung der über die Zwischenlage 2 bzw. 2' auf der Grundplatte 3 bzw. der Geschossdecke 5 angeordneten Mauer 4.

Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass auch im noch nicht belasteten Zustand gemäß der Fig. 8 und 9 alle Bereiche 13, 14 und 15 in vertikaler Richtung 10 gesehen, dieselbe Dicke aufweisen können. Um eine Vorspannung in zumindest einem der Bereiche 13, 14 oder 15 zu erzeugen, können die Dicken 6 der sich noch im unbelasteten Zustand befindenden Bereiche 13, 14 oder 15 aber auch voneinander verschieden sein. Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem der mittlere, zur Dämpfung vorgesehene Bereich 14 im noch entlasteten Zustand eine größere Dicke 6 aufweist als die zu ihm benachbart angeordneten, für die Tragfunktion vorgesehenen Bereiche 13 und 15. Fig. 9 zeigt die umgekehrte Situation. Fig. 10 zeigt dann die Situation, wenn durch die Auflast der Mauer 4 die jeweils in ihrer Dicke ursprünglich vorstehenden Bereiche 13, 14 oder 15 so weit komprimiert sind, dass nach Fertigstellung des Gebäudes alle Bereiche 13, 14 und 15 Kontakt sowohl mit der darüber oder darunter liegenden Mauer 4 als auch mit der darunter oder darüber liegenden Grundplatte 3 bzw. Geschossdecke 5 haben. Die Dickendifferenz im entlasteten Zustand gemäß der Fig. 8 oder 9 kann +/- 50%, vorzugsweise +/- 20% der Dicke des jeweils die geringere Dicke aufweisenden Bereichs 13, 14 oder 15 betragen.

Legende zu den Hinweisziffern:

1 Gebäude

2 Zwischenlage

3 Grundplatte

4 Mauer

5 Geschossdecke

6 Dicke

7 Geländeoberkante

8 Etage

9 Dach

10 vertikale Richtung

11 Keller

12 Treppe

13 Bereich

14 Bereich

15 Bereich

16 Breite