Christchurch: 4 Jahre nach dem Big One .....

Heute ist der 4th Jahrestag der Haupt Erdbeben in Christchurch auf der 22nd Februar 2011. Mit über 30 Mrd. $ volkswirtschaftlichen Kosten und Zählen ... sowie 185 Todesfälle wurden der Stadt Christchurch und Umgebung, um ihre Kern über einen langen Jahren von schädlichen Erdbeben erschüttert.

Im Folgenden ist eine Zusammenfassung der einige der Veranstaltungen, die von einem jungen Ingenieur Geophysiker, die earthquake-report.com beiträgt entfaltet, und hat auch in Verbindung geschaffen, die YouTube-Kanal CATNews.

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Ein Link zu einem Video Zusammenfassung CATNews auf dem Christ 2010-2014 Abfolge der Ereignisse.

Über den Autor: Andreas Schaefer ist Doktorandin am Karlsruher Institut für Technologie, die im Bereich der Tsunami- und Erdbebentechnik und Katastrophenrisikobewertung. Er nahm an der Erdbeben Studienreise nach Christchurch im Juli 2014 mit Prof. Dr. Michael Griffith von der University of Adelaide, die Untersuchung und die Untersuchung der Erdbebenschäden, die Wiederherstellung und neue seismische Design-Konzepte.

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1. Das Erdbeben Sequence

In 2010 begann im neuseeländischen Canterbury County eine Erdbebenfolge, die völlig unvorhergesehen war. Am 4th im September traf 2010 das Erdbeben in Darfield mit einer Größenordnung von 7.1 in der Region. Es trat bei einem Fehler auf, dessen Aktivität in den letzten 16,000-Jahren aufgrund paläoseismologischer Beobachtungen zuvor nicht aufgezeichnet worden war. Darüber hinaus wurde kein einziger Vorbote beobachtet, und daher kann dieses Ereignis nach unserem derzeitigen Kenntnisstand als unvorhersehbar eingestuft werden. Es ereignete sich etwa 40 km westlich von Christchurch, in unmittelbarer Nähe der kleinen Stadt Darfield. Es verursachte in der Nähe des Epizentrums große Schäden und in den Gemeinden von Christchurch leichte bis mäßige Schäden, einschließlich massiver Verflüssigung.

Das ganze Gebiet wurde von einer großen Zahl von Nachbeben, die ihren Höhepunkt mit einem Erreichen treffen anschließenden sekundären Hauptschlag mit einer Stärke von 6.3 Februar 22nd in 2011. Dieses Ereignis wurde als direkter Hit in der Stadt Christchurch angesehen, da sich das Epizentrum in der Nähe der Hafenstadt Lyttelton in einer Tiefe von 5 km und etwa 9 km vom Christchurch CBD entfernt befand. Drei weitere Großereignisse mit einer Stärke von etwa 6 +/- 0.4 wurden im Juni und Dezember beobachtet. 2011 verursachte weiteren Schaden. Basierend auf tektonischen Beobachtungen kann eine Erdbebenausbreitung von West nach Ost nach Nordosten beobachtet werden.

Das Erdbeben Februar war bei weitem das Schadensereignis der gesamten Sequenz, was zu großen Zerstörungen in mehreren Vorstädten durch Verflüssigung von weichen Böden und an Flussufern und mittelschweren bis schweren Schäden an den meisten der CBD Gebäude. Die maximale beobachtete Bodenbewegung war 2.2 g für die Vertikalbeschleunigung, in einem der Vororte, gemessen an einem Schulgebäude, mehrere Male höher als die Gestaltung Beschleunigungen die meisten Gebäude. Neben der Bodenbewegungen und Bodenverflüssigung fällt Felsen aus die Hänge beobachtet verursacht große Schäden an Bauwerken entlang der Felssturz Wege.

2. Schaden

Der Schaden war bei allen Erdbeben weit verbreitet, der schwerste Schaden trat jedoch im Februar auf. Vor allem die Zerstörung im CBD war aus wirtschaftlichen Gründen nicht wiederherstellbar (bis heute sind die geschätzten Kosten für die Sequenz über $ 30 Mrd. mit einigen Schätzungen über $ 40 Mrd. geschätzt). Ungefähr 80% des gesamten Stadtzentrums wurde so stark beschädigt, dass ein Nachrüsten als nicht machbar angesehen wurde. Abgesehen von einer kleinen Anzahl von Gebäuden war das seismische Design erfolgreich, was zu fast keinen Einstürzen von Gebäuden führte und auch zu vielen geretteten Leben im Vergleich zu anderen Erdbeben der Vergangenheit führte. Unglücklicherweise verursachte die geringe Anzahl an Zusammenbrüchen 185-Todesfälle. 115-Todesfälle und damit fast mehr als 60% der Gesamtzahl der Todesopfer wurden durch die Todesursache verursacht Zusammenbruch des CTV Gebäude. Es wurde in der 1980s gebaut und somit zu dem Zeitpunkt, die seismische Code, aber Missmanagement beim Bau einschließlich Korruption und mangelnde Aufsicht des Gebäudes Designer führte zu mehreren Fehlern während der Planungs- und Bauprozess.

Ähnliche Bedingungen wurden auch für das PGC-Gebäude gemeldet, dessen Zusammenbruch weitere 18-Todesfälle verursachte. Darüber hinaus fügte der Zusammenbruch von Gebäuden und Bauelementen von unverstärktem Mauerwerk weitere 42-Todesfälle hinzu (eine gute Studie von Lisa Mond können Sie hier lesen). Im Allgemeinen wurden diese Todesfälle durch den Zusammenbruch von Wänden und herabfallende Brüstungen verursacht, als Menschen das Gebäude verließen und von herabfallenden Ziegeln und Trümmern getroffen wurden.

Großschäden wurden auch aus historischen Gebäuden, darunter die Kathedrale von Christchurch, die nicht wieder aufgebaut werden wird, nach dem Leiden schweren Schäden einschließlich einer völligen Zusammenbruch der den Turm der Kathedrale ausgewiesen. Der berühmte Christchurch Arts Centre relativ gut während der Ereignisse, wegen der bereits laufenden Nachrüstungen und die Anwendung der Erdbeben Jahre voraus und bietet ein gutes Beispiel dafür, wie man Denkmalpflege mit erfolgreichen seismische Nachrüstung zu kombinieren. Kritische Elemente gewesen sein könnten die mehreren Hochhäusern, die zu schweren Schäden moderaten erlebt, die Nähe zu kollabieren, was oft durch eine große Neigung des gesamten Gebäudes durch Spaltenausfall oder Abgrenzung der Strukturelemente in den unteren Ebenen angedeutet wurde.

Ein weiterer wichtiger Faktor, was zu schweren Schäden verbreitet war Verflüssigung. Ein Prozess, bei dem der Boden beim Schütteln verflüssigt wird, wodurch jegliche Tragemöglichkeit entfernt wird, was zu einer massiven Zerstörung aufgrund der seitlichen Bewegung von Gebäudeteilen und der Zerstörung der Infrastruktur führt.

Verflüssigungs Video von "Spongebob654"

Nahezu alle Vororte entlang des Avon River nahe der Küste und einige Vororte entlang der Strände waren stark betroffen. Schäden wurden vor allem an Wohngebäuden und Brücken beobachtet. Zusätzlich zu den Verflüssigungseffekten verursachte das Schütteln eine breite Sedimentablagerung, so dass einige Stellen mehr als 500 mm nachließen. Zusammen mit der seitlichen Ausbreitung führt dies zu einer erhöhten Gefahr für zukünftige Überschwemmungen und höhere Flussniveaus. Während der beiden großen Erdbeben im September und Februar erlitten mehr als 60-Brücken schwere Schäden, die hauptsächlich auf die Verflüssigung zurückzuführen waren, was zu einer seitlichen Ausbreitung und Absenkung der Ufer führte. In vielen Fällen wurden nicht strukturelle Schäden zusätzlich zu strukturellen Schäden beobachtet, die Schäden an der Wasser-, Strom- und Telekommunikationsinfrastruktur verursachten.

Ein weiterer bedeutender, aber häufig vergessener, schädigender Nebeneffekt waren Steinschläge und Erdrutsche. Während fast aller Hauptereignisse des Erdbebens von Christchurch wurden Steinschläge beobachtet. Viele Vororte von Christchurch liegen an den Flanken der Port Hills, die auf die vulkanische Aktivität der Banks-Halbinsel zurückgehen, die aus Felsformationen mit Basalt besteht. Mehrere Steine ​​mit einem Volumen von mehr als 1m³ fielen die Hügel hinunter und zerstörten fast alles auf ihrem Weg. Da es keinen Gebäudestandard gibt, um Gebäude vor Steinschlag zu schützen, sind sie extrem anfällig, selbst wenn ein direkter Treffer unwahrscheinlich ist.

Ein Stein verursacht dieses Loch in einem Haus!

Ein Felsblock hat dieses Loch in einem Haus verursacht! (AGU)

In einem Beispiel durchquerte ein Felsblock einfach ein ganzes Haus, wobei große Löcher in den Wänden und im Haus unbewohnbar blieben. Der Bluff of the Port Hills wurde für 4-Jahre mit einer Reparaturrechnung in Höhe von 20 Millionen geschlossen. Die Antwort auf die Frage bleibt offen, da mehr als 10,000-Gesteine ​​mit einem Volumen von mehr als 1m³ im Gebiet von Christchurch als instabil bezeichnet wurden. Darüber hinaus führte die Übernahme von Gefahren zu unannehmbaren Baukosten, die in gefährdeten Bereichen zu verlassenen Häusern und Straßen führten. Außerdem führten Klippenfälle in den Vororten von Sumner, Redcliffs und Mount Pleasant zur Zerstörung mehrerer Gebäude entlang der Klippe, wo die Klippen teilweise zusammenbrachen.

3. Wiederaufbau

Bevor der Wiederaufbau stattfand, musste sich die Gesellschaft von Christchurch erst erholen, und deshalb wurde viel Ingenieurarbeit geleistet, um Gebäude schnell zu kennzeichnen und den Menschen mitzuteilen, ob es sicher ist, nach Hause zurückzukehren oder nicht. Ein grüner Tag bedeutet, dass ein Gebäude beschädigt ist, aber betreten werden kann (oder unbeschädigt ist), während ein gelber Tag bereits einen Schadenszustand anzeigt, über den eine eintretende Person Bescheid wissen sollte, und ein roter Tag zeigt an, dass das Betreten des Gebäudes eine Gefahr darstellen kann zum Leben und ist nicht zu empfehlen. Da auch an der Abwasserinfrastruktur in Christchurch größere Schäden zu sehen waren, wurden mehr als 35,000-Chemietoiletten in der Stadt verteilt. Nach den Erdbeben und während des Aufschwungs wurde entschieden, dass etwa 1,100 der etwa 1,600 CBD-Gebäude abgerissen und ersetzt werden müsste, da die Nachrüstung der Gebäude nicht durchführbar war. Von mehr als 300-Brücken in Christchurch hat 63 schwere Schäden erlitten und wird ersetzt. Viele der von der Verflüssigung betroffenen Vorstädte werden in Zukunft nicht bewohnt sein und wurden in rote Zonen überführt (als nicht für den Wiederaufbau geeignet), und außerdem sind viele Orte entlang des Hügels und der Klippen jetzt rote Zonen, in denen keine weiteren Wohnungen erlaubt sind.

Da die großen Einkaufsviertel von Christchurch zerstört wurden, gründete die Gemeinde die sogenannte Re: Start Mall in der Stadt. Eine Ansammlung von Schiffscontainern, in denen Geschäfte untergebracht sind, fungiert als neues Herz der Innenstadt. Die Gegend ist voll mit verschiedenen Geschäften, gastronomischen Einrichtungen und architektonisch angelegt, um eine schöne Atmosphäre aufzubauen. Auch wenn es sich nur um eine vorübergehende Lösung handelt, gibt es bereits Stimmen, die die Re: Start Mall auch nach Abschluss der Rekonstruktion der CBD aufrechterhalten. Heute ist der CBD von Christchurch ein Spielplatz für Architekten. Die Gemeinde steht vor ihrer Verantwortung, die städtischen Funktionen entsprechend umzugestalten und in die Zukunft der Stadt zu investieren. Es wurden neue Baupläne veröffentlicht, die den Bau von Wolkenkratzern verbieten. Ein berühmtes, vorläufiges Ersatzgebäude, das wahrscheinlich einen Teil der Stadt unterhalten wird, ist die Übergangskathedrale, die auch Cardboard Cathedral genannt wird. Sie ist der derzeitige Ersatz für die zerstörte Christchurch-Kathedrale. Es wird hauptsächlich aus Kartonröhren gebaut und ist heute eines der bekanntesten Wahrzeichen der Innenstadt in der Nähe des CTV-Gedenkplatzes.

Die Karton-Kathedrale (Wikipedia Commons)

Die Karton-Kathedrale (Wikipedia Commons)

Die Lehren aus den Erdbeben werden zusammen mit der örtlichen Universität, internationalen Ingenieursfachleuten und Unternehmen genutzt, um neue Technologien für erdbebensicherere Strukturen zu entwickeln. Die Designkriterien ändern, um nicht nur Leben zu retten, sondern auch um zukünftig Kosten zu sparen. Anwendung der Basisisolierung in mehreren großen Gebäuden wie dem neuen Frauenkrankenhaus in Christchurch, das einige Jahre vor den Erdbeben fertiggestellt wurde und die Qualität dieser Technologien unter Beweis stellte. Basisisolierung wird auch in Geschäftsgebäuden wie dem Gebäude von St. Elmo im Geschäftsviertel immer beliebter. Viele weitere Technologien wie spezielle Holzrahmenkonstruktionen und Stahlbetonsäulenuntergestelle wurden entwickelt und werden derzeit in realen Bauten eingesetzt, um den erwarteten Schaden bei der nächsten Veranstaltung zu verringern.

Der gesamte Wiederaufbau wird mindestens für die nächsten 10-Jahre in Bezug auf den vollständigen Wiederaufbau der CBD, das Nachrüsten, Reparieren und Ersetzen einer unermesslichen Anzahl von Wohngebäuden sowie des Wiederaufbaus großer Teile der Brückeninfrastruktur andauern. Daher wird es interessant bleiben, die Stadt in den kommenden zehn Jahren weiterzuentwickeln.

4. In Summe....

Selbst wenn man weiß, dass jedes tödliche Erdbeben eine Katastrophe ist, hat die Erdbebenfolge von Christchurch gezeigt, dass ein angemessenes seismisches Design und Gemeinschaftsarbeit während der Nachwirkungen die Schwere solcher Katastrophen verringern. Aus technischer Sicht wurde das Verhalten der Gebäude der Stadt als Erfolg für die Erdbebentechnik angesehen, da kaum Gebäude zusammenbrachen und sich die meisten Gebäude innerhalb ihrer Entwurfsgrenzen verhalten. Dies macht jedoch die Todesfälle, die innerhalb der wenigen Anzahl von Gebäudeausfällen aufgetreten sind, noch schwerwiegender. Wirtschaftlich gesehen war es immer noch eine komplette Katastrophe, da die meisten beschädigten Gebäude abgerissen und einschließlich der Gebäude mit roten Zonen ersetzt werden mussten. Dies führte zu einer Verschiebung der Gestaltungsprioritäten, um nicht nur in der Zukunft lebensrettend zu sein, sondern auch um die Strukturen zu retten.

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