Verbund-Opferzellen zum Schutz von Stützen bei Nahdetonation

Lasttragende Bauteile wie Erdgeschossstützen von Hochhäusern oder Brückenpfeiler, ausgeführt als Verbundkonstruktion, gewährleisten vermehrten Schutz bei Nahdetonation. Opferzellen, die um den Stützenquerschnitt konstruiert sind, schaffen zusätzliche Sicherheit. Sie bewirken, dass die Anströmfläche der Stütze erst bei relativ hohen reflektierten Drücken einreißt - meist an der Geländeoberkante. Untersucht wird, welcher Opferzellenquerschnitt durch Druckverteilung und Energieabsorption einen effektiven Schutz der abgeschirmten lasttragenden Stütze bietet. Außerdem wird der Frage nachgegangen, inwieweit der schichtweise alternierende Aufbau von verformbarem Material geringerer Dichte und von massigem Material hoher Steifigkeit im Opferzellenquerschnitt durch Impedanzfehlanpassung die lasttragende Stütze schützt. Impedanzfehlanpassung führt zu einer verstärkten Reflexion der Schockwellen und dadurch zu einer Reduzierung ihrer Transmission. Eine Schockwellenreflektion innerhalb des Opferzellenquerschnitts wirkt sich folglich günstig auf die zu schützende Konstruktion aus.

Die Ergebnisse veranschaulichen das Schutzpotential und die Wirksamkeit von Opferzellen im Vergleich zu anderen Schutzmaßnahmen wie der Verwendung nachgiebiger Auflagerbedingungen und der Variation des Stützenquerschnitts. Die in Vergleichsberechnungen gewonnenen Erkenntnisse werden in einem Bemessungsdiagramm zusammengefasst. Die Resttragfähigkeit der Stütze wird als Indikator für die Effektivität der untersuchten Schutztechnologien vorgestellt.