Auslegung von Stahlbauten für Sonderlasten

Sonderlasten wie Erdbeben, Anprall oder Explosion müssen trotz ihrer geringen Auftretenswahrscheinlichkeit zur Auslegung von Tragwerken herangezogen werden, da sie mit hohen Schadensfolgen einhergehen können („low probability – high risk“-Events). So ist nach DIN EN 1990: Grundlagen der Tragwerksplanung ein Tragwerk so zu planen, dass keine Schadensfolgen entstehen, die in keinem Verhältnis zur Schadensursache stehen. Gefährdungen können absichtlich herbeigeführt sein (z. B. Terrorismus – Bombenanschlag), unbeabsichtigt entstehen (z. B. Unfallsituationen – Stützenanprall Flurförderfahrzeuge) oder naturbedingt auftreten (z. B. Erdbebenereignisse). Die resultierenden Auswirkungen sind dynamischer oder kurzzeitdynamischer Natur und müssen entsprechend behandelt werden.

DIN EN 1991-1-7: Einwirkungen auf Tragwerke enthält Strategien gegen außergewöhnliche Einwirkungen, um unverhältnismäßig hohe Schadensfolgen zu verhindern. Die Überbeanspruchung einzelner Bauteile oder Bauwerksbereiche muss lokal begrenzt bleiben, ohne andere Bereiche in Mitleidenschaft zu ziehen – ein progressiver Kollaps oder sonstige Domino-Effekte müssen vermieden werden. Stahlbauten besitzen aufgrund ihrer Duktilität und plastischen Energiedissipationsfähigkeit ideale Voraussetzungen, diesen außergewöhnlichen Einwirkungen auf wirtschaftliche Weise standzuhalten.

Ziel der Weiterbildung

Das Seminar bietet eine praxistaugliche Einführung in das Themengebiet der Sonderlasten und einer adäquaten, robusten Tragwerksauslegung. Es wird aufgezeigt, wie ein widerstandsfähiger und redundanter Entwurf unter Ausnutzung der plastischen Reserven des Stahlbaus wirtschaftlich gelingt. Es werden Konzepte zur Vermeidung unverhältnismäßiger Schadensausmaße durch Verhinderung von Domino-Effekten vorgestellt. Konkrete Berechnungs- und Konstruktionsregeln aus nationalen und internationalen Richtlinien werden aufgezeigt und anhand baupraktischer Beispiele veranschaulicht.

Hinweis
Das Seminar ist gemäß der Fortbildungsordnung der Ingenieurkammer Baden-Württemberg und der Ingenieurkammer-Bau NRW (mit 8 Unterrichtseinheiten) anerkannt.

Donnerstag, 28. November 2024

09.00 – 10.30 Uhr 
Stahlbauten unter Sonderlasten (B. Hoffmeister, M. Gündel, M. Pinkawa)

• Sicherheitskonzepte und Schutzziele
• Methoden zur Erreichung der Schutzziele
• außergewöhnliche Einwirkungen (identifizierte /nicht-identifizierte)
• dynamische und kurzzeitdynamische Einwirkungen
• plastisches Lastverformungsverhalten von Stahlbauten
• konzeptionelle Auslegung gegen Sonderlasten
• Robustheit, Redundanz und Energiedissipation
• progressiver Kollaps

10.30 – 10.45 Uhr Kaffeepause

10.45 – 12.15 Uhr 
Erdbeben (M. Pinkawa)

• Grundlagen des Erdbebeningenieurwesens
• Erdbebengefährdung national und international
• Versagensarten und historische Schadensfälle
• erdbebengerechter Entwurf
• kraftbasierte und verformungsbasierte Nachweisverfahren
• Duktilitätsklassen und Kapazitätsbemessung

12.15 – 13.15 Uhr Mittagspause

13.15 – 14.45 Uhr 
Anprall (M. Gündel)

• Schadensfälle und Anprallversuche
• Anprallszenarien (Fahrzeug, Flugzeug, Schiff)
• Anprallparameter
• Bemessungskonzepte für Anprall
• Auswahl und Auslegung von Anprallbarrieren

14.45 – 15.00 Uhr Kaffeepause

15.00 – 16.30 Uhr 
Explosion (B. Hoffmeister)

• Explosionsursachen und -quellen
• Explosionsarten (Detonation, Deflagration) und TNT-Äquivalente
• dokumentierte Schadensfälle
• Widerstandsklassen und Nachweismöglichkeiten
• Modellierung von Druckwellen
• gebäudeinterne und externe Explosionen
• Auslegung mit vereinfachten und komplexen Verfahren