Die Auswirkung von duktilen Anschlüssen auf die Explosionsresistenz lasttragender Stützen

Lasttragende Stützen sind in den meisten Baukonstruktionen vorhanden, sie finden zum Beispiel als Geschoss-Stützen oder als Brückenpfeiler Anwendung. In dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, wie sich die lasttragende Stütze bei Explosion verhält, und welche konstruktiven nderungen im Querschnitt und am Bauteil einen höheren Widerstand gegen die Explosionsdruckwelle herbeiführen. Ausgehend vom einfachen Stahlquerschnitt bis hin zum teil- und vollständig betonierten Verbundquerschnitt, wird der Einfluss des Querschnittsaufbaus der Stütze auf das Widerstandsverhalten untersucht. Dabei wird die Stütze nicht als isoliertes Bauteil betrachtet, sondern installiert in eine flexible Nachbarkonstruktion. Die Weichheit der Anschlusskonstruktion wird mitberücksichtigt. Das Antwortverhalten repräsentativer Stahl- und Verbundstützentypen wird verglichen, die Positionen lokaler Überbeanspruchung werden diagnostiziert, die Versagensmechanismen des Bauteils definiert. Die Fortentwicklung des Querschnittsaufbaus und die konstruktiven Veränderungen am Bauteil stellen einen Beitrag dar zu einer verbesserten Explosionsresistenz der lasttragenden Stützen. Die Studie verfolgt den lokalen Ansatz, in englischer Literatur specific local resistance design approach genannt, indem entsprechend den detektierten lokalen Schadensbildern konstruktive Schutztechnologien entwickelt werden. Bei Stützen, die starr an der Geländeoberkante eingespannt oder wenig flexibel gelagert sind, zeigt sich der Stützenfuß als besonders verwundbar. Konstruktive Verstärkungen sind hier erforderlich, um die hohen Auflagerkräfte ohne lokale Schädigung in das Fundament einzuleiten. Das Potential der duktilen Auflagerbedingung wird untersucht, um durch mögliche Verformung und Energiedissipation die Spannungskonzentrationen am Stützenfuß zu verringern. Konstruktive Lösungen werden erarbeitet, die einen von außen unsichtbaren Schutz gewährleisten, und in Vergleichsberechnungen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit ausgewertet. Für die numerischen Untersuchungen dieser Studie wurde die Software MD Nastran verwendet.