(GRS 410) Weiterentwicklung der Analysemethodik zur Berücksichtigung komplexer Lastannahmen bei hochdynamischen Einwirkungen auf Stahlbetonstrukturen

Die GRS führte im Rahmen des vom BMWi finanzierten Vorhabens RS1509 Untersuchungen zu verschiedenen Phänomenen durch, die beim Aufprall von deformierbaren, flüssigkeitsgefüllten, starren oder teilweise deformierbaren Stoßkörpern sowie bei Einwirkung von Sprengstoffexplosionen auf Stahlbetonstrukturen auftreten können. Die sicherheitstechnische Bedeutung der Forschungsarbeiten besteht in der Bewertung der Aussagegenauigkeit von Analysemethoden zur Abschätzung der Auswirkungen bei gezielter Einwirkung auf kerntechnische Gebäudestrukturen von außen. Hierbei wurde an Phase III des VTT IMPACT Projekts sowie der CSNI-Aktivität IRIS_2012 teilgenommen. Im Rahmen des IMPACT Projekts wurde ein Versuchsprogramm zum Aufprall wassergefüllter Projektile spezifiziert, von dem die ersten Versuche bereits durchgeführt wurden.
Einen Schwerpunkt der Forschungsarbeiten bildete die Untersuchung von Aufprall- und Sprengversuchen mit Zielstrukturen aus Stahlbeton. Die Schädigungsmechanismen der Stahlbetonplatten in den Aufprallversuchen (Versuche bei VTT und Sugano-Versuche) umfassen Biegeversagen, Durchstanzversagen, Rissbildung, front- bzw. rückseitige Betonabplatzungen, Penetration und Perforation. In der Auswahl der Sprengversuche lag das Augenmerk auf den lokalen Schädigungsmechanismen von rückseitigen Betonabplatzungen und Perforation. Die numerischen Simulationen zu den Versuchen wurden mit den Rechenprogrammen AUTODYN /ANS 10/ und LSDYNA /LST 14/ durchgeführt. Im Hinblick auf die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus Analysen zu Versuchen wurde der Aufprall von Stoßkörpern komplexer Geometrie auf Stahlbetonstrukturen untersucht. Neben der Simulation des bei SNL durchgeführten Großversuchs zum Aufprall eines Militärflugzeugs vom Typ F4-Phantom erfolgten numerische Studien anhand vereinfachter Stoßkörpermodelle eines Passagierflugzeugs vom Typ Airbus A320 und von Triebwerken des Typs CFM56, die z. B. im A320 eingesetzt werden. Exemplarisch wurde der Aufprall dieser Modelle auf ein generisches Reaktorgebäude untersucht.