Bombenwirkung gegen Stahlbeton und notwendige Schutzdicken
von Ministerialrat Dr.-Ing. O. Speth 1942

Bei der Entwurfsbearbeitung von Befestigungswerken wird der Mangel einer Vorausberechnung der „dynamischen Tragfähigkeit" dieser Bauten, d. h. ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Bombenwirkungen, sehr empfunden, denn ein der statischen Stahlbetontheorie ähnliches Berechnungsverfahren  gibt es noch nicht. Deshalb wurden neuerdings in Versuchen, die der Wirklichkeit angepaßt waren, Größt- und Kleinstwerte von Bombenwirkungen ermittelt, um daraus Gesetzmäßigkeiten abzuleiten, die als Unterlage für Aufstellung einer leicht handzuhabenden, empirischen Berechnungsgrundlage für Bemessung von bombensicheren Bauanlagen in Stahlbeton verwendbar sind.

Abhängigkeit der Bombenwirkung von Bombenart und Auftreffort
In   ihrer   Wirkung   sind   zwei   Bombenarten   zu unterscheiden:

1. Sprengbomben   mit dünner Wandung und großem Sprengstoffinhalt.   Diese zünden bereits beim Aufschlag.
2. Sonderbomben   mit starker Wandung und verhältnismäßig   kleinem   Sprengstoffinhalt.     Diese   detonieren erst nach ihrem Eindringen in den getroffenen Körper.


Bei   Deckentreffern   liegt   die    Zerstörungsarbeit einer Bombe einmal in ihrer Auftreffwucht, die sich durch Ausschlagen eines Trichters äußert, sodann in ihrer Sprengwirkung, die sich in einer Zerstörung (Zerstörungszone) und im weiteren Umfang durch Aufreißen und Auflockern des Betons (Lockerungszone) äußert.

Die Erfahrung lehrt, daß meist nicht Deckentreffer, sondern Treffer unmittelbar an einer Wand oder nicht weit davon entfernt einfallend am gefährlichsten wirken infolge der besonders nahen Lage der gesamten Sprengstoffmenge zum getroffenen Körper. Bei Wänden unter Erdgleiche wirkt der Sprengstoff dazu noch „verdämmt" in erhöhtem Maße. Die Wirkung von Bomben gegen Wände ist reine Sprengwirkung, so daß in diesem Fall der Berechnung die Sprengtheorie zugrunde zu legen ist. Aus den Versuchen lassen die fast vernichtende Wirkung einer Bombe gegen eine Wand über Erdgleiche erkennen.

Auswertung der Versuche für die Ermittlung von Schutzdicken
Für die Ermittlung der Schutzdicken von Decken und Wänden aus Stahlbeton wurden die Ergebnisse zahlreicher durchgeführter Beschußversuche mit Geschossen auf Bombenwirkungen sinngemäß übertragen. Diese Rückschlüsse sind durch Gesetzmäßigkeiten gegeben, denn beide Zerstörungsmittel, Geschoß und Bombe, sind gegen Stahlbeton geschleuderte, mit Sprengstoff geladene Wurfkörper. Die Versuche ergaben ganz bestimmte Werte für die notwendigen Schutzdicken der einzelnen Bauglieder, seien es Decken, Wände über oder unter Erdgleiche oder Bauwerkssohlen, gegen die verschiedenen Bombenarten und -größen. Weiterhin wurden unterschiedliche Werte gefunden, je nachdem die Bomben im Horizontalabflug aus 4000 bis 6000 m Höhe oder im Sturzflug abgeworfen werden. Damit ist dem Entwurfsbearbeiter ein wichtiges Hilfsmittel an die Hand gegeben.
Kriegserfahrungen bestätigten die Richtigkeit der vorliegenden Erkenntnisse. Auch hier wurde die vernichtende Wirkung einer an einer Wand eingefallenen Bombe festgestellt, "während Deckentreffer von Sprengbomben nur gegen die Betonoberfläche zerstörend "wirkten.

Verhalten des Stahlbetons  gegenüber Bombenwirkungen
Es ist abwegig, die Beanspruchungen durch Bombenwirkungen und das daraus sich ergebende innere Spannungsbild im Verbundkörper Stahlbeton vergleichen zu wollen mit statischen Beanspruchungen. Es ist durch Beschußversuche mit Artilleriegeschossen festgestellt, daß für die Widerstandsfähigkeit von Stahlbeton gegen hohe Stoßkräfte die Betongüte mit von ausschlaggebender Bedeutung bleibt; dagegen hat die Art der Bewehrung auf seine Widerstandskraft nur noch wenig Einfluß, wenn die Bewehrung mit einer erforderlichen Mindestdicke, entsprechend der Größe der Wirkungen, den Beton in seiner ganzen Dicke möglichst gleichmäßig nach den drei Raumrichtungen hin durchzieht. So lassen beispielsweise einfache Sprengversuche gegen Stahlbetonbalken, die einmal in der oberen, das andere Mal in der unteren Zone bewehrt sind, kein unterschiedliches Ergebnis erkennen. Auch die Spannweite, einer Decke hat innerhalb bestimmter Grenzen keine Bedeutung.
Bomben verursachen in Stahlbeton außerordentlich hohe Stoßbeanspruchungen von nur wenigen ms Dauer (Stoß durch Auftreffwucht mit nachfolgendem Sprengstoß), wobei der Massenträgheit und der Verformungsgeschwindigkeit des getroffenen Körpers ausschlaggebende Bedeutung zukommt. Dies veranschaulichen deutlich Zeitdehneraufnahmen von Schußwirkungen mit verschiedenen Infanteriegeschosssen gegen eine 5 mm dicke Panzerplatte (260 000 Bilder in l s, aufgenommen von der Reichsstelle für Bild und Film, Abt. techn. Film in Zusammenarbeit mit Prof. Schardin.  So wird z. B. eine Panzerplatte beim Auftreffen eines weichen s. S.- Geschosses, das beim Auftreffen auf den sehr widerstandsfähigen Baustoff vollständig zerstäubt, nur örtlich engbegrenzt aufgeheult, während die übrigen Teile sich weder verformen noch überhaupt in Bewegung kommen. Aber auch beim Durchschlagen einer solchen Panzerplatte durch ein S. m. K.- Geschoß mit hartem Stahlkern wird nur ein örtlich eng begrenzter Teil der Platte durch die Schußwirkung beansprucht. Die starke Kräfte voraussetzenden, örtlich nur ganz eng begrenzten Verformungen werden in beiden Fällen gegen die Massenträgheit der übrigen Teile ausgeführt. Das elastische Arbeitsvermögen des getroffenen Körpers bleibt bei der außerordentlich raschen Stoßeinwirkung unausgenutzt. Daher führen alle Überlegungen und Berechnungen, die mit Hilfe der Verformungsarbeit über Elastizitäts- und Arbeitsgleichungen der statischen Stahlbetontheorie den Spannungszustand im Verbundkörper feststellen wollen, nicht zum Ziel. Die Stoßenergie der Bomben wird hier nicht umgesetzt in Verformungsarbeit des beanspruchten Körpers, sondern wird vernichtet durch den Stoßverlust, der sich in einer örtlichen Zerstörungsarbeit äußert.   Berlin 1943

Auszug Vortrag des Verfassers vor der Berliner Tagung 1942 des Deutschen Betonvereins. Veröffentlichung in: Bauing. Bd. 23 (1942) S. 339 bis 353.
 

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