Traglasten im Stadion

Wie viele Freudensprünge verträgt die Fankurve?

Der Ball rollt wieder. In Russland spielen vom 14. Juni bis zum 15. Juli 2018 32 Nationen den neuen Fußball-Weltmeister untereinander aus. Grund genug einmal aus technischer Sicht auf das Ereignis zu schauen. Diesmal werfen wir einen Blick auf die Fußballstadien. Was muss bei der Planung bedacht werden? Was passiert, wenn tausende Fans die Tribüne zum beben bringt?

Bild: katatonia82 / Shutterstock.com150813_VDI_RL_702x363-V1-T14Vorher wissen, was passiert
Schon bevor ein Tor fällt lässt sich auch die Auswirkung der anschließenden Reaktionen auf das Stadion berechnen. Und zwar schon bevor dieses überhaupt gebaut wird. Denn dass sich durch jubelnde Fans Schwingungen und Erschütterungen ergeben, die einen wesentlichen Einfluss auf die Statik des Bauwerks haben, ist selbst bei der Fußball-Weltmeisterschaft nicht neu. Fußballstadien werden immer wieder gebaut. Sei es zu Großveranstaltungen wie jetzt bei der WM in Russland, oder weil das bisherige Stadion eines Bundesliga-Neulings für ein Heimspiel nicht den nötigen Platz hat.

Bei der Konstruktion von Bauwerken werden alle Einflussgrößen berücksichtigt, die Auswirkungen auf die Standsicherheit des Tragwerks haben. Die absolute Beanspruchungsgrenze wird hierbei auch als Traglast bezeichnet. Gerade wenn ein Bauwerk dynamischen Einwirkungen ausgesetzt wird, müssen die auftretenden Kräfte, die auf die Konstruktion einwirken, so abgeleitet werden, dass es keinen Schaden nimmt und vor allem keine Menschen geschädigt werden. Denn was bringt ein Stadion, in dem man nicht lauthals Jubeln und im Takt hüpfend die Fangesänge zum Besten geben darf?

Jubelstürme erzeugen Schwingungen
Man muss nicht bei der Bundeswehr gewesen sein, um zu wissen, dass man nicht im Gleichschritt über eine Brücke geht. Man muss auch kein Fußballfan sein, um zu wissen, dass man jubelt, wenn ein Tor fällt. Während es bei der Truppe reicht, das Kommando aufzulösen, ist es in einem Fußballstadion unmöglich, den Fans zu sagen, sie sollen nicht gleichzeitig jubeln. So wie hier bei einem Spiel des BVB, bei dem die Fans die Tribüne buchstäblich zum schwanken bringen:

Der Reihe nach das Tor zu feiern würde auch nicht funktionieren, denn das Ergebnis wäre das gleiche: eine Schwingung. Und die setzt sich wie eine La-Ola-Welle über das Bauwerk hinweg. Was im schlimmsten Fall dadurch passieren kann, zeigte sich in der Vergangenheit leider schon mehrmals: Das Station stürzt ein.

Was passiert, wenn sich mehrere Tausend Fans gleichzeitig freuen?
Vor einigen Jahren fanden Bauingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) anhand von Simulationen heraus, dass die dynamischen Lasten der hüpfenden Zuschauer um das Dreieinhalb- bis Viereinhalbfache höher sind als die statischen Lasten. Die Reaktionen des Tragwerks darauf können dann je nach Masse, Steifigkeit und Dämpfung der Konstruktion um das 20- bis 80-Fache größer sein als die statischen Wirkungen. Springt also beispielsweise ein 80-kg-Mann auf der Tribüne herum, belastet er diese mit 240 bis 400 kg. Wenn dies nur zehn Fans miteinander und synchron machen, werden aus ihren 800 kg schnell einmal zweieinhalb Tonnen oder mehr. Und nun stellt Euch doch mal das WM-Stadion in Moskau vor, das über 80.000 jubelnde Fans – im wahrsten Sinne des Wortes – ertragen soll!

Die Fans geben den Takt an
Bei der Planung muss bedacht werden, dass nicht nur die Tribüne in Schwingung geraten darf. Auch die Anwohner müssen berücksichtigt werden, denn der durch Erschütterungen erzeugte sekundäre Luftschall kann deren Wände unter Umständen auch zum Wackeln bringen. Die Richtlinie VDI 2038 Blatt 1 erläutert relevante dynamische Einwirkungen hinsichtlich der Gebrauchstauglichkeit und betrachtet dabei neben denen von Maschinen und Verkehr auch die durch Personen hervorgerufenen. Und dabei gibt es einiges zu unterscheiden, denn die durch Gruppen von Personen ausgelösten dynamischen Kräfte hängen sowohl von der Anzahl der Personen je Flächeneinheit als auch von der Koordination innerhalb der Gruppe ab.

Iris_Lindner

 

Autorin: Iris Lindner
Die Diplom-Ingenieurin (FH) ist für uns in Sachen Berichterstattung rund um die VDI-Richtlinien in den sozialen Netzwerken unterwegs.

Kommentare & Pingbacks

4 Gedanken zu “Wie viele Freudensprünge verträgt die Fankurve?

  1. Vielen Dank für den umfassenden,informativen und gut lesbaren Artikel !
    Beschäftige mich schon länger mit der Problematik (damals u.a. heutige Max-Schmeling-Halle,Bln.) und mich über Kontaktvermittlungen freuen.

    PS: Einziger, unwesentlicher KritICKpunkt^^ : In dem Satz „Bei der Planung muss bedacht werden, dass nicht nur die Tribüne in Schwingung geraten darf.“ fehlt mir ein 2tes ´nicht´.

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