A6 - Verstärkung impaktzugewandte Seite
Verstärkung von flächigen Massivbauelementen gegen Impakt auf der impaktzugewandten Seite
Manfred Curbach / Silke Scheerer (Institut für Massivbau) in Kooperation mit Edeltraud Günther (Professur für BWL, insb. Betriebliche Umweltökonomie)
Um die Widerstandsfähigkeit von Baukonstruktionen gegenüber stoß- oder impaktartigen Belastungen zu erhöhen, wird oft mehr Material angeordnet. Die Erhöhung der Eigenmasse resp. der Gesamtsteifigkeit und Trägheit einer Konstruktion (z. B. extrem hohe Wandstärken bei Bunkern oder Betonsockel vor anprallgefährdeten Stützen) bzw. das Anbringen einer Zerschellschicht (lastzugewandte Seite, z. B. bei gefährdeten Brückenpfeilern) erhöhen den Impaktwiderstand.
Hinsichtlich Ressourceneffizienz bergen diese Lösungen enormes Optimierungspotential. Vorbilder für einen wirksamen Impaktschutz findet man in der Natur und anderen technischen Disziplinen, z. B. Automobilbau. Derartige Prinzipien sollen analysiert und im Hinblick auf eine Anwendung im Massivbau geprüft und weiterentwickelt werden.
Verschiedene Aufprallschichten (von links nach rechts): Dämpfung durch viel Material bei einer Schutz-konstruktion; elastisches, schaumartiges Material der Schale schützt das Innenleben einer Frucht; leichte wabenartige Struktur zur Energiedissipation bei einem Schweller
Für den geplanten Anwendungsbereich fehlt bislang eine systematische Aufbereitung des aus der Natur und anderen Fachrichtungen vorhandenen Wissens. Um dieses Potential nutzen zu können, ist zu Anfang des Projektes der Stand des Wissens umfassend aufzubereiten. Die gefundenen Mechanismen werden auf ihre Anwendbarkeit für energieabsorbierende Verstärkungsschichten für die im Bauwesen relevanten dynamischen Belastungsszenarien bewertet. Darauf aufbauend erfolgen Adaption und Weiterentwicklung von ausgewählten Varianten und deren experimentelle Erprobung begleitet von numerischer Simulation.