Bangladesch-Katastrophe: Warum Beton zerbröckelt

Wikimedia CommonsKurz vor dem Zusammenbruch der Bekleidungsfabrik Ranza Plaza In Dhaka, Bangladesch, bei dem mehr als 400 Menschen getötet wurden, sahen die Beamten offensichtliche Anzeichen von Gebäudestress. So bildete sich an der Seite des siebten Stockwerks ein riesiger Riss, der die Ingenieure davor warnte, Arbeiter hineinzulassen. Diese Warnungen wurden später außer Kraft gesetzt. Als Hunderte von Arbeitern in den Trümmern zurückblieben und der Eigentümer des Gebäudes, Sohel Rana, versuchte, Bangladesch nach Indien zu fliehen, mussten Beamte und Experten herausfinden, wie eine mehrstöckige Betonkonstruktion einfach nachgab.

Eine Sache, die die Ermittler wissen, ist, dass der Riss neu war, möglicherweise verursacht durch die ständige Erweiterung des Gebäudes. Diese Erweiterung wurde ohne die entsprechenden Genehmigungen und Inspektionen durchgeführt, was in den Vereinigten Staaten und vielen anderen Ländern nicht gestattet war. Wenn Sie der Betonkonstruktion so viel Gewicht hinzufügen, können Lasten entstehen, die für das Gebäude einfach zu hoch sind.

"Diese Dinge dürfen nicht passieren", sagt Daniel Jansen, Ingenieurprofessor an der California Polytechnic State University, zu Popular Mechanics. "Sie haben zusätzliche Stockwerke in das Gebäude eingebaut, ohne es ordnungsgemäß genehmigt zu haben. Die Inspektionen waren nicht da. Das kann man einfach nicht."

"Wenn es aufsteht, sagen sie, können wir es weitermachen", fährt er fort. "Es gibt wahrscheinlich viele Fälle, in denen es funktioniert, in denen die Leute ein paar zusätzliche Geschichten geschrieben haben und es nicht zusammengebrochen ist. Aber es gibt einen Wendepunkt. Die Leute gehen an die Grenzen und irgendwann geht etwas schief. Es ist wirklich nur tragisch." , das ultimative Ergebnis davon. "

John Hooper, leitender Direktor für Erdbebentechnik bei Magnusson Klemencic Associates in Seattle, sagt, dass Betonkonstruktionen Anzeichen von Bedrängnis durch Reißen und Abplatzen (Zerbröckeln) aufweisen, häufig wenn sie extrem überlastet sind oder kurz vor dem Versagen. Während Risse häufig vorkommen und die meisten Kleinen kein großes Risiko darstellen, sind große und wachsende Risse, wie sie im Gebäude in Bangladesch zu sehen sind, mit Sicherheit vorhanden.

"Wir sprechen nicht von winzigen Dingen", sagt Jansen, "sondern von Dingen, die Warnzeichen sind."

Beton zeigt eine starke Druckfestigkeit, jedoch keine Zugfestigkeit. Stahlbewehrung verstärkt den Beton, um ihm das zusätzliche Bauteil zu verleihen. Aber wenn Risse zu wachsen beginnen, deutet Jansen an, dass die Bewehrung zu versagen oder sich zu dehnen beginnt und möglicherweise an ihre Grenzen stößt.

In einigen Ländern sind die Stahlkosten häufig so hoch, dass Bauunternehmer einfach auf Betonzusatz setzen - ohne Bewehrungsstahl. Diese geschwächte Kombination ermöglicht es dem Beton nicht, Gewichtslasten über Gebäudeteile zu übertragen. In großen Lagern, die mit schweren Maschinen in weiten Räumen gefüllt sind, muss auch auf ausreichende und ausreichende Stützsäulen für die Gewichtsverteilung über die Etagen geachtet werden.

Matthys Levy, Ingenieur und Autor von Warum Gebäude herunterfallen, Sprünge seien nur ein mögliches Warnsignal für drohende Ausfälle in einer Betonkonstruktion. Wenn die Lasten über das vorgesehene Maß hinaus ansteigen, sinken Böden, Fundamente oder sogar Wände. Das Gebäude kann auch anfangen zu vibrieren.

"Wenn Sie Risse in einem Betongebäude betrachten, können Sie sie tatsächlich messen und feststellen, ob sie zunehmen", sagt Levy. "Wenn sie zunehmen, wird etwas passieren. Es ist nicht normal."

Ein weiteres Problem, das zu einem Gebäudefehler führen kann, ist eine Nutzungsänderung, wenn die Struktur für einen Zweck entworfen, aber in eine andere Größe umgewandelt wurde, um den neuen Zweck zu erfüllen. "Das Gebäude muss erneut analysiert werden, wenn es nicht für diese Art der Beladung ausgelegt ist", sagt Levy.

Wenn das Gebäude zu schwach erscheint, um aktuelle Lasten oder einen erwarteten Zusatz aufzunehmen, können die Ingenieure es durch Hinzufügen von mehr Beton zur Verstärkung der Stützen oder durch Verwendung von Kabeln und Nachspannungskonstruktionen zur Unterstützung der Böden verstärken. In vielen Ländern ist es jedoch nicht üblich, zu diesem technischen Niveau zu gelangen.

"Die Betonstrukturen in diesem Land sind streng kontrolliert und wir haben keine größeren Probleme", sagt Levy. "In vielen Ländern der Welt ist die Bauindustrie nicht gut kontrolliert. Im Nahen Osten gibt es keine Kontrolle über Betongebäude und es treten Probleme auf."

Und in einer leicht regulierten Nation müssen Sie sich auch um die Betonqualität sorgen. "War der Beton so stark, wie er ursprünglich sein sollte, oder war er sehr billig und jemand hat Abkürzungen genommen?" Levy sagt. Hooper sagt, dass gut verarbeiteter Beton sich im Laufe der Zeit tatsächlich verstärken sollte, aber nur, wenn er ordnungsgemäß installiert und gewartet wurde. Günstigere Mischungen mit hohem Sand- und niedrigem Zementgehalt haben einfach nicht die erforderliche Festigkeit, um auch normalen Belastungen standzuhalten, geschweige denn Zusätze ohne Genehmigung.

Wenn man die Wahrscheinlichkeit hinzufügt, dass dieses Gebäude in Bangladesch zum Zeitpunkt des Ausfalls im Bau war, steigt die Liste der möglichen Katastrophenprobleme. Was wir mit Sicherheit wissen, ist, dass Hunderte von Familien in eine konkrete Baukatastrophe verwickelt waren - eine Katastrophe, die mit angemessenen Praktiken wahrscheinlich vermieden wurde.