Seismische Upgrades Für Alte Häuser


Seismische Upgrades Für Alte Häuser

Weil Holzrahmenhäuser im Grunde genommen Boxen sind, arbeitet die Kraft der Erdbebenkräfte, um die Struktur durch Absetzen von Wänden, Trennen von Fugen und Aufrichten von vertikalen Stützen, wie beispielsweise Vorbausäulen, zusammenzubrechen.

Weil Holzrahmenhäuser im Grunde genommen Boxen sind, arbeitet die Kraft der Erdbebenkräfte, um die Struktur durch Absetzen von Wänden, Trennen von Fugen und Aufrichten von vertikalen Stützen, wie beispielsweise Vorbausäulen, zusammenzubrechen. (Foto: Mit freundlicher Genehmigung der FEMA)

Anfang dieses Jahres feierten wir San Franciscans (wenn es das Wort ist) den hundertsten Jahrestag des großen Erdbebens und Feuers von 1906. Zusammen mit dem Hoopla kamen viele strenge Warnungen von Seismologen und Gesundheitsexperten über die weitverbreitete Verletzung, die wir bei Menschen und Menschen sehen könnten Gebäude aus dem nächsten Big One, die in den nächsten 30 Jahren geplant sind. Sie präsentierten große, farbige Karten, die den Ort des Schadens darstellten, die Hayward-Verwerfung, die die Ostseite der Bucht von San Francisco hinunterfließt, und deuteten an, dass die Bürgerschaft etwas zu blasiert über das Ganze war. Sie haben wahrscheinlich Recht. Nur weil Sie nicht an der Westküste leben, bedeutet das nicht, dass Erdbeben - oder andere starke Naturereignisse - Sie nicht beeinflussen können.

Die Realität ist, dass Erdbeben in fast jedem US-Bundesstaat seit der ersten Besiedlung Nordamerikas stattgefunden haben. Darüber hinaus sind viele der Methoden und Materialien, die ein Haus stärken können, um Erdbebenkräften zu widerstehen, auch nützlich, um Hurrikan- oder Tornadokräften zu widerstehen. Beachten Sie jedoch das operative Wort: widerstehen. Gebäude können nicht erdbebensicher, nur erdbebensicher gemacht werden. Da die meisten alten Häuser mit Holzrahmen gebaut sind, einer relativ flexiblen Bauweise, können sie sich in einer steifen Brise wie eine Palme in einem Erdbeben wiegen. Etwas Flexibilität in einem Haus ist gut, aber es kann nicht erlaubt sein, sich so weit zu biegen, dass es an seinen Nähten bricht oder sich in Stücke zerlegt. Das ist der Punkt der seismischen Nachrüstung: die Verbindungen und Verbindungen im Gebäude zu stärken, damit sie die Erdbebenkräfte aufnehmen können, ohne auseinander zu fallen, ein Prozess, den wir hier untersuchen werden.

Lass sie Quake essen

Es gibt zwei Arten von Kräften in einem Erdbeben: lateral (Erzeugung von Seitwärtsbewegung) und Auftrieb (Erzeugung von Auf- und Abbewegung). Stellen wir uns vor, dass die Erde ein wackliger Kartentisch ist, auf dem Ihr Haus in Form eines Blattkuchens (der Stiftung), einer dreistufigen Hochzeitstorte (der Gebäuderahmen) und einem Croquembouche (der Schornstein, dargestellt durch eine kegelförmige Konfektion von mit Zucker zementierten Windbeutel). Wenn Sie den Tisch heftig schütteln, wie die Seitenkraft bei einem Erdbeben, was passiert? Der Folienkuchen gleitet einfach hin und her, aber die Plastiksäulen, die die Hochzeitstorte tragen, fallen um, was dazu führt, dass der Kuchen zusammenbricht und die Sahne im Raum herumfliegt. Im Falle von Auftriebskräften ist die Analogie eher wie ein Tischtuch ausschütteln. Der Unterschied ist, dass der Blechkuchen in die Luft steigt und wieder herunterkommt, während die anderen beiden Kuchen auf die gleiche Weise auseinanderfallen wie zuvor. Die Lektion ist, dass es bei einem Erdbeben am besten ist, wenn ein Haus wie ein Blechkuchen aussieht.

Wie ein Popcorn schütteln Erdbebenkräfte ein Haus von Seite zu Seite und auf und ab, verdrehen unverstärkte Wände aus dem Quadrat und rollen über freistehende Pfosten, die unverspannt und daher strukturell schwach sind.

Wie ein Popcorn schütteln Erdbebenkräfte ein Haus von Seite zu Seite und auf und ab, verdrehen unverstärkte Wände aus dem Quadrat und rollen über freistehende Pfosten, die unverspannt und daher strukturell schwach sind. (Foto: Andrea Booher / FEMA)

Jetzt, wo ich mich in eine metaphorische Ecke zurückgezogen habe, möchte ich die Situation vereinfachen. Um ein Holzrahmenhaus erdbebensicherer zu machen, müssen Sie verhindern, dass es zu einem Parallelogramm wird, indem Sie alle Fugen im Rahmen miteinander verbinden und das Haus mit dem Fundament verbinden. Im Allgemeinen ist dies mit Sperrholz und speziellen Metallbefestigungen möglich. Die Besonderheiten, wie diese Materialien am besten zu installieren sind, sind eine fortwährende Diskussion zwischen Ingenieuren, Baubeamten und Bauunternehmern, und sie sind nicht immer einer Meinung. Nichtsdestoweniger scheinen die folgenden Informationen, basierend auf den seismischen Codes, die von Los Angeles und anderen kalifornischen Städten nach dem Erdbeben von 1994 in Northridge angenommen wurden, ziemlich allgemein akzeptiert zu sein. Beachten Sie auch, dass jegliche Verstärkung umsonst ist, wenn der Rahmen durch holzzerstörende Insekten oder Fäulnis beschädigt wird. Stellen Sie sicher, dass Sie diese Bereiche reparieren, bevor Sie mit seismischen Arbeiten beginnen.

Die Nachrüstung eines Hauses gegen Erdbeben beginnt mit der bestmöglichen Gründung. Idealerweise besteht das Fundament aus Stahlbeton und hat die Form eines umgekehrten T mit einer breiten Basis, einem so genannten Fundament, das die Last wie Schneeschuhe ausbreitet. Leider haben nur wenige alte Häuser eine solche Grundlage. Ein Fundament aus unbewehrtem Beton (gegossen ohne Stahlbewehrungsstäbe) ist in Ordnung, aber unverstärkte Ziegel-, Stein- oder Betonblockfundamente sind nicht gut, weil sie bei einem Erdbeben wie unser sprichwörtliches zerfallen Croquembouche. Andere Arten von Fundamenten, wie zum Beispiel solche, die aus einzelnen Pfeilern bestehen, die an Hängen gebaut oder als Garagen unter dem Haus gebaut sind, gehen über den Rahmen dieses Artikels hinaus und sollten von einem Ingenieur bewertet werden. Im Allgemeinen ist die Beratung eines Ingenieurs eine gute Idee für jede Art von Haus, besonders für jene, die mit Ballonrahmen und Lückwänden gebaut wurden (mehr dazu später).

Das Erdbeben in Northridge, Kalifornien, dauerte nur 15 Sekunden, ließ jedoch 25.000 Gebäude unbewohnbar werden, was zu den neuesten seismischen Standards führte.

Das Erdbeben in Northridge, Kalifornien, dauerte nur 15 Sekunden, ließ jedoch 25.000 Gebäude unbewohnbar werden, was zu den neuesten seismischen Standards führte. (Foto: Mit freundlicher Genehmigung der FEMA)

Wenn das Fundament akzeptabel ist, besteht die erste Phase darin, die Schlammschwelle an ihren Umfang zu schrauben, um zu verhindern, dass das Haus in einem Beben rutscht oder abspringt (ebenso wie bei einem Hochwasser oder einem schweren Sturm).Bei einer Nachrüstung bedeutet das, einen Bohrhammer zu mieten oder zu kaufen und Löcher zu bohren, die etwa 1/16 "größer sind als der Bolzendurchmesser entlang des Fundaments. Die Position der Ankerbolzen ist durch Code festgelegt, aber im Allgemeinen werden alle 4 bis 6 Löcher gebohrt 'und 12 "vom Ende jedes Stücks der Schwelle Platte. Sobald Sie Löcher haben, können Sie entweder Ankerbolzen anbringen (die sich mit einem mechanischen Keil sichern) oder die Schrauben mit Epoxidharz verankern (was bei Beton schlechter Qualität als besser gilt). Bei Epoxidharz ist es wichtig, jedes Loch zuerst staubfrei zu reinigen, typischerweise mit einer Flaschenbürste und einem Kunststoffschlauch, die an einem Werkstattvakuum angebracht sind. Sobald die Schrauben verankert sind, werden Muttern und große, 3 "-viereckige Unterlegscheiben, die als Lagerplatten oder Tellerscheiben bezeichnet werden, an dem Fundament befestigt.

Zusätzlich zu Fundamentschrauben werden regelmäßig Niederhalter (schwere L-förmige Halterungen) installiert, um das Fundament an den vertikalen Rahmenelementen zu befestigen, die an Ecken, den Seiten von Garagentoren und an den Enden von Sperrholz-Scherplatten üblich sind. Die Bolzen für Niederhalter sollten an Ort und Stelle geklebt werden. Wenn es keinen Zugang für Bohrlöcher im Fundament gibt, besteht die Alternative für Fundamentschrauben darin, eine andere Gruppe von Hardware zu verwenden, verschiedene Arten von Metallbändern, sogenannte Mudsill-Anker oder Ankerplatten.

Scher Vergnügen

Abhängig von der Konstruktion des Hauses kann es sich um eine Krüppelwand handeln oder auch nicht. Dieses Merkmal ist eine kurze Mauer, die etwa 36 Zoll hoch ist zwischen dem Fundament und dem Rahmen des ersten Stocks, der gewöhnlich in Häusern aus dem späten 19. Jahrhundert an der Westküste gefunden wird, besonders Reihenhäuser. Die Krüppelmauer ist der schwächste Teil des Hauses, in der Regel nur auf diagonale Verstrebungen angewiesen, damit es nicht zu einem Parallelogramm zusammenbricht.Um die Widerstandsfähigkeit einer Krüppelwand gegen seitliche Kräfte stark zu verbessern, wird sie durch Sperrholzplatten verstärkt, weil die Schlammschwelle typischerweise breiter ist als die 2x4-Ständer Sie müssen zwischen jedem Bolzen, sowie an der Ober- und Unterseite, auf die das Sperrholz genagelt werden kann, eine Blockierung anbringen.Die Blockierung ist typischerweise Stücke von 2x4 und benötigt mindestens vier 10d Nägel pro Stück.Vor dem Bohren die Löcher zu halten die Nägel spalten die kurzen Blöcke und verwenden kein druckbehandeltes, grünes Holz zum Blockieren.Für Scherplatten wird Sperrholz gegenüber OSB (oriented-strand board) bevorzugt, und die Blätter sollten mindestens fünflagiges Material sein eine 1/2 "dicke (oder 1 5/32 ", was heutzutage für eine Dicke von 1/2" gilt). Für eine optimale Festigkeit sollten die Paneele eher horizontal als vertikal mit dem längsten Stück Sperrholz installiert werden.

Alte Häuser brechen bei Erdbeben und Überschwemmungen von ihren Fundamenten, weil sie nicht verankert sind. Hinzufügen von Schrauben durch die Schlammschwelle hält das Gebäude an Ort und Stelle.

Alte Häuser brechen bei Erdbeben und Überschwemmungen von ihren Fundamenten, weil sie nicht verankert sind. Hinzufügen von Schrauben durch die Schlammschwelle hält das Gebäude an Ort und Stelle. (Foto: Mit freundlicher Genehmigung der FEMA)

Zumindest sollten die Hausecken Platten von mindestens 4 'Länge haben, mit mehr Platten, die gleichmäßig über die Länge der Krüppelwand verteilt sind. In einem einstöckigen Haus müssen Sie mindestens 50 Prozent der Länge jeder Krüppelwand abstützen, während Sie in einem zweistöckigen Haus mindestens 80 Prozent der Länge abdecken müssen. Zum Beispiel, in einem einstöckigen Haus, wenn die Krüppelwand 48 'lang ist, müssen Sie 24' abdecken, was mit einem 4 'Paneel an jedem Ende und zwei 8' Paneele mit gleichmäßigem Abstand dazwischen erreicht werden könnte. Bauunternehmer neigen dazu, die gesamte Mauer abzudecken, aber ob diese Praxis gut oder schlecht ist, ist ein fortlaufendes Argument. Hold-Downs werden dann am Ende jedes Panels installiert.

Scherplatten funktionieren am besten, wenn sie an allen vier Rändern befestigt werden, und sie sollten mit 8d gemeinsamen Nägeln alle 4 "entlang des Umfangs und 12" auf dem Feld genagelt werden. (Die örtlichen Vorschriften können abweichen.) Achten Sie beim Nageln darauf, die Oberfläche des Sperrholzes nicht zu beschädigen. Dies ist eine Menge Nägel, so kann eine Nagelpistole extrem handlich sein, obwohl es einige gibt, die glauben, dass Nagelpistolen nicht verwendet werden sollten. Darüber hinaus müssen Sie Lüftungslöcher mit einem Durchmesser von 2 "bis 3" in jedem Pfostenfach bohren, etwa 2 1/2 "über der Schlammschwelle und 2 1/2" unter der oberen Platte und mindestens 6 "auseinander Zwischendurch: Lokalisieren Sie die unteren, so dass Sie die Schlammschwellen visuell inspizieren können.Offensichtlich müssen Sie auch Öffnungen für Fundamentöffnungen, Schornsteine, Installationsrohre und andere Durchdringungen schneiden.Während Sie dabei sind, fügen Sie Riemen hinzu, um zu binden die Scherplatten in den Bodenrahmen oben.Diese Verbinder, Scherverbindungen genannt, verhindern, dass die Bodenbalken von der Oberseite der Krüppelwand rutschen.Wenn Sie möchten, fügen Sie auch Balkenaufhängungen hinzu, um die Bodenbalken am Randbalken zu befestigen.

Unbewehrtem Mauerwerk geht es bei Erdbeben nicht gut, und die gemauerten Schornsteine ​​vieler alter Häuser sind Paradebeispiele. Obwohl es wenig Nachrüstungen gibt, die verhindern, dass Schornsteine ​​umkippen, kann das Hinzufügen von Sperrholz zu Dachdecks oder Dachböden den Schaden begrenzen, wenn sie dies tun.

Unbewehrtem Mauerwerk geht es bei Erdbeben nicht gut, und die gemauerten Schornsteine ​​vieler alter Häuser sind Paradebeispiele. Obwohl es wenig Nachrüstungen gibt, die verhindern, dass Schornsteine ​​umkippen, kann das Hinzufügen von Sperrholz zu Dachdecks oder Dachböden den Schaden begrenzen, wenn sie dies tun. (Foto: Mit freundlicher Genehmigung der FEMA)

Behalte einen kühlen Kopf

Wenn Sie im Keller alles getan haben, was Sie können, oder um den Raum zu kraulen, um die Struktur zu verstärken, ist der nächste Bereich, der normalerweise genug zur Arbeit ausgesetzt ist, der Dachboden. Installieren Sie seismische oder orkanartige Verbindungen, um die Sparren mit der oberen Platte zu verbinden und damit Ihr Dach während des Bebens nicht über die Straße fährt. Wenn Sie vorhaben, das Dach neu zu verlegen, ist es eine gute Idee, Sperrholz oder OSB-Ummantelungen hinzuzufügen, um die Scherfestigkeit des Daches zu erhöhen. Da Schornsteine ​​aus unbewehrtem Mauerwerk dazu neigen, zuerst an der Dachlinie abzubrechen, ist der zusätzliche Vorteil dieser Maßnahme, dass die Bleche dazu beitragen, dass ein gemauerter Schornstein nicht durch das Dach in den Wohnraum bricht. Studien haben gezeigt, dass die Abstützung des Schornsteins sehr wenig dazu beiträgt, ein Versagen während eines Bebens zu verhindern. Abgesehen davon, dass Sie den Schornstein durch einen eingeschobenen Metallschornstein ersetzen, können Sie lediglich den alten Mörtel, der sich wahrscheinlich verschlechtert hat, erneut aufstellen.Wenn sich auf dem Dach kein Sperrholz befindet, sollten Sie darüber nachdenken, den Dachboden um den Schornstein zu ergänzen, damit er nicht durch die Decke bricht, wenn der Schornstein durch das Dach bricht.

Jede andere strukturelle Nachrüstung, die Sie zwischen dem Keller und dem Dach durchführen möchten, erfordert das Entfernen von Innen- oder Außenoberflächen. Wenn die Wände aus einem anderen Grund geöffnet sind, ist es eine gute Zeit, Niederhalter oder Umreifungsbänder anzubringen, um die Wände des ersten Stocks an die Krüppelwände oder die Wände des zweiten Stocks an die Wände des ersten Stocks zu binden. Wenn das Abstellgleis ausgeschaltet ist, können Sie die Gelegenheit nutzen, Sperrholzplatten an anderen Außenwänden hinzuzufügen. Sie könnten auch einige Verbindungselemente, Verstrebungen und Wandscheiben an der Veranda anbringen, um zu verhindern, dass sie während eines Erdbebens wegreißt.

Ein Großteil der Schäden durch Erdbeben stammt nicht von den Erschütterungen, sondern von den Bränden danach. Weitaus mehr von San Francisco wurde 1906 durch ein Feuer zerstört als durch das Beben beschädigt wurde. Brände werden hauptsächlich durch gebrochene Gasleitungen verursacht. Stellen Sie sicher, dass alle Gasverbrauchsgeräte mit flexiblen Edelstahlsteckern geliefert werden und befestigen Sie die Wassererhitzer an den Rahmen, damit sie nicht umkippen. Die Installation eines automatischen Gasabsperrventils am Zähler ist ebenfalls eine gute Idee.

Die gute Nachricht ist, dass die altbewährten Holz- und Qualitätsbaumethoden, die zum Bau alter Häuser verwendet werden, dazu führen, dass seismisch nachgerüstete alte Häuser viel widerstandsfähiger gegen Erdbebenschäden sind als neuere Häuser. Für eine ziemlich kleine Investition von Zeit und Geld können Sie und Ihr Haus bereit sein, den nächsten Großen mit minimalem Schaden zu reiten.
Seismische Upgrades Für Alte Häuser

FAQ - 💬

❓ Warum sollte man sich für den Umbau eines alten Hauses entscheiden?

👉 Durch Ausbau oder Umbau lassen sich auch im Altbau großzügige und komfortable Wohnräume schaffen. Es gibt verschiedene Gründe, sich statt eines Neubaus für den Umbau eines alten Hauses zu entscheiden. Manchmal ist das Haus, indem man schon länger wohnt, ja genau das richtige – nur eben mittlerweile zu klein oder renovierungsbedürftig.

❓ Wie berechnet man den Wert eines Hauses mit Baujahr 1960?

👉 Für die Bestimmung des Wertes eines Hauses mit Baujahr 1960 sind daher folgende Prüfpunkte wichtig: Optimieren des Energieverbrauchs durch Dach- und Fassadendämmung, Prüfen von Schäden an konstruktiven Bauteilen, Ersetzen der Wasser- und Entwässerungsleitungen, Austauschen der Heizanlage und der Fenster.

❓ Warum sollte man sich statt eines Neubaus für den Umbau eines alten Hauses entscheiden?

👉 Es gibt verschiedene Gründe, sich statt eines Neubaus für den Umbau eines alten Hauses zu entscheiden. Manchmal ist das Haus, indem man schon länger wohnt, ja genau das richtige – nur eben mittlerweile zu klein oder renovierungsbedürftig.

❓ Ist die Dämmung eines Hauses mit Baujahr 1990 ausreichend?

👉 Die Dämmung eines typischen Hauses mit Baujahr 1990 ist aus heutiger Sicht meist nicht mehr ausreichend. Dies kann den Wert eines Hauses mit Baujahr 1990 aufwärts schmälern. Die Baustoffe befinden sich aber noch mitten in ihrem Lebenszyklus, wenn sie ordentlich verbaut worden sind.


Autor Des Artikels: Alexander Schulz. Unabhängiger Konstrukteur und technischer Experte. Arbeitserfahrung in der Baubranche seit 1980. Fachkompetenz in den Richtungen: Bau, Architektur, Design, Hausbau.

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