Erdbebenverstärkung, Schulhaus Sembrancher

Im Rahmen von diversen Renovationsarbeiten an der Primarschule Sembrancher (VS) wurde das Gebäude auch entsprechend den aktuellen Erdbebenanforderungen ertüchtigt. Die Erdbebenanalyse hat gezeigt, dass zum Abtrag der seismischen Kräfte auch einzelne Mauerwerkswände aktiviert werden müssen um keine Zusatzmassnahmen (neue Betonwände, Stahlrahmen usw.) umsetzen zu müssen.

Um die Erdbebenlasten (Schubkräfte und Biegemomente) über diese Mauerwerkswände abtragen zu können, ist der statisch zulässige Spannungszustand der Mauer nachzuweisen. Konstante Normalkräfte helfen den Schubwiderstand vom Mauerwerk zu erhöhen. Da dies in den oberen Geschossen aufgrund der geringen Eigenlasten nicht gewährleistet ist, soll dies mit einer vorgespannten Wandverstärkung kompensiert werden.

Mit dem Ziel, eine konstante und gleichmässig verteilte Vertikalkraft in die Wände einzuleiten, wurden memory®-steel re-bar 16 in zuvor angefertigten Schlitzen über die gesamte Höhe der betroffenen Stockwerke angeordnet. Um diese memory®-steel re-bar 16 Stäbe zu verankern, wurden Durchbrüche in den Betondecken am Kopf und Fuss der Wände vorgenommen. Die Verankerung in den Betondecken erfolgte dann mit einem Reprofiliermörtel/-grout vom Typ SikaGrout®-314 N bzw. Sika AnchorFix®-3030. Die Vorspannung der memory®-steel re-bar 16 Stäbe erfolgt mit einem Gasbrenner, wobei die Temperatur in regelmässigen Abständen kontrolliert wird. Nach Abschluss der Arbeiten wird der Schlitz in der freien Länge ausserhalb der Verankerungsbereiche mit einem Mörtel vom Typ Sika MonoTop®-412 Eco ebenfalls verfüllt.

Diese Methode der Tragwerksverstärkung ist besonders interessant, da sie die Möglichkeit bietet, eine duktile Vorspannung und somit zusätzliche Normalkraft auf einfache und effiziente Weise, ohne hydraulische Ausrüstung, anzubringen. Die zusätzliche Bewehrung mit Vorspannung ist schliesslich vollständig in den Wänden sowie den beiden angrenzenden Platten eingebettet.

Neben den statischen Vorteilen ist ebenfalls hervorzuheben, dass memory-steel bei einem zukünftigen Rückbau in den Produktionskreislauf von Edelstahl integriert und somit komplett rezykliert werden kann. Dadurch wird der ökologische Fussabdruck im Vergleich zu nicht wiederverwertbaren Produkten minimiert. Zudem wurden ausschliesslich rezyklierbare Mörtelprodukte der Sika mit reduziertem CO₂-Fussabdruck verwendet, was die Erhaltungsmassnahme der alten Baustruktur nebst ökonomischen Vorteilen auch hinsichtlich Nachhaltigkeit sehr interessant macht.