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Die Erdbebengefährdung der Hagia Sophia in Istanbul - Verifizierung und Validierung numerischer Rechenmodelle für dynamische Beanspruchungen

Die Erdbebengefährdung der Hagia Sophia in Istanbul - Verifizierung und Validierung numerischer Rechenmodelle für dynamische Beanspruchungen
Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Gunther Blankenhorn
Prof. Dr.-Ing. Karl Schweizerhof

Projektgruppe:Gemeinschaftsprojekt mit dem Institut für Tragkonstruktionen, Universität Karlsruhe (TH) , Prof. Dr.-Ing. Fritz Wenzel
Förderung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Numerische Modelle und Analysen zur Prognose der Schwingungseigenschaften der Hagia Sophia in Istanbul

Die Hagia Sophia in Istanbul, eines der bau- und kulturgeschichtlich wichtigsten und ingenieurmäßig bemerkenswertesten Bauwerke der letzten 1500 Jahre, war im Rahmen des Projektes „Ingenieurwissenschaftliche Untersuchungen an der Haupt­kuppel und den Hauptpfeilern der Hagia Sophia in Istanbul“ (Prof. Wenzel) Gegenstand umfänglicher Forschungstätigkeiten, sowohl zum Konstruktionsgefüge als auch zum Trag­ver­halten. Ein optimierter Einsatz zerstörungsfreier, geophysikali­scher Untersuchungsmethoden ermöglichte erstmals eine umfassende Aussage zum Bestand und inneren Zustand der tragenden Bauteile, wie sie sich über die Jahrhunderte und mehrere Teileinstürze hinweg bis zum heutigen Tag entwickelt haben. Damit ist eine entscheidend neue Ausgangslage zu einer realistischen Beurteilung des Kraftflusses im Bauwerk gegeben. Für die statisch ruhenden Lasten ist dieses im bisherigen Projektverlauf auch schon weitgehend gelungen. Für die dynamischen Lasten – sprich Erdbeben – steht diese Beurteilung, abgesehen von ersten, mehr qualitativen Überlegungen, noch aus. Dafür sind - für die Erstellung der numerischen Modelle - weitere Untersuchungen im Bereich der Verifizierung, Validierung und Prognosequalität erforderlich.

Das aktuelle, in institutsübergreifender Zusammenarbeit mit Prof. Wenzel durchge­führte Projekt soll in eine methodisch gesicherte Gewinnung numerischer Modelle zuerst zur schwingungstechni­schen Analyse (Eigenfrequenzen) des Gebäudes führen. Die damit verbundene Forschungsarbeit zielt vor allem auf die Analyse und Steigerung der Prognosequalität. Darauf aufbauend erfolgt die Betrachtung der Standsicherheit des Gebäudes im Falle von - die Region Istanbul stark bedrohenden - Erdbeben. Die im Rahmen der bisherigen Arbeit gewonnenen Erkenntnisse zur geometrischen, strukturellen und materialspezifischen Gebäudestruktur und Bauwerks­­beschaffenheit bieten hierbei eine sehr gute Daten­grund­lage und ermöglichen damit eine - gegenüber bisherigen idealisierten Rechen­modellen - wesentlich wirklichkeitsnähere Einschätzung der Standsicherheit des Gebäudes.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden insbesondere auch zur Klärung der Frage beitragen, ob verschiedentlich von Erdbeben-Wissenschaftlern ins Gespräch gebrachte Verstärkungsmaßnahmen an der Kuppel dem Bauwerk dienlich sind, oder ob sie sich - vor dem Hintergrund des denkmalpflegerisch erwünschten Bewahrens der Integrität und Identität des Baugefüges und angesichts seiner jetzt bekannten tatsächlichen Beschaffenheit – vermeiden lassen.

 

 

Hagia Sophia Gesamtmodell
hagia sophia arbeitsmodell
Visualisierung der Gesamtanlage Hagia Sophia Primäres Tragsystem (Arbeitsmodell) Hagia Sophia