Beton und Stahlbetonkonstruktionen unter Explosion und Impakt

Abstract

Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit hochdynamischen Einwirkungen auf das Material Beton und auf Stahlbetonkonstruktionen. Zunächst werden die Grundlagen zu den hochdynamischen Einwirkungen Explosion und Impakt kurz beschrieben. Materialien verhalten sich unter diesen Einwirkungen anders als unter statischen Einwirkungen, weshalb auf die Materialmodellierung eingegangen wird. Verfahren der Strukturdynamik können bei Einwirkungen, die lediglich über Millisekunden wirken, gar nicht oder nur in Ausnahmefällen eingesetzt werden. Die sogenannten Hydrocodes sind hier besser geeignet. Anschließend wird gezeigt, wie Stahlbetonkonstruktionen im baulichen Schutz eingesetzt und dimensioniert werden. Um die Anforderungen an die Schutzelemente zu erfüllen, ist die konstruktive Durchbildung von besonderer Bedeutung. Hierfür werden Beispiele aufgeführt. Concrete and Reinforced Concrete Structures Subjected to Explosion and Impact The present paper deals with high dynamic loads acting on concrete material and on reinforced concrete structures. First the explosion and impact events are described briefly. The behavior of materials subjected to high speed loading is different from the behavior under static loads. Therefore concrete material modeling will be shown. Methods of structural dynamics can usually not be applied because high dynamic loads only act over a time period of milliseconds. Therefore a class of hydrocodes will be used. Further the design of reinforced concrete structures which are subjected to explosion and impact is presented. In order to meet the design requirements the corresponding structural detailing has to be considered. Examples will be presented.

Blast resistance characteristics of concrete with different types of fibre reinforcement

“…The arrival of the blast wave creates an almost instantaneous increase from ambient pressure to the peak overpressure and is immediately followed by an exponential decay to ambient pressure [1]. The theory of the high dynamics of concrete structures and failure mechanisms of concrete elements loaded by a blast wave, including simulation methods, are described in [2] and [3]. The propagation of the compression wave during a blast creates strains in the concrete, and where the tensile strength of the concrete is exceeded, fragments are created on the rear of the concrete element.…”

Planar tomography and numerical analysis for damage characterization of impact loaded RC plates

“…In the last years, several correlations have been examined between the impactor properties and the target as well as influences of the test configurations. The influence of shape and deformability of the impactor on the type of impact damage has been investigated by References 1, 2 as well as References 3, 4, and 5 evaluated the behavior of concrete and RC structures under highly dynamic loading. In Reference 6, the local effects of an impact with known boundary conditions were studied.…”

Strukturdynamisches Verhalten von Stahlbetonplatten unter Impakteinwirkung bei variablen Geschwindigkeiten

“…In und sind einige der aktuellsten Forschungen aus dem Bereich Impaktbeanspruchungen dokumentiert. Mit Blick auf die Anforderungen von Stahlbetonkonstruktionen unter hochdynamischen Beanspruchungen wie Explosionen oder Impakt weist Gebbeken et al in u. a. auch auf die Bedeutung der konstruktiven Durchbildung hin und gibt hierzu einige Grundregeln an, die zu beachten sind. Zudem geht er auch auf grundsätzliche Problemstellungen der Modellierung von Impaktszenarien mit Hydrocodes ein.…”