Das Magnitude 8.8 Maule (Chile)-Erdbeben vom 27. Februar 2010 - Ingenieuranalyse der Erdbebenschaeden / The magnitude 8.8 Maule (Chile) earthquake of February 27, 2010 - Engineering analysis of earthquake damage

Im Beitrag wird eine Ingenieuranalyse zu den Erdbebenschaeden des Chile-Erdbebens von 2010 mit einer Magnitude von 8,8 vorgestellt, das zu den groessten weltweit je registrierten Erdbeben gehoert. Ein gleichzeitig ausgeloester Tsunami erreichte wenige Minuten nach dem Erdbeben die Kueste Chiles. Schaeden an Bauwerken und Strassen traten in einem Umkreis von mehreren 100 km um den Erdbebenherd auf. Das wiederholte Auftreten starker Erdbeben hat national und international auch zu einer Ueberarbeitung und Verfeinerung der einschlaegigen Baunormen gefuehrt. Waehrend die Schaeden an den Gebaeuden trotz des Starkbebens in Chile eher moderat blieben, wurde die Infrastruktur erheblich geschaedigt. Eine Progression der initiierten Schaeden ist zudem nicht auszuschliessen. Die vergleichsweise moderaten Gebauedeschaeden sind zum grossen Teil auf die Auslegungsphilosophie der Chilenischen Erdbebennorm, keine oder nur geringe Schaeden zuzulassen, und ihre praktische Umsetzung zurueckzufuehren. Der Grossteil der aktuellen Ingenieurbauwerke ist nach den chilenischen Erdbebennormen von 1996 beziehungsweise 2003 errichtet worden. Trotzden erlitten einzelne Bruecken einen Totalschaden und viele weitere mussten fuer den Verkehr gesperrt werden. Besonders grosse Schaeden traten an den Widerlagern durch Verformungen und Verschiebungen auf, da die meisten Bruecken nicht auf Elastomerlagern aufgelagert waren, welche die einwirkenden Kraefte aus dem Erdbeben gedaempft haetten. Allerdings kam es nur in Einzelfaellen zu Abstuerzen des Ueberbaus. In den Strassen selbst traten zahlreiche groessere Senkungen und Risse auf. Die starke Schaedigung der Verkehrsinfrastruktur fuehrte zu bedeutenden Behinderungen der eingeleiteten Hilfsmassnahmen. Eine deutsche Expertengruppe bereiste direkt nach dem Erdbeben das betroffene Gebiet, nahm Schaeden an den Bauwerken punktuell auf und ruestete auch verschiedene Gebaude messtechnisch so aus, dass Nachbeben registriert werden koennen. Die bei diesen Untersuchungen an Gebaeuden gewonnen Erkenntnisse zur Identifikation der Schadensursachen sollen auch auf andere Gebiete des Bauwesens uebertragen werden. Ein Folgebeitrag soll die ingenieurmaessige Analyse der Schaeden behandeln und die wesentlichen Wirkungsmechanismen und moeglichen Schutzmassnahmen herausarbeiten. ABSTRACT IN ENGLISH: The Maule (Chile) February 27, 2010 earthquake is regarded as one of the strongest earthquakes ever recorded world-wide. The rupture zone reached a length of about 500 km and a width of about 100 km; almost 8 million inhabitants were directly affected by the consequences of the earthquake. Photos from spectacular failure cases in the capital (330 km away) were documented across the world and dominated the international reporting. The seismic event triggered a tsunami which caused serious damage alongside the coastal border; the waves were observed in the far-distant Hawaii Islands, too. The seismic ground motions were felt in the neighboring country Argentina, as well. The strength of the earthquake and the event-specific characteristics motivated the "Engineering Group of the German Task Force for earthquake" to analyze the building damage and to document their regional distribution. Five multi-storey RC structures were temporarily equipped with strong-motion sensors. Several aftershocks could be recorded; the peak acceleration amplitudes were in a level which was of interest for buildings in highest zone of German earthquake regions. In a first attempt, the measurements are used to interpret the response of real buildings in both horizontal directions; in ongoing studies data are used for the calibration of analytical models. The paper provides an overview of the earthquake induced damages in several building types and its variation within different structural systems. Reasons of low to moderate observed damage will be discussed in close relation to the code development and the preferred design concepts. The application of observed effects and derived lessons to other seismic regions is critically reviewed. In a subsequent paper the damage caused by the tsunami will be investigated in more detail. The engineering analysis will include the currently used models for the impact description and will elaborate simple, but quite efficient measures of protection. (A)