1) Motivation

Im Jahr 1995 starben 168 Menschen bei einem Sprengstoffanschlag auf das Alfred P. Murrah Federal Building in Oklahoma City. Sp?tere Untersuchungen zeigten, dass 80 % der Todesopfer und hunderte Verletzte auf gebrochenen Glasscheiben zurückzuführen sind, deren Splitter sich in Projektile verwandelten. Nachdem die Anzahl der Sprengstoffanschl?ge nach dem 11. September 2001 sprunghaft anstieg, werden explosionsschützende Fassaden verst?rkt von Bauherren gefordert.

2) Explosionsbelastung

Eine Explosion vor einem Geb?ude l?st eine Explosionsdruckwelle aus, die das Geb?ude in Sekundenbruchteilen trifft. Die Explosionsdruckwelle hat einen Druck-Zeit-Verlauf, der schlagartig auf den reflektierten Spitzendruck schnellt, in Millisekunden auf null abf?llt und in eine Unterdruckphase übergeht. Es ist üblich, diesen Druck-Zeit-Verlauf zu einer spezifischen Dreieckimpulsbelastung zu vereinfachen und die Unterdruckphase zu vernachl?ssigen.

3) Planung von explosionsschützenden Fassaden

Aufgabe von explosionsschützenden Fassaden ist es, Menschen im Innern eines Geb?udes zu schützen wenn vor dem Geb?ude eine Explosion stattfindet, sowie Besch?digungen an der Fassade und dem Haupttragwerk zu reduzieren. Wichtig ist hierbei, dass die Glasscheiben im Rahmen gehalten werden und definierte Gef?hrdungs-kriterien (siehe n?chster Abschnitt) erfüllen. Pfosten und Riegel k?nnen durch die Bildung von plastischen Gelenken, Fassadenbefestigungen durch den Einbau von Crashmaterialien, Explosionsenergie dissipieren.

4) Gef?hrdungskriterien

Bevor man sich für technische Ma?nahmen des Explosionsschutzes entscheidet, sollte eine Gef?hrdungs-analyse durch Beratende Ingenieure stattfinden. Diese resultiert i.d.R. in eine definierte Explosionsbelastung, die in x kg TNT in y m Abstand ausgedrückt wird. Um Menschen im Innern des Geb?udes zu schützen, ist es wichtig die Schutzwirkung der Verglasung zu spezifizieren. Es gibt unterschiedliche Gef?hrdungsstufen, die von Anzahl, Gr??e, Aus-wirkung und Position der Bruchstücke nach der Explosion abh?ngen. ISO 16933 definiert Gef?hrdungsstufen für Bauteiltests von Fenstern.

5) Mothodik

Viele Materialien und Komponenten haben ein dehnratenabh?ngiges Verhalten. Meist erh?ht sich die Festigkeit mit zunehmender Dehnrate.

Es gibt unterschiedliche Testm?glichkeiten, um Einflüsse, wie sie unter Explosionsbelastung auftreten, zu simulieren. Bei Freifeldversuchen wird ein Sprengsatz mit definierter Masse TNT in definiertem Abstand vor dem Probek?rper gezündet. Diese Methode ist realit?tsnahe, aber auch sehr teuer.

Im Sto?rohr wird eine Druckwelle am Anfang eines Rohres künstlich erzeugt, die am Ende des Rohres den Probek?rper trifft.

Mit Hochgeschwindigkeitsprüf-maschinen k?nnen Dehnraten-effekte von Materialien und Komponenten getestet werden. Hierbei wird keine Druckwelle erzeugt, die Probek?rper werden
aber hohen Dehnraten ausgesetzt, so wie sie in
realen Explosionsszenarien auftreten k?nnen.