• ZIM-Projekt ZF4291802RU8
• Projektzeitraum: 2019 - 2021

Das Ziel des Projekts war die Entwicklung eines leicht zu transportierenden und handhabbaren mobilen Systems zum Schutz der zivilen Bevölkerung bei Veranstaltungen und auf öffentlichen Plätzen gegen Attacken durch Kraftfahrzeuge. Das System ist modular aufgebaut und dadurch flexibel einsetzbar und erweiterbar und somit anpassbar an verschiedenste örtliche Gegebenheiten. Für Fußgänger und Radfahrer, aber auch Rollstühle und Kinderwagen ist das Schutzsystem problemlos passierbar - sowohl im regulären Betrieb, als auch bei einer möglichen Entfluchtung oder Panik. Die Einzelteile werden aus hochfesten Stahlwerkstoffen realisiert, wobei für die Bodenträger Gusswerkstoffe zum Einsatz kommen. So werden auch bei tiefen Temperaturen hohe Zähigkeiten gewährleistet und die Schutzwirkung erhöht. Der Aufbau erfolgt durch das Zusammenstecken und Aneinanderreihen der einzelnen Module. Dadurch entsteht eine Barriere, die eindringende Fahrzeuge am Passieren hindert. Die Lagerung des Systems ist platzsparend möglich und der Aufbau kann durch das geringe Einzelgewicht der Bauteile problemlos durch zwei Personen erfolgen. Die Funktionstüchtigkeit wurde durch einen Zertifizierungsversuch bestätigt.

Moderne Simulationsmethoden ermöglichen eine automatisierte und realistische Abbildung von komplexen Stadtmodellen für mechanische Simulationen. Ziel des Projekts sind Verfahren um terroristisch motivierte Bombenanschläge in urbanen Gebietenmit einer bisher nicht realisierbaren Genauigkeit zu simulieren und zu analysieren. Erstmals werden moderne Simulationsmethoden mit den neuesten und leistungsfähigsten Methodender diskreten dreidimensionalen Städtemodellierung kombiniert um Detonationseinwirkungen realistisch abbilden zu können. Dies ermöglicht eine systematische Untersuchung von exponierten, städtischen Bereichen auf Basis von hochauflösenden dreidimensionalen Städtemodellen. Die Einsatzgebiete der Verfahren liegen in der Risikobewertung und Schädigungsanalysevon Infrastrukturobjekten, in der städtebaulichen Planung, bei der Dimensionierungvon Bauwerken und bei der Unterstützung von Rettungskräften in Notfallsituationen. Aber auch die Thematik von Fliegerbomben aus dem Zweiten Weltkrieg, die nicht an Aktualität verloren hat, wird aufgegriffen. Die Verfahren werden bei Vorkommnissen, wie z.B. in München-Schwabing und Worms, eine bessere Beurteilung der Situation ermöglichen.

Methoden zur probabilistischen Schadensabschätzung für urbane Infrastrukturobjekte. Das Ziel von MAPEX ist die Entwicklung von Methoden zur probabilistischen Schadensabschätzung bei der Bewertung, Analyse und Steigerung des Sicherheitsniveauskritischer urbaner Infrastrukturen bei terroristisch motivierten Detonationen. Hierfür wurden das städtische Umfeld, die Gebäudegeometrie und die Konstruktion genauso berücksichtigt, wie die menschliche Reaktion auf eine Druckwelleneinwirkung. Der Forschungsansatz von MAPEX basiert auf der Bewertung von Bedrohungslagen, vereinfachten ingenieurmäßigen Modellen und modernsten Simulationsmethoden. Das Projekt will einen Beitrag dazu leisten, dass bei Terrorbedrohungen in komplexen urbanen Szenarien mit kritischen Infrastrukturen die Prävention, Vorsorge und Folgenbewältigung unter sozialen und wirtschaftlichenAspekten effektiver durchgeführt werden kann.

Analyse des grundsätzlichen Tragverhaltens von hoch effizienten Verbundstützenkonstruktionen unter Detonationseinwirkungen. Das Forschungsprojekt ist im Bereich Explosionsschutz von Bauwerken angesiedelt und soll einen Beitrag zur Steigerung des Bauteilwiderstandes von Stützenkonstruktionen in Stahl-Beton-Verbundbauweise unter variablen Einwirkungen aus Nahdetonationen leisten. Verbundstützenkonstruktionen ermöglichen bei der Einhaltung von definierten Randbedingungen eine um ein Vielfaches größere Explosionsresistenz bei Nahdetonationen als reine Stahl- oder Stahlbetonquerschnitte. Betrachtet wurden periphere Erdgeschossstützen, die als Primärtragglieder von Tragwerken im Hochbau eingesetzt werden und als besonders exponiert für Terroranschläge gelten. Systemeinflüsse auf das komplexe dynamische Tragverhalten wurden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens grundlegend geklärt und die damit verbundenen Versagensmechanismen wurden identifiziert.

Optimierung von Stützenkonstruktionen unter Nahdetonationseinwirkungen. Der direkte Einfluss von Lager- und Anschlussnachgiebigkeiten und deren Optimierungspotential für den Stützenwiderstand ist noch nicht befriedigend geklärt und wurde im Rahmen dieses Forschungsvorhabens grundlegend beurteilt, denn die Bauteilreaktion wird maßgeblich durch die Lager- und Anschlussausbildung beeinflusst. Darüber hinaus besteht für die hochbelasteten Bereiche am Stützenfuß über die Adaption von Lagerkonstruktionenaus dem Bauwerksschutz die Möglichkeit, gezielte Nachgiebigkeiten zu realisieren. Zur Klärung der Fragestellungen liegt den Untersuchungen ein parametrisiertes Modell des Stützensystems zugrunde. Über die Simulation der Detonation im Luftraum und der Übertragung der Druckwellenbelastung über unterschiedliche Kopplungsverfahren auf das Kontinuum des Stützensystems werden die komplexen Wechselwirkungen berücksichtigt und die allgemeinen Einflüsse zwischen den Parametern können grundlegend geklärt werden. Das Forschungsvorhaben mündete in die Promotion von Dr.-Ing. Stefan Trometer.