Grundlagen des bautechnischen LuftschutzesDeutsche Reich, die über kein·e a~ktive Luftabwehr ver...

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Grundlagen des bautechnischen Luftschutzes Einführung in die Theorie und in die konstruktiven Aufgaben des Schutzes der Bauwerke vor Luftangriffen von Dipl.-lng. Dr. W. Vieser 1 g 3 5 Zementverlag GmbH., Berlin-Charlottenburg 2

Transcript of Grundlagen des bautechnischen LuftschutzesDeutsche Reich, die über kein·e a~ktive Luftabwehr ver...

  • Grundlagen des bautechnischen Luftschutzes

    Einführung in die Theorie und in die konstruktiven Aufgaben des Schutzes der Bauwerke vor Luftangriffen

    von Dipl.-lng. Dr. W. Vieser

    1 g 3 5

    Zementverlag GmbH., Berlin-Charlottenburg 2

  • Vorwort. Al s Einführung .in di e Theorie un d in di e ,konstrutk-

    tiven Aufgaben des bautechnischen Luftschutzes wer-den in vorliegender Schrift ~die ·Grundlagen der Be-messung der Tragwerke und der Ausgestaltung der Bauwer1ke mit Rüc:ksicht auf die besonderen Erforder-nisse des Luftschutzes b~ehandelt.

    Weil die rein bautechnische Seite der Aufgaben de.m Baufachmann be~i dem g.egenwãrtigen Stand der Bau-statik keine Schwierigrkeiten bietet, wurde ~der Frage der Feststellun.g ·der zu beachtenden Wir:kungen und d·er Art ihrer Berüc1ksichtigung das Hauptaugenm.erk ge-widmet. Die zweckmãBige Lõsung der Konstruktions-fragen erheischt die Anwendung der Lehre der Ballistik und der Baudynamik und anderer Zweige der theoretischen und praktischen Physik. Da gerade hierüher in de n .einschlãgi,gen wissenscha·ftlichen W er1ken wenig zu finden ist, 1konnten manche Fragen nur eine'r grundsãtzlíchen Erõrterung unterzog·en werden. Zur Gewinnung einer allgemeinen V orstellung über die not-wendigen Abmessungen der Teile und .der zw.eclk-mãBigen Aushildungsart der ~Bauwelike ·genügen jedoch bereits die geg·enwãrtigen Enk·enntnisse. Die wissen-schaftliche Klãrung einzelner Grundfragen ist jedoch noch erforderMch, .damit der Baufachmann ~die ihm zu-kom·meriden Aufgaben auf dem Gebiete des Lu:ft-schutzes wissenschaftlich einwandfrei lõsen ·kann.

    In diese.m knapp ·gehaltenen Leitfaden ,konnten bei der aus·führlichen Behandlung jene~r Auf·galben, die de.m Baufachm~ann wenig he~kannt sind, die ihm gelãufi.gen baupraktischen Fragen nur kurz erwãhnt werden. Bei dem reichlichen Luftschutz-Schrifttum rein baukund· licher Richtung schien dies ohne weiteres zulãssi.g.

    I m M ã r z 1 9 3 5. De r V erfasser-

  • lnhaltsa.,gabe. Vorw.ort.

    L Luftgefahr und Luftschutz , , . , . , . . . . . IL Stãdtehau, Landesplanun,g und Luftschutz , . . , .

    IIL Aufgaben und Gr.undlagen des bautechnischen Luft-schutzes , , . . . . . . . . . . , . , . . .

    IV, Ballistische ,Grundlagen: a) Allgemeines . . . . , . . . . . , , b) ·GrõBe d er Eindríngung, Ãltere un d neue,re F ormeln e) Kritische Betr.achtungen , . . . d) N euere V ersuchsergehnisse e) Sprengwirkungen . . . . f) Wirkung des Luftdruckes

    g) StoB-wirkung . . . . . h) N ebenw.irkungen , . , , i) Zus.amrnenfassung . , , . . . . .

    V, Bernessung der Bauteile auf die unrnittelbare Ein-wirkung von Sprengbornben . . . . , .

    VL Bernessung der Bauwerke auf ,die rnittelbaren Ein-wirkungen . . . . . . . . . ,

    VIL Konstruktionssysterne von Hochbauten . . . .

    VIII. Bauele.rnente: a) Decken

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    b) Füllwãnde . . . . . . . e) Schutzw·ãnde . . . . . . . .

    IX. Schutz alter Gebãude und anderer Bauwerke . X, Zusarnmenfassung . . . . . . . . . . .

    12 Tafeln. Schrift.enverzeichnis.

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  • l. Luftgefahr und Luftschutz.

    Auf Grund .d er Lehren .des W eltkrieges und d er Luft-rüstungen der meisten Staaten hesteht ·die ~GewiBheit, daB in einem zukünftigen Krieg nicht nur die Kriegs-zone, sondern auch das Hinterland Lu:ftangr.iffen aus-ges.etzt sein wird. Zur Ab1wehr dieser Ge:fahr sind V o11kehrunge:n zu treffen, di e in ihrer ~Gesamtheit als Luftschutz bezeichnet werden.

    ~Der Luftschut1z rüstungsfre~ier Staaten hat eine doppelte A·ufgaibe zu erf·üllen: eine aktive oder mili-tãrische, die darin ib.esteht, .durch Ab·wehrartillerie ·und Luftstreitkrãfte den Angreifer mõ·glichst abzuhalten und zu schãdigen und eine passive oder zivHe, nã~mlich durch SchutzmaBnahm·en, VorsichtsmaBregeln und bau-lich~ Vorkehrungen den Sch!aden, den ein Luftangriff auch bei Vorhanden·sein einer aktiven Luftab·wehr an- ~ richten kann, herab,zumindern. Lãnder, . wie das Deutsche Reich, die über kein·e a~ktive Luftabwehr ver-fügen, müss.en .der Ausgestaltu:ng zivilen Luftsch.utzes ihr bes·o.nderes Augenmer~k wi·dmen. Zu den wichtigsten Aufgahen g,ehõrt die Anpassung der Bau:weise an die Erfordernisse des Luftschutzes, also bauliche Vor-kehrungen auf dem Ge.biete ·des Stãdtelbaues und der Landesplanung, fe.rner :besondere Ausgestaltung der Bauweise sowie die Errichtung von Schutzrãumen.

    ·D,ie W e·ge, die zur Lõsun~g .d er Au~fgab.en des bau-technischen Luftschutzes voligeschlagen wurden, gehen weit auseinander~ Manche .glauben mit einer grund-legenden Ãnderung ·der V erbauung allein das Auslangen finden zu kõnnen, andere fordem vollstãndige Ãnde-rung der Bauweise, ·um ein H·õchstmaB an Schutz zu erzielen. Tatsãchlich wer~den beide Arten von Vor-sorgen in einem wirtschaftlich tra~gbaren A:usmaBe ·ZU treffen se~in.

    Da praktische Erfahrungen f.ehlen, sind viele Fragen offen. Zur Beurteilung der Mõglichkeit eines Schutzes bzw. .der Einschrãn:kung unvermeidlich.er Schãden an Bauwerken muB man vor allem die Kampfmittel .der

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  • Luftwaffe sowie deren Wirkung kennen. Es ist daher auch in diesem Zusam:menhang g.e.boten, so viel üher die Entwicklun.g der Waffentechnik anzuführen, als zur ·Beurteilung ihres Einfluss.es auf das Bauwesen not-wendig erschei:nt.

    Die Luftwaffe be·dient sich der 1Brand-, .der Spreng-und der Gasbomben. Da in dieser Schrift nur Fragen der Konstruktion und .der Baustoff.e un.d .nicht solche des inneren Ausbaues behandelt werden, scheiden Gas-und :Brandlbomb~en aus den ·Betrachtungen aus. über bauliche Vorsorgen ~gegen letztere Arten von Bomlben besteht ein derart reiche·s Schrifttum, daB deren Er-õrterung e:nthehrlich ist und im Hinblic1k auf die not-wendige ~Beschrãnkung in dieser .Schr,ift nicht Platz finden 'kõnnte. Es sin.d daher nur die Wir'kungen der Sprengb·omben zu erõrtern, Da in · erster Linie die GrõBe hierfrÜr maBgebend ist, muB hierüber einiges gebracht werden. Das Ge·wicht der grõBten Bomhen ist von der Tragfãhi,gkeit der Flugzeuge abhãngig, Als Standardflug·zeug ~der leichten Bom:ber gilt derzeit eine Type, deren Tragfãhi~g1keit an B·om.benlast 600 kg betrãgt. Die schweren ·Bombenfliegerver.bãnde be-

    , stehen aus Flugzeugen von 1000 .kg Nutzladung; in Ein-führung begriffen sind in manche.n Staaten solche von 2500 ·kg Lademõglichkeit. AuBerdem bestehe:n ein-zelne Riesenflug~zeuge von noch grõBerer nut~zibarer Tragfãhigkeit. Die Au:fklãrungsmaschinen lbesitzen nur eine Lademõglich1keit von 250 k1g. Beim Einsatz ihrer gesa.mten Luftflotte 1k·õnnten einzelne Staaten in einem einzigen Angr~iff ,B·omb·en ·mit einem ·Gesamtgewicht von etlichen hundert Tonnen abwerfen, ~Einen überschlãgi-gen MaBstah zur Beurteilung der Sachlage ge·winnt man, wenn man sich vor Augen hãlt, daB laut Angahen militãrischer Sachverstãndiger ·zur vollstãndigen Zer-stõrung aller ·Gebãude eines engverbauten Stadtgehietes im AusmaBe von 1 km2 etwa 250 t .Sprengbo·mb~en er-forderlich sind,

    Zur Beurteilung der D·urchschlagskra·ft der Bomben ist auBer ihrem ·Gewicht auch die Kenntnis der Hõhen erforderlich, aus denen dieselben voraussichtlich ah-ge·worfen werden. Auf Grund der bisherigen Ent-wicklung der Luftwaffe und der Abwehrtechnik darf da·mit gerechnet werden, daB bei ·Nachtflügen der Ab-wurf bei guten Sichtverhãltnissen aus etwa 4000 m Hõhe und bei Tagflügen unter U·mstãnden auch aus noch grõBerer H·õhe erfolgen wird. lnfolge der Steige-

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  • rung der LeistungsHihig;keit der Flugzeuge muB man mit Bomhen von einem Einz.elgewicht ibis zu 1000 'kg rechnen. In Amerika wurden bereits Bomiben von 1820 kg Eigengewicht erzeugt. Derartig schwere Bomben werden je.doch nur ·gegen besonders widerstandsfahige Ziele verwendet wer·den. Bei Angriffen auf offene Sta.dte wird man auch bei einer voraussichtlichen weiteren Entwicklung der Tragfahigkeit aus Z·weok-maBigJkeits~gründen bloB mit dem Abwurf von Bomben im ·Gewichte von 50 bis 100 k·g im allgemeinen rechnen müssen, weil h·er·eits eine 50 k1g schwere Spr~e:ngbombe ein vierstõc.kiges Haus gewõhnlicher Bauart bis zum Keller durchschlãgt und nach Explosion der Spreng-ladung das ·Geb·aude zum Einsturz bringt. Durch. die Zahl der Z·erstõrungsherde, die für ein Bombenflug·zeug von 2000 kg Tragfãhigkeit die Zahl 40 erreicht, erscheint die Anwendung solcher Bomben im all~gemeinen aus-reichend und in der Gesamtwir1kung wir.kungsvoller als etwa ·die zweier 1000 k·g schwerer Bomben. Da prak-tische Erfahrun.gen fehlen, stützen sich solche Erwa,g·un-gen auf rohe Schatzungen. Vom besonderen milita-rischen, politischen oder wirtschaftlichen Wert der Zielobjekte wird die GrõBe der anzuwendenden Bomiben bestimmt werden.

    Aus ·dem Um·stand, daB eine 50 k·g schwere Bom.be schon e in gewõhnliches W ohnhaus vollstandig zerstõrt, ist man geneigt zu folgern, daB ein wirksamer und wirt-schaftlich tra~ghar.er Schutz de r W ohngebaude über-haupt ausgeschlossen seL Wie die weiteren ~Darlegungen zeigen werden, ist jedoch ein be.grenzter Schutz erreichhar. Ein Schutz gegen Volltreffer ist bei gewõhn-lichen Wohngebauden freilich nicht mõglich und die Be-wohner ·kõnnen auch in Schutz:k.ellern n ur ge·gen kleinere Bombentreffer geschützt werden.

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  • 11. Stadtebau, Landesplanung

    und Luftschutz. Da die Schãd·en bei enger Verbauung am grõBten sind,

    wer·den vor allem die Stãdte .das Ziel von Luftangriffen bilden. Das Zusammenballen riesiger Bevõl:kerungs-massen .in einz·elnen GroBstãdten und l·ebens·wichtiger Betriebe in riesigen Industriebez.itiken ist also die Haupt-ursache der Notwendigk·eit eines zivile·n Luftschutzes.

    Die Erf.ordernisse eines ·mõ.glichst groBen Luftschutzes :kõnnen am besten .durch Aufloc!kerung ~der ·GroBstãdte, ihre·m planm,ãBigen Umibau un d durch V er,minderung der Baudichte hei Neuanlagen 'Genüge ·geleistet werden. Mit dieser notwendigen Aufloc!kerung stehen übrigens die hygienischen Anforderungen des modernen Stãdte-baues im Einklang. Vom Standpunkt des V etlkehrs hinsichtlich B.elichtung, Belüftung und in bezug auf das Ei.genleben der Menschen ist die Zusam:m~enballung von v·ielen Millionen auf eini.gen hundert Geviert·kilometertí Boden, wie dies in manchen Riesenstãdten der Fall ist, widersinnig. Die enge Verbauung alter Stadtteile hietet Luftangriffen, die es auf die Erzeugung von Pani1k und auf die Aufreiibung der Zivilbevõl1kerung ah-gesehen ha.ben, das den1krbar leichteste Ziel. .Die be-wuBte Auflock.erung der nach neueren stãdtebau-lichen Anschauungen entstandenen AuBengürteln der GroBstã.dte, die Trennung von Wohn- und lndustrie-vierteln zeigen bereits die Vorteile einer weitrãumigen V erbauun.g, ·die :au.ch d en Luftangriffen mõglichst ge-ringe Zielballungen und erschwerte Treffmõ·glichkeiten bieten. Der Stãdtebau und die Landespla:nung werden sich daher k:ünftig mit den Forderungen nach ausreichen-dem Luftschutz der Bevõl.kerung eingehend befassen müssen_

    Diese Auswirkung des zivilen Luftschutzes auf d·en Stãdte1bau und .die Landesplanung wurde lbisher haupt-sãchlich im auslãndischen Schrifttum behandelt. So-

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  • wohl franzõsische als auch italienische und russische Schri1ftsteller haben E.ntwürfe von Stãdteanlagen der Z·ukunft verfaBt und Richtlinien für einen planmãBigen Ausbau angegehen. Wãhrend hinsichtHch d.er Not-wendi,g,keit der Auflocikerung ·de.r Stãdte alle einig sind, so empfehlen die einen Hochhãuser in groBen Ah-stãnden, d.ie anderen hinge·gen ·die ·Flachhauweise. DaB di e ·Dichte de r V e11bauung, di e heute bis zu fünfzig un d mehr vom Hundert hetrãgt, künftig wesentlich 1kleiner sein ·muB, ist begreiflich. Die Z·weckmãBigkeit groBer Wiese.nflãchen, P·arkanlagen mit Wasserflãchen, die Notwendig1keit der !besonders gesicherten Anlage von Untergrundbahnen und von Leitunge:n aller Art, von Sam.melschutzrãumen un·d besonderer Schutzvorlkeh-rungen für wichtige ~Gehãude der Militar- und Zivil-hehõrden und anderer õffentlicher ~Gebãude ist kiar. Die Form der Bandstadt dürfte diesen Bedürfniss-en am hesten Rechnung tragen.

    Der Landesplanung als rationeller Raum:w.irtschaft eines Landes im R·ahmen der Gesamtw,irtschaft des-selben erwachsen zweifellos .groBe Auf.gahen hei der V erfassung d.er Flãchenaufteilu:ngsplãne, Fluchtlinien-plãne und der V·er~kehrsstrãnge, sowie ibei der Sanierung der regellosen .Steinhaufen groHer ·Stã·dte u .. dgl. ·mehr. Ihre wesentlichen ·Grundlagen we.rden aher neue IBau-vorschriften bilden müs·sen. Selbstverstãndlich kõnnen alle stã.dtehaulichen ~orsorgen erst nach Ausatiheitung der R~ichtlinien und gründlicher ·Klãrung aller Fragen nach und nach v:erwi~klicht w·er·de:n, :was ~den Vorteil hat, daB die Vorschriften dem jeweiligen Stand .der An-griffstaktiik und der Abw.ehrtechn~k angepaBt werden kõnnen. Vom Standpunkt der Volks·gesundheit sind die hesonderen Erf.ordernisse ~des zivilen Luftschutzes an Wohnstãtten, Sie·dlungen und ige·we:rtblichen Anlagen all.er Art siche.r nur zu hegrüBen.

    \Ttorschlãge, wie sie in .dies·er Hinsicht von Mariani oder Vauthier gemacht wurden, kommen als undurch-führb~ar und unzwec.kmãBi·g nicht i:n Betracht.

    Auch eine vollstãndige Auflõsung der .Stã·dte wãre unpra:kt.isch; vom Standpunkt des V er1kehrs un d d er aktiveh Ah·wehr überdies unzweckmãBig. Am ehe-sten dürfte die von den Russ.en vorgeschlagene Form der Bandstadt sowohl den Forderungen d·es Luft,schut·zes als auch allen wirtschaftlichen, v.er;kehrstechnischen Erforder.nissen entsprechen. Neu erbaute Stã·dte in RuBland sollen diesen G.rundsãtzen ber·eits entspr.echen.

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  • ,Jn England wurde kürzlich ein Stãdtehaugesetz er-lassen, das den Forderungen des Luftschutzes weit-gehend Rechnung trãgt. In Frankreich ·werden ·gesetz-liche MaBnahmen zur schrittweisen Umsiedlung der Schwerindustr~ie von den Stãdten aufs Land erwogen.

    Derartige einzelne MaBregeln 1kõnnen unbeschadet des Umstandes1 daB viele Fragen des bautechnischen Luft~schu.tzes noch ofJen sind 1 getroffen werd.en. Zur Lõsung ·de·s Gesamtprolblems 1 also für die Landes-planungf sollte j.edoch zuerst in d·en Einz·elheiteQ1 die dab.ei herüc~ksichtigt werden müssen1 võllige Klarh~eit herrschen. Bevor also stã·dtebauliche Aufgaben gelõst werdenf müBt.en über die zwec.kmãBige GrõBe 1 H~õhe 1 Abstand. und Aus.führungsart d er verschiedensten G·e-bãude für Wohn- oder Õ'ffentliche Zwecke, sowie für Industrie- un d V er,kehrsanlagen un d deren konstru.ktive Durchhildung Anhaltspunkt.e ge~wonnen werden. Da die Wir.kung von Bombentreffern bei G~oBa.ngri'ffen Ele,menta~katastrophen gleichlkommt1 wird die B·edacht-nahme auf die Erf.or•dernisse cles Luftschutzes im ~Bauwesen dieses eibenso beeinflussen 1 wie dies in Erd-bebengebieten in den l~etzten drei Jahr,zehnten ber.eits der Fali war. Die Katastrophen von Messi:na, San Franzis,ko und J,o:kohama waren be1kanntlich von grõB-tem EinfluB auf die h·esondere AusbHdung •der Bau-weise. Ã.h:nlich wird auch durch V ~rwendung feuer-sicherer ·Baustoffe und ·widerstandsfãhiger Konstruk-tionen, geeignet.er Bauform~en und zweckentsprechender Bauweisen der Sachschaden, der durch den .AJbwurf von Fliegerbom.ben aller Art entstehen 1kõnnte, ver-r~ingert werden kõnnen. Hierbei kommen naturge.mãB nur solche Vo11kehrungen in 1Betracht, ·die wirtschaftlich tragibar oder w.eni1gstens d em W ert un d d er Wichtigikeit des be·sch.ützten Bauw·er1kes ange~messen sind. Das Aus-maB des durch besondere Ausbildung der Baulich:keiten, durch Anordnung von Schutzdedk.en, splittersicheren W·ãnden und bomhensicheren Schutzrãumen vermehr-ten Schutz.es wird demnach verschieden se.in m~üssen .

    . In~wieweit derartige Vorsorgen pra1k.tisch durch~führhar sind, werden die weiteren Erõrterungen zei.g.en, die sich mit den der Bautechni'k zufallenden Aufgaben befassen.

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  • 111. Aufgaben und Grundlagen

    des bautechnischen Lultschutzes. Will man irgendw·elche Baulichke.iten g.egen be-

    stimmte Kraftwir:kungen standfest machen und die von ihnen umschlossenen Rã·ume vor den Wirkungen der Sprengbomben schützen, so muB m.an Art und ~GrõBe der Einwirkung kennen. Wãhren.d das· Schrifttum reichlichst versehen ist mit Erlãuterung.en üher Bedeu-tung und V erwendung der Flugzeuge un d ihre Leistun.gs-fãhig~keit, dring·en nur selten Nachriçhten über · V er~ suche :mit Ab~wurfbomhen in die õffentlíé.hkeit.

    ·Bei der ·geschilderten Sachlage er·g~bt sích dje Not-wendig,keit, ãlter.e v.ersuchsergebn.isse uud Forschungen .zur Behandlung der verschiedenen A11fgaben heran-zuziehen, um Anhaltspunkte für die Beurteilung der GrõBe .der Au:ftreif- und Sprengw~kung und damit für die notwendig.en Aibmessungen der Bauteile zu ge-. ·wtnnen.

    Die Zerstõrungsar.beit/der Bomhen beruht in ihrier Auftreffw·ucht und in der Sprengenergie. Die Alliftreff~ wucht · :íst maBgehend für die E.indríngungstiefe de·s Bombenkõrpers in das Ziel, wodurch auch õrtliche Zer-trü.mmerungen eintreten, díe jedoch bei Fliegerbomben kleiner sihd als .die z,erstõrende Wirkung der Spterig-ladung. Dies ist darauf zurüokzuführen, daB die Auf-treffgeschwindig.keit der Fliegeribomhen bei Ab,wurf aus 4000 his 6000 m Hõhe 250 b,is 350 m in der Sekunde betrãgt, die Spr·engladung jedoch etwa die Hãl,ft·é 'des G·e·wichtes besitzL B·ei den Sprenggranaten der Artillerie, deren Sprengl,adung nur ein Sechstel· bis ein Achtel des GeschoBgewichtes betrãgt, deren Endgeschwindig-keit jedoch wesentlich grõBer ist, üiberwiegt daher ·w,eit~ aus di~e Wir:kung der AuftreJfwucht. Wãhrend das Eindringen der 1Bombe infolge ihrer Auftreffwucht je nach der Beschaff.enheit des Zielikõrpers eine Verdran-gung, Zertrümmeru:ng oder ibei Eindeckun·g.en und

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  • Wãnden ein Durchschlagen hervorruft, hat die Spreng-w~irkung auBer einer Zerstõru:ng in einem gewissen Um-kreis (Zertrüm·merungszone) auch noch eine Anzahl Nebenwirkungen. Sie lbesteh·en in dem.Luftdruck, den die Sprenggase hervorrufen, den im Boden oder im :Bauwerk sich fortpflanzenden Schwingung.en des SprengstoBes und in der Splitterwirkung de·r Bomhenhülse. Durch die Zerstõrung des Zielgegenstandes entstehen Trümmer, die weitere Zerstõrung.en an henachharten Kõrp·ern nervorrufen kõnnen. Ebenso kõnnen die einstürzenden Teile eines G.ebãudes weitere Schã.den verursachen. SchlieBlich wãre es noch mõglich, ·daB die Spreng.gase Brãnde ent,fachen, ge.gen welche ~dies~e~ben Vorsorgen zu treffen sind, wie ·ge.gen }:3raridbomhen. Die mechanischen Wirkungen der Sprengiboníben werden in der Folge der

    . Re·ihe nach im einzelnen genauestens unter,sucht ·werden. Bevor j·edoch hierauf eing.egange.n wird, muB nochmals bemerkt werden, daB im allgem·einen unsere Kenntnisse über die GrõBe und Art der Wirkung der Spreng-bomlben sehr lückenhaft un d unverlãBlich sind. W ohl sind MaHzahlen über die GrõBe der Eindringun:g von Artillerieg.eschos·sen S•OW•Íe auch einige neuer.e Daten, die sich auf Fliegerbomben heziehen, ferner Angaben über den Inhalt der Zertrüm,merungszone von Spreng-ladungen bekannt, dagegen wissen wir jedoch ~fast gar nichts über die Grõ~~ der auftr.etenden Luftdrücke, die Durchschlags,kraft der Splitter und über ·die Fort-pflanzung des SprengstoBes in Bauwe:tken. Auch der EinfluB der Zeit auf den Ablauf der Kraftwir,kung.en, die GrõBe des Formãnderungswiderstandes der Bõden, das Verhalten von ·Bauwerken unter den StoBwirkungen auBerhal'b der Zerstõrungszone sind noch wenig oder gar nicht erforscht.

    Bei dieser Sachlage wãre es für den Baufachmann am zweckmãBigsten, wenn er sich nicht mit den schwieri)gen Einzelheiten zu ibefassen hãtte und ihm einfache Regeln oder Formeln ang.egeben werden kõnnten, gemãB welchen die Bauwerke zu entwerf.en und die Ab-messungen von Deeken oder Mauern ge·gen die Wivkung von Fliegerhomhen ·zu hemessen wãren. HinsichtUch der ·Bemessung von Deckenstãrken ist man auf die Er-gebnisse einiger neuer·er V ersuche des Auslandes mit Fliegertb·omben an.gewiesen, die jedoch unter U·mstãnden stattfanden, die eine un.mittelbare Nutzanwendung er-schweren. Da sich die Angaben überdi·es ausschlieBlich auf ·die beiden Hauptwit,kungen von Geschossen, nãm-

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  • lich auf die Auftreffwucht und die Sprengenerg.ie be-ziehen, sind sie fúr das Zivilbauwes~en von geringerer Bedeutung, weil, wíe früher ber·e,its erwãhnt, eín Schute; gegen Volltreffer in gewõh:nlichen Hochbauten nie er-zielt werden lkann, Bei der Herstellung hombensicherer Rãume )kõnnen die Lehr~en des Kriegsbauwes~ens ange-wendet werden, Für den Entwurf und die Bemessung von Bauwerken stehen dagegen derzeit dem Baufach-mann keinerlei einfache Regeln zur V er&ügung, weil di e wissenschaftlichen Grundlagen hierfür erst aufgestellt wer-den müssen,

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  • IV. Ballistische Grundlagen.

    a) Allgemeines: Die Erforschung der heim Auftre·ffen von Geschossen

    oder Bomhen auf feste Korper und der nach der Zün-dung der Sprengladung eintret.enden Wirkungen gehort zu den Aufgaben der Ballistik. lm Lehrhuch von Prof. Cranz finden sich zur Bestim:mung ·der GroBe der Ein-dringung auBer der Jast hundert Jahre alten Formel von Poncelet (1839) nur die neueren Formeln von Petry (1910) und Vallier (1"913). Zur Bestim·mung der GroBe der Eindr.ingung von Geschossen st.ehen daher nur ãlter~e, aus d er Vorkrie·gszeit sta.mmende F ormeln zur Ver-fügung. Das gleiche gilt auch hinsichtlich der not-wendigen Stãr:ke von Panzerungen. über das Verhalten von FHegerbomben finden sich in den Lehrbüchern ke,ine Angahen. Auch unsePe Kenntnisse über die GroBe der Sprengwirkungen wurden se~it Jahrzehnten kaum mehr bereichert. Zur Ber.echnung der erforderlichen Spreng-ladung oder der GroBe des Sprengtrichters stehen nur empirische Formeln zur Verfügung.

    Angah.en über die GroBe der Eindringung von Fliegerbomben verschiedenen Gewichtes in Erdreich und üher die GroBe der Sprengtrichter im Boden und in B.efonplatten finden sich lediglich in einer Abhandlung des Majors Justrow und in eini:gen auslãndischen Auf-sãtzen. Diese wenig~en Beoühachtungs.ergebnisse genügen nicht zur Gewinnung einer wissenschaftlichen Grundlage für die Bemessung von Bauwet1ken. Si.e konnen ledig-lich zur überprüfung .der Brauchbarkeit ãlter·er Formeln oder zur unmittelharen Festlegung der Stãrke von Erd-deckungen und von B.etonplatten V·erwendet werden.

    Obwohl v.iele Beobachtungen bei den Abwurfübungen aus Flug.zeugen g.esamm~elt werden konnten, sind nur die in Aberdeen gemachten Beobachtungen in die õffent-lichkeit gedrungen. Bei den erwãhnten V·ersuchen wurden jedoch kr~iegsmãBige Bomben verwendet und beziehen sich daher die bekanntgegebenen Angaben auf

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  • díe Gesamtwírkung der Bomben. Wãren übungs-bomben (ohne Spr·engladung) verwendet wor·den, so hãtte man Angahen über deren Eíndríngen ínfolge der Auftre~fwucht allein sa,mmeln :kõnnen.

    In Ermangelung ande·rer Ang.aben müssen also Rüc~kschlüsse aus ãlter.en, artíllerístischen Erfahrungen mit Granaten auf Flie,gerbom\ben gemacht werden. Hierbei ist zu beacht~en, daB ·die Form der B·omben eíne wesent-lich andere ist, als die der ·Granaten. Da, wie erwãhnt, nur ãltere Beobachtung.e.n ,bei der Bestimmung der Fest-werte der angegebenen Formeln verwendet wurden, so gelten diese nur für dí·e damals verw,endet.en GeschoB-formen, also für G.eschosse kleineren Kalib.ers und ge-ringerer Quersch:nittsbelastung. Eíne unmittelbare An-wendung auf schwere Flie·gerbomben ~ist ·daher eigent-lich nícht zulã·ssig, muB a\ber in Ermangelung neuer,er Forschungen g·eschehen. Ferner ·sind die vor vielen Jahren für verschiedene ·Boden- und Mauer,wer,ksarten erhohenen Festwerte n ur mit V orsícht verwerthar, weil die Bescha:ffenheit des Zieles durch ·die kurze Bez.eich-nung in vielen Fãllen nur ganz all~ge.mein gekennzeich-net ist. überdies fehlen unter den Erfahrungswerten naturgemãB Zahlenangaben für die neueren ~Baustorf.fe, wie hochwertigen Beton, Eisenb·eton und die neueren StraBendec.k.en. Be·denkt man weiter, .daB für den vor-liegenden Zwec1k das Eindringen in feste Kõrper unbe-schrãn1kter A;bmessung.en erst in zweiter Linie :in Be-tracht ~kommt, weil vor allem die notwendig·e Stãrke von D.ecken über Hohlrãumen interessiert, so erk·ennt man, daB für die bautechnisch wichtigen . Aufgaben For.meln fehlen. lnsolange die BalHst~ik uns keíne mathematisch streilge Lõsun.g des Prob'lems zur Ver-fügung stellt, müssen wir notgedrungenerw·eise uns mit den V'e.ralteten Formeln begnügen. ·

    b) Grõ.He de r Eindringung: Ãltere und n~euere Formeln.

    Poncelet hat im Jahre 1839 für ·díe ·GrõBe des Wider-standes die Beziehung W == R2 n (a + b·v2) angenommen, aus der sic'h für díe Tief~e der Eindringung dí.e formale

    p Lõsung S == --------------~2----~ lognat (1 + lh/a · v2) (1) ergibt. 2bgR nt In diesen Formeln bedeutenP das GeschoBgewicht in kg~ S die Eindringungstiefe in m, g die Erd:heschleunigung in m/sek2 , i einen Festwert abhãngig von der Form des Geschosses (ungefãhr 1) v die Auftreffgeschwindig~keit in

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  • m/sek, R den Halb.mes·ser des G·eschosses in m und a und b Festwerte, die ~ahhãngig sind von der iBeschaffen-heit des Zielkõrp.ers. Die Zahlenwerte für a und b enthãlt Zahlentafel 1. Die in der dritten Spalte angegeibenen W erte wu.rden vom Verfass~er s·elbst iberechnet. Wie man sieht, sind ·die Festwerte in der von der Ge-schwindig;keit abhãngigen Fu11lktion für alle Mau.er-werksgattungen diese'lben, was- ·hei ·der sonst .groBen Verschiedenheit der Zahlenwerte au~fãllt. Di·eser Um-stand wurde, wie wir spãter se'hen werde:n, 1bei de.r Auf-stellung de r neueren F ormeln herüCiksichtigt. In de r angege.benen Form sagt diese formale LõsU:ng dem Tec.hnirk.er sehr wenig. Dies He·gt vor allem in .dem Umstand, daB die verwendeten MaBeinheiten von dem in der Festig·k,eitslehre gebrãuchUchen abw-eich.en. Ein viel klarer.es Bild erhãlt man sofort, wenn man mit Hilfe der a.ng.egebenen Festwerle die GrõBe des sp.ezifischen Eindr~ingungswiderstandes ermittelt und diese nicht in kg/m2 , sondern in \kg/cm2 an.gibt. Man erhãlt dann für di·e Gesamtgesch:windig~keiten v== o ru.nd v== 280 m/sek, ·di·e in de r· Zahlentafel 2 angeg.eb~enen spezifischen Ein-dringungswiderstãnde in kg/cm2 GeschoBquerschnitt. Man erkennt nun ohne weitere·s, .daB der E.indringungs-widerstand ,in einer 1Beziehung zur Druckfestigkeit der Mauerwer1ksarten und zum Formãnderungswiderstand der Bodenarten steht. Es .ist kiar, .daB dieser Wider-stand nic'ht mit der Würfelfestigik,eit des betr~eff,enden Kõrpers identisch sein kann, weil es sich physi~kalisch um ein_e Intensitãt handelt, deren GrõBenwert von de.r Geschwindigkeit der Einw;ilikung ahhãngt. Da überdies nur ein .kleiner Tieil des Ziel'kõrpers unmitt.elbar be-ansprucht wird, wür.de auch bei ruhendem Druck der bezo.gen~e Widerstand ein Vielfaches der Würfelfestig-keit erreichen. Im Hinblíck auf dies.e Tatsache sind die in ·der Zahle.nta'fel angege.ibene:n speziHschen Ein-dringungswiderstãnde in sprõde Stoffe k~eineswegs un-gewõhnlich, da si·e ~im Falle v== o etwa das Vierfache der Wür.fel·festig1keit betragen: Auch .~n kohãsionslosen oder bildsa·m·en ~Bõden ergeben sich spezifische Wider-stãnde von einer GrõBe, die dem rechnungsmãBigen Spitzenwid-erstand ·gera.mmter Pfãhle ·entspricht. Diese Tatsache deutet auf :g.ewisse Zusa:mmenhãnge hin, -die jedoch erst wiss·enschaftlich erforscht werden müssen.

    Aus den angegebenen F.estwerten der Ponoelet'schen Lõsung_ geht weiter hervor, daB der rechnungsmãBige Widerstand im Mauerwerk nur verhãltnismãBig wenig

    18

  • zunim·mt bei V ergtõHerung der Auftreffgeschwindig~keit, wo hinge·g.en beim Eindringen in Bõden diese Steig·erung eine wesentlich grõBer·e ist Bei grõBeren Eindringungs-tiefen in kohãs~ionslose oder bildsame Bõden wird zw·eifellos ein grundsã tzlie:her F·ehler des Poncelet' schen Widerstands.gesetzes .die ~Brauchbarkeit der Formel beeintrãchtigen, weil die GrõBe des Wide.rtandes u.n-abhãngig von dem MaB d.er ~Eindringungstief,e ange-nommen wurde, was zwe,i'~e'llos nur innerhallb ·enger Grenzen zulãssig ist. Wenngleich dieser Umstapd nun bei der Besti·m·mung der ·Eindringungstie.f.en in Bõ.den und nicht in Mauerwerlk od.e.r 'Beton zu 1beachten ist, schien es ge·bot~en, ·darauf hinz~uweisen, da z. B. sich in weichem Boden eine r.echnungsmãBig.e Eindringungsti\efe der Bom.ben von 28 ·m ergibt, was unmõglich ist. Eine einfache Erweiterung des Wi:derstandsgesetzes etwa in der folg·enden Form w== (a +bv2 ) (1 + ct} lieBe diesen Man.gel behebien und würde zu einer b~esser.en forinaleri Lõsung der Auf.gabe führen. B~e~i praktischer B·erech-nung kann man sich jedoch in anderer, einfacherer W eis e lei eh t helten.

    Da man also aus .der Poncelet'schen Formel aus den angegebenen ·Gründen ohnehin nicht erwarten kann, zutr.effende Werte zu e~rhalt·en, erscheint es zweck-mãBig, ·die Formel .für den pr~aktischen Gehrauch zu vereinfachen. Diesem Ge.dankengang 'folgte V a 11 i e r , indem er die F~un1ktion, in welcher ·die Auftreff-gesch.windi~g.keit erscheint, in der W·eise ver·einfacht, daB er sie nur von dieser allein abhãngig macht. Er ersetzt hierbei den in ·der Poncelet'schen Form·el ent-haltenen Be1iwert b/a, der für die verschiedenen Mauer-w·erksgattungen gleich groB ist, für alle festen Kõrper ohne Unt·e·rschied .durch den Mittelwert 50. Die dem-entsprechend vereinfachte Formel lautet bei Zusainm·en-ziehung der übrigen Beiwerte zu einem neuen Festwert

    wie folgt: S = k' Rin lo g ( 1 + ~ ;~~) (2). Hierbei wurde noch der natürliche Logarithmus durch den ge-meinenLogarithmus ersetzt. Diese Vereinfachun$! hat zur Folge, daB der Klammerausdruck nur eine Funktion der G·eschwin·dig·keit v ist. Die genaue GrõBe des Grenzwertes der Endgeschwindigkeit kann in Er-mangelung diesbezüglicher ballistischer U.ntersuchungen nicht angegelben werden. Für .die Abrwurfhõhe von 4000 m nimmt Justrow· 250 m/s~ek an, Stellingwerff hin-gegen 280 m/sek. Die theoretische Endgeschwindig.keit

    19

  • bei Vernachlãssigung des Luftwiderstandes betrãgt in diesem Falle 285 m/sek. l3ezeichnet man ·die Ge-schwindigkeitsfunktion mit F, die Querschnittsbelastung (P: R 2 n) mit pq, so· er·gibt sich die einfache Formel S= k' · pq ·F (3); eine für ·d en praktischen ·Gebrauch sehr bequeme For.mel. An Stelle ·dieser .Schreihweise ve~wendet Stellingwerff die 'folgende S== k" CA (4),

    wobeiC = 1000

    ~2 R)2 ist. Der HalbmesserRistinMeter und .das Gewicht P in kg eínzusetzen; die ·Eindringung S ergibt sich dann in Meter. Die GrõBe A ist gleich dem Logarithmus des Klam.merausdruckes in Formel (2). DieFestwertefür k" sind in derZahlentafel3 eingetragen.

    Eine Vereinfachung der Formel von Poncelet hat auch P e t r y vorg·enommen. In den Lehrbüchern findet sich

    híerfür díe Schreíbweíse S = (2 ~)2 • k'"· F( v) . (5). In

    dieser Formel bedeutet F(v) eine Geschwindigkeitsfunk-tion .. deren analytischer Ausdruck in den angezogenen Quellen s,ich nicht vorfindet, w·eshalb hierfü:r Zahlen-werte für verschiedene Endg·eschwindig.keit·en an-gegeben werden, die unter anderem in der Zahlent~a·fel4 aufgenommen sind. In dieser Formel bedeutet S die Eindringung in m, P das GeschoBgewicht in kg, 2 R das Kaliber in em, k'" einen Stoff-Festwert. Be~i V·ergleich dieser Foif·mel mit der von Vallier angegeb·enen er-kennt m:an, daB die Gesch·windigkeits&u.nktion in beiden F orm·eln dieselbe ist. Da si eh di e ülbrig,en Gr~õBen lediglich durch die verwendeten MaBeinheiten unter-scheiden, ·müssen di e Stoff-Festwerte für die Stelling-werff'sche Schr·eib:weise ·der Vallier'schen For.mel und der Gleichung von .Petry dieselben sein, we.nn F (v) == 10 A ist, was íb·ei Vergleidh der in Zahlentafel 5 auf-genomínenen ,Festwerte mit den in Zahlentafel 3 ent-haltenen si eh b.estã tigt. E s ergibt si eh daher, daB m an sowohl aus der Formel von Stellingwerff wie aus der von Petry die gleichen Eindringungstiefen erhalten muB. Für schwerere Bomb·en mit der Querschnitts-belastung von 0,4 kg/cm2 ergeben sich für 280 m/sek Auftreffgeschwindigkeit aus d en ·drei F ormeln, die in der Zahlenta1fel 6 ang.egebenen Werte. Ein Vergleich der · Rechnungsergebnisse zeigt, daB die Poncelet'sche Formel durchweg viel grõBere Ergeíbnisse liefert als díe neueren Formeln von Petry oder Vallier (hzw. Stelling-'werff). ·

    20

  • e) Kritische Betrachtungen: Die geringe VerlãBlichkeit der wenigen im Schrifttum

    angegebenen Formeln, die auf ,der mathematisch ein-fachen Anna'hme des Widerst.andsg,es~etzes von Poncelet beruhen, lãBt es geboten ·erscheinen, die Vorgãnge bei:m Eindringen eines Gesch.osses in feste Kõrper einer all-gemeinen Betráchtung zu unterziehen.

    Die vom GeschoB geleistete ·Gesamtarb·eit best~eht auBer der lbeabsic'htigten nutzbaren Zerstõrungsar,beit noch aus unvermeidlíchen N·ebenarb~eiten, WiÍe in der F ormãnderung ·des Geschosses vor dem Zerschellen und der Erwãrmung desselhen. ·Die Aufteilung der ge-samten Arb,eit auf die N·utzarb·eit und die Neben-wirkungen hãngt von der Natur des Zielkõrpers ab. Streng.e ·Gesetz•maBigkeiten lieBen sich bisher nicht er-k·ennen; einmal überwie,gt die õrtliche Wirkung (Zer-trümmerung), das andere Mal die Fernwirkung (RiB-bildungen und Schwingungen). Z·wischen der Auftreff-wucht der beím Eíndríng,en zu ·überwindenden Wider-stãn·de lassen sích jedoch Be"Ziehungen aufstellen. Die nutzbare A,ribeit v.erteilt sich auf die Formãnderungs-arbeit, auf die überwindung ·der Kohãsion und der Reihung, sowie auf die Arbeít, ·dí~e zur Beschleunigung der verdrãngten oder abgetrennten Massenteile .nõtig ist. Beim Eíndríngen in eínen durch eine E\bene ab-geschlossenen, sonst unbegrenzt,en Kõrp·er wird im all-ge~meinen sowohl der Umfangs- als auch der Quer-schníttswíderstand zur Geltung komm·en. Bísher wurde gewõhnlich ang·enomm~en, daB der Querschníttswider-stand üherwiegt und allein maHgehend ist, was zu dem Ansatz von Poncelet ge~führt hat, der auch den ver-einfachten Formeln von Petry und ValHer ·zugrunde li e g t.

    · B·ei der geringen Eindringungstiefe von ·Bomben in Beton und anderen festen .Kõrpern ist es naheliegend, auf eine unzulãngliche formelle Lõsung ·durch Inte.gration der Beweg·ungsigleichung zu verzichten und sich mit einer elementaren Gleichung zu begnügen, weil das an-genommene Widerstandsgesetz ohnedies :keine all-gemeine Gültigkeit h~at. Bei Annahme eines im Ver-laufe der Eindringung gleichbl~eibenden, mittleren Widerstandes ergibt sich folgende einlfache Arbeits-gleichung, die aus der Gleichs.etzung der kinetischen Energ~ie und der Eindringungsar,beit hervorgeht:

    Pv2

    2 g-== R2 n S (6}.

    4 21.

  • Bezieht man die kinetische Energie auf die Quer-schnittseinheit, führt also di~e Querschnittsene1."gie eq (eq - Pv2 : 2g R 2 n) (7) ein, so erhãlt man die hõchst einfache. Gleichung eq =w S (8). Durch Versuche wãre dann I.e.diglich der mittlere Q~uerschnittswiderstand w für verschiede·ne Baustoffe und Bodengattungen festzustellen. D.ieser V organg ist um sá eh er zulãssig, als für Fliegerbom:ben bestimmter GrõBe mit ~Gr~enzwerten der Geschwindigk.eit und Querschnittsbelastung bei der Bemessung gerechnet werden kann. Der Querschnittswiderstand betrãgt nach Tournoux etwa 3000 kg/cm2 für Eisenb·eton, was ~recht gut m1it ·den in Tafel 1 enthaltenen Werten in ·Einklang steht.

    Bei plattenfõrmig.en Kõrpern, deren Widerstands-fãhigkeit Jür die bautechl;l.ischen Auf.gaJhen im Luftschutz besonders wichtig ist, dürfte aber wahrscheinlich auBer detn QuérschnittsWiiderstand auch der Umfangswider-stand maBgebend sein. Es dürfte sich ·daher empfehlen, beide Widerstãnde in Rechnung zu ziehen, in welch.em Falle man für ·den G·esamtwiderstand die Beziehung

    W= D: n:· w q + Dn:wu ; S (9) erhãlt. Der Quer-schnittswiderstand wird von der Druckfestigkeit ab-hãngen und beim Eindringen der ~GeschoBspitze wirk-sam sein, wãhrend nach Eindringen des 'Zylindrischen Teiles der Bombe der Umfangswiderstan.d, für dess·en GrõBe die Scher- und Zugfestigkeit maBgehend se,in dürfte, iilberwie·gen wir~d. Drückt man die AUJftreff-wucht in kgm, die Einheitswider,stãnde Wq und Wu in kg/cm2 , das ,Kaliiber ·D und die Plattenstãrke ,s in em aus, so ergiht si eh die folgende Gleichung:

    E. 100 = 1/4 D2 n. Wq ·S +D nwu . S·_§_ (10)_ 2

    Bezeichnet man als lnhaltsenergie die GrõBe

    ev = E :D~ n: (mkgfcm3), so erhãlt man:

    3 (s) 3 (s)2 ev == 200 Wq D +tOO Wu D (1l) Der Aufbau der so erhaltenen Formel entspricht der seinerzeit vón Krupp an.gegeb~en,en Pan:zerplattenformel. Es ·er,gibt sich die interessant~e Tatsache, daB die Exponentensumme von D und von S in beiden Gliedern der Formel (1or die Zahl 3 ergi.bt ~Daraus lãBt sich folg~ern, ~daB ·eine eingliedrig·e empirische Formel beiden

    22

  • Widerstãnden dann ·Rechnung tragen kann, w·enn die Exponenten ·der ~GrõHen D und S zwischen 1 und 2 liegen und ihre Sumine ungefãhr ·gleich 3 ist. Dies trifft bei d er in de n letzten J ahren hãufig angewendeten For~mel von d e M a r r e zu; sie lautet

    2 g E ==- A 2 • D 1•5 • S 1 •4 ( 12). Nach Einsetzen de!f Zahlenwerte von A ergibt sich, wenn S und ,n in em und E in kgm ausge,drückt wer-den dieFormelE == 95. D 1•5 • S1•4 (13). Diese Formel wur~de 'kürzlich von Roug·eron zur ü1b,erprüfung der Widerstands,fãhig:keit der Deckpanz,erstãrken von Schlachtschiffen ge,genüber Fliegerbomben ve~rwendet. Auf die Inhaltsbelastung in ikg/cm3 bezogen, er~geben sich bei Ab,wurf aus 3000 ·m Hõhe für verschie.dene Bombeng.ewichte die in der Zahlentafel 7 ang,egebenen Panzerstãrk·en.

    Eine eingliedrige Formel für Panzerplatten, die auf ·der Querschnittsenergi,e (eq) au.fgebaut ist, gibt ·Krupp in de~r folgenden Form:

    (S )1/3 . D2 n

    (14) eq == 100 S· D an. Da eq ==E : -4

    - ist, ergibt

    sich: E== 100 ~ D513 S413 (15).

    4 Diese Formel entspricht also genau der frnher an-geg,ebenen Be.ditngung.

    Mit der Anführung dies,er im Krie,gsschiffbau ver-wendeten Formeln wur,de he·zweckt zu zeigen, daB .für Sonde.rfãlle auf ~Grund ~einfacher überlegungen b!fauch-bare Formeln aufgestellt werden ,kõnnen, wenn die Be-stim·mung ·der Festwert~e aus Versuchen erfolgt. GI.eich-zeitig wurde ~damit ·ein überblick über die Stãrke der notwendig.en Panz~er~ungen gewonnen und die Mõglich-keit geboten, auch für kleinere tBomben Panzerstãrken zu ermitteln, was auch .zur IBeurteilung verschi,edener unsachlicher oder phantastischer Vorschlã.ge für h·omben-sichere Bauwerke zweckmãfli,g war. Einzelne italfe-nische Schriftsteller ziehen z. B. einen Panzerschutz für be-sonderswichtigeGebãnde u. U.inBetracht. Eine ãhnliche Formel von der allgemeinen Form E= a . Dm. Sm (16) kõnnte auch zur Bestimmung ·der Dic'ke von Eisenb~etonplatten verwendet werden. Aus den Vers·uchen müBte dann sowohl die K·ennziffer a für die verschieden~en s·austoffe als auch die Exponenten n ·und m b·estimmt werden. Sollte sich hierrb.ei ·ergeben, daB m== 2 und n == 1 g.esetzt wer·den kann, so wãre damit gezeigt, daB

    4* 23'

  • unter sonst ·gleichen Umstanden die Plattendic·ke nur von der Querschnittsibelastun.g abhã.ngt. In diese·m F~alle lieBe sich die Gleichung durch Einr.führun.g der Quer-schnittsengergie eq == E: R2 n {17) vereinfachen. Diese Querschnittsenergie 1kann dann unmittellbar ,gleich-gesetzt werden .der Arbeit zur überwindung des Quer-schnittswiderstandes, womit sich die Gleichung eq === w· S (18) ergibt. Auch für den Hal1braum kõ·nnte das M.aB ~der Eindringung, fal'ls es nur von der Quer-schnittsbelastung aibhãngt, ebenfalls ·durch ein~e sehr einfach·e Form·el ausg~edrüdkt wevden, und zwar durch di e Gleichung S ==:k· pq ·F (19). In dieser bedeuten: k eine Kennziff,er, die von .der ;Beschaffenheit ~des Ziel-kõrp:ers ahhangt, pq di e Quersch.nittsbelastun.g in kgjc.m2 , in F eine Funktion der Auftreffg.eschwin:digikeit.

    d) N·euere V ersuchsergebnisse:

    lm Schrifttum des In- und Auslandes ·der let~zten Jahre wurde ohne Angabe der ballistischen Grundlagen die Ei.ndringungstie·fe un d die GrõBe der lbeim ·Durchschlagen von Platten verbrauchten Ener~gie in der ~Reg.el im Wege der zuletzt erwãhnten z·wei einfachen Gleichu:ngen 19 und 18 bestimmt. Für feste ·Kõrp!er, die durch ·eine Eb·ene b~egr·enzt werden, ist also die An·gabe der 'ÜrõBe der Geschwindiglkeitsfunktion und der GrõBe der Stoff-zahl nõtig; für plattenfõrmige Kõrper genügt letztere allein. So verwendet Maj. Justrow in ~einer Abhandlung àie von õsterr. Oberst Nobile de Giorgio aufgestellte ein-fache Fovmel S== k'pq F' (20). In ·dieser bezeichnet pq die Querschnitts:bel,astung in kg/cm2 , k' einen Fest~wert, a(bhã.ngig von der ~B.eschaffenheit des Zieles, .f' eine Ge-schwindigkeitsJunktion und S die Eindríngungstiefe in m. Der Zahlenwert der Funktion F' betrãgt 21,20 für 250m/sek bzw. 26,00 für 350 m/sek Auftreff-.geschwindig1keit. Die ,Kennziffer k' ist für gew~õhnliche Erde mit 1 angen.ommen. Di.ese Voraussetzun.g erleíchtert einen V ergleich de1r Widerstãnde der ver-schie·denen ~Bodenarten. Wie man leicht erkennt, ist auch diese For:m·el im wes~entlichen i~dentisch mit der Formel von Petry, von der S1Íe sich nur durch die Schreíb·weise unterscheidet.

    In einer ande~ren Abhandlung üher die Wi.rkung von Fliegerbomben wírd von P·eres zur ·B·estimmung der GrõBe ~der Eindríngung die einfache Gleichung S == k e verwendet. Man erkennt ohne weiteres, daB sie bloB

    24

  • eine andere Schreib·weise d·e.r vorhin für ·di~e Be~r~echnung des Wi·derstan.des v·orn Platten angeg·ebenen F orm:el 18 darstellt. Sachlich richtiger ist di e ·früher ange,gebene Form eq =w· S. Wãhrend k eine Ver-hãltniszahl ist, deren :Bedeutung in der Sch~reihweise von Peres nicht ohn·e weite.res er,kannt wird, stellt ·w nichts anderes als den mittleren Querschnittswiderstand in kg/cm2 d.ar. In der Zahlentafel 9 sind ,für verschiedene Baustoff.e die von Peres an.ge.gehenen W~erte k und die vom V·erfasse'r ~berechneten Werte w eingetragen. B·ei Betrachtung der Zahlenwerte für die ~GrõBe w er1ke·nnt man ohne weiteres, daB diese etwa fünfmal so groB sind als die Würfelfestig1keit .der a:ng;egebenen Baustoffe bzw. die Tragfãhigkeit der ·Bõden. Für überschlãgige Beurt~eilung e~rgibt sich ·die interessante Tatsache, daB di~e spezifischen Eindringungswiderstãnde von Erde, Beton und Stahl sich wie 1 : 10 : 100 verhalten, . wo-durch etwa das Verhãltnis der ~GrõBenor'dnung ge-kennzeichnet ist. :Beachtenswert ist ferner d~r Um-stand, .das aus .der eingliedrigen Panz.erplattenforme'l von Krupp sich ebenfalls ein spe~zi1fischer Widerstand von Stahl von nahezu gleicher GrõHe, nãmlich von 14 400 kg/cm2 , ergibt.

    Diese wenig,en Zahle.nwerte genüg.en zur Berech-nung de,r beim Durch·dringen ·der Zielgeg~enstãnde ver-brauchten Energie. Die Querschnitts~en·ergie einer 300 kg schweren B.omhe mit 1024 cm.2 Querschnittsflãche betrãgt bei einer Auftreff,geschwindigkeit pro 250 m/se1k 1 300 . (250)2 - 2 2· 9,81 1024- 960 kgm/cm . Die durch eine 10 em starke Eisenbetonplatt~e v·erbrauchte spezifische Ener.gie betrãgt 154 :k·g·m/om2 ; somit durchschlãgt di e 1Bomhe S·echs solche D~eck·en. Da die Querschnittsbelastung einer 12- ·und einer 50-,kg-.Bombe 2/ 3. der Flãchen-belastung eine~r 300-\kg-~Bomhe betrãgt, so ·würden solche Bomben nur vier 10 em stark·e Eisenbetondeck·en durch-schlagen. Die ~Gesamteindringung einer 300 1kg schweren Bomhe ·wãre mit .diese·m Widerstands1we,rt also 60 em; aus der :Formel von P·etry mit k== 0,42, erhãlt man den-selben Wert. Da ~die Würfelfestig:keiten des ~Betons sehr ve.rschieden sind un·d b~ei Eisenbeton überdies die Art der B·ewehrung für die GrõBe des Eindringun:gs-wide~rstandes von groBer Bedeutung ist, sind die ver-schieden~en An,gaben über die 1GrõBe des spezifischen Widerstandes b·egründet. Derartige Berechnungen

    25

  • kõnnen daher vorlãufig nur zur ~G·ewinnung einer all-ge.meinen Vorstellung über .die ungefãhre ·GrõBe ·der erforderlichen .Ab~mess·ungen v·erwendet W·erden. Eine überprüf,ung und sorg~fãltig~e 'Feststellung durch weitere v.ersuche erscheint jedenfalls geboten.

    e) Sprengwirkung:

    Die Vor.gãnge bei der Explosion von Sprengladungen sind bisher noch nicht dera~rt genau erfaBt worden, daB die Aufstellung einer strengen Theorie über die .g·egen• seitig,en Be·ziehungen .der maBg·ehen·den ·GrõBen mõglich wãre. Auch hi·er finden sich in den wissenschaftlichen Le'hrbrííchern nur wenig.e Angalben. überdies r·eichen sie bloB für eine abschãtz·ende Beurteilung der Wirkung aus. W esentliche .F,ortschritte sin d auf diese~m Gebiet seit Jahr~ehnten kaum zu verz,eichnen.

    Cranz gibt in seinem Lehrbuch der Ballisti1k Formeln an, die die Berechnung des Inhaltes des Zerstõrungs-trichters gestatten. ·Die von ihm für 1Bõden angegebene Gleichung besitzt ·d en V orteil, daB 1mit dersel1ben d er Inhalt in Kubi:k·meter sofort aus ~dem ·Gewicht der Sprengladung in ;kg evmittelt werden :kann. Wichtig ist .d~r Umstand, daB in ~dieser For.mel nicht .die Wir.kung .d er Sprengladung allein, sondern im V erein .mit ·der Auf-tref_fwucht angege1ben is~t. In der dies!bezüglichen Gleichung

    J== 0,503 ·m À L (21)

    ist für gewõhnlichen Boden m== 1, für weiche Erde 1,20 und für harte Bõden 0,70 und die Sprengladung. L in ,kg einzusetzen. Die GrõBe À hat für SchieBbaumwolle den Wert 2. Di e Trichtera1hmessungen (Durchmesser d, Tiefe t

    in m) erhãlt man aus d er F ormel J = i~ n d2 t (22). Bei V~erzogerun.gs·zündern, bei welchen das G.eschoB tief~er eindringt vor de·r Explosion, ist der lnhalt des Zerstõrungstrichters 1,4 .mal so groB. Z u b·eachten ist, daB diese Fot"meln für die Wirikung von Sprengg.ranaten der Arti'llerie aufgestellt ·wurden und daB die Trichter-tíe·fe mit ~ des Durchm·essers d an der Oberflãche an-genommen wird. Die mittlere Bõschungsneigung ist dahe.r 1 : 2. Aus den folgenden einfachen Um:formu.ng·en erg·eben sich für ,gewõhnliches Erdreich mit m·== 1 und À · 2, wenn noch d == 2 nt gesetzt wird, die folg·enden Gleichun1gen: 3 / 16 n· (2 nt) 2 ·t== 0,503 · (1) · (2) ·L, hieraus

    26

  • L== 2,35 n 2 t 3 : somit für n== 2, also etwa L== 10 t 3 und damit auch J == L.

    Der Inhalt des Spr·engtrichters in :Ín3 ist gleích dem Gewicht · .de r Sprengladung in· .k g· bei ·gewõhnliehem Boden. Für eine 1000 ikg sehwere Fliegerlbomb,e ergibt sieh heispielswies·e in g.ewõhnliehem 1Erdboden · eine Trichtertiefe von 3,70, ein Dureh.mess-er von 14,80 m und · ein T·richterinhalt von SOO ·m3 • Diese Zahlen stimmen gut überein mit :den von Maj. Justrow an-gegebenen Versuehsergebnissen (si~ehe Tafel 10), jedoeh kei~eswe~gs mit. den von Mariani ang.egebenen B.eob-achtungen von Ab·erdeen (Tafel 12). _

    Für Mauerwer-k úBeton) kann diese F·orm:el riicht verwendet ·werden, vielmehr rfittden sieh in der ange-ge·gebenen Quelle die Formeln J== ,K TÃ L (23) und J~ 1 / 8 n d2 t (24). ·Der Beiwert K betrãgt für Mauerwerk 0,194, für ·Beton 0,035 bis 0,014 · je· naeh de r ·Güte .des sel ben; Â ~dar·f mit 2 ang;enom:men werderl. Zur Berechnung von J ist die Kenntnis ,der ~Eindringungstíefe -erJorderlich; für freiaufliegende · La~dungen versagt somit die Formel (23). · ·

    Es erscheint daher zwee'k·mãBig, ~die bekanrite Spréng-formel L :___ e · d · w3 - (25) zu verwenden, die sowohl für Bõden als aueh ·für Mauerwerk (!Beton)· gílt und auBerde·m für · ,freiliegende Ladungen verwendet wer.den 1kann. ~Es bezeichnet · hierin L ~die Ladung in k.g, w d en Wir,kungshalh:messer · in m, d e in en von der V erdammun.g abhãngigen W·ert un d e ~eine von der Zielhesehaffenheit abhãngige GrõBe. D~er Zahlen-wert von e ist für Er de O, 7, für B:eton 3 bis 5; .·d jst gleieh der Ein4eit bei gut~e1r V erdam·mung un d steigt . his auf vier. bei freier La g e.

    Diese Formel hat weiters den ·Vorteil, daB man-- die Trichterform bereehnen kann. Da das Bõsehungsver-haltnis von der EindrinJgung~stie,fe ablhãngt - also nicht ·Stets 1 : 2 sein .kann -, ist diese Formel zweckmãBiger. Wenn die Lange des ·kürz·esten Wide.rsta.ndes (t) ;kleiner ist als der Wirkungshalb·messer, ~dann entsteht e1in Trieh-ter, dessen Halibmesser (r) geometrisch aus 'der ~Gleiehung w 2 == r 2 + t 2 (bestímm,t werden kann. ~Für ~mittelguten Beton und d == 4, e == 5 und n == 1 ergabe sich aus Formel (25) L==· 56 · t 3 ; für n== 2 dagegen L== 224 · t 3 bei frei auflieg·ende Ladungen.(Bomb·en díe beím Auftr·effen explodieren). 1Bei teílweiser Verdammung ware mit

    27

  • d == 2 bis 3 zu r·echnen und dementsprechend würde der Beiwert kleiner werden. Für n== 2 erhãlt man also

    3

    t= O, 165 v' L für Beton (26). Bei An.wendung ·der For.mel {25) zur Ülb·.erprüfung von

    Versuchser,g·ebnissen zeigt sích eine gut~e übereinstim-mung .. Für eine 1000 k.g sch:were FHegerbo.mbe mit soo kg Sprengladung ·erg.f.bt sich bei einer beobachteten Tricht·ertie·fe in Erde von 3,80 m die Gleicthung SOO == 0,7 · 1 · {3,8) 3 • {1 + n 2) 3/ 2 und damit n== 2,1; somit d== 2 n t== 2 · 2,1 ·t== 4,2 t; d== 16,0 ·m {siehe Tafel 10).

    Nimmt m~an hei Beton, w·eil wenig einge.drungene Bomben wie fre:iauflie·gend wirken, d == 4 an un'd das Verhãltnis r : t == 1 : 1, so ergiht si eh aus F ormel 2S für die gleiche BombengrõBe SOO == 56 t 3 und ·daraus t == 2,1 m bzw. d== 4,2 m, ebenfalls in guter Ülberein-stim:mung .mit den Beobachtungen {siehe Tafel 11). Die Schwi~erig:keit hei Anwendung der Fürmel (25) liegt darin, .daB entweder t b1e:kannt sein oder n angenomtnen werden muB, was nur auf ~Grund reichlicher ,Erfahrung·en mõglich ist. Laut .Beoibachtung·en ist in;folge der ge-ringen Tiefenwitkung n bei Beton 1 bís 2, bei ~Eisenbeton ungefãhr 1 bis 1 ,S.

    Da die praiktische Anwendung der angegehenen For.mel also sch:wie·ri'g ist, weil sie gewisse Annahmen erfordert, die nur der Erfahrene richtig z·u treffen ver-mag, hat man versucht, einfache For·meln Jüz die Ge-samtwir'kung aus Versuchen a(bzuleiten. ·Diesem. Be-dürfnis entspricht die von Romani für Erde ange,geh·ene

    3

    Formel t== 1,22 VI: {27}, aus ,der die Tiefe t in Me.ter er-halten wir,d, wenn man L in kg einsetzt. Für die GrõBe des Halbmessers gibt 1Rümani ,di e Be;ziehung r == t V2 (28) an. Die Sch:wierigkeit, die GrõBe von n == r : t zu schãtzen, wilid also dabei durch Annahme e:ines mittleren Wertes für n umgang·en, was naturgemãB zu Fehlern führt. Eine Nrachrechnun.g der V ersuchsergebnisse von Aberdeen zeigt di.es {siehe Tafel 12).

    Aus den bish·erig~en Darleg·ungen geht hervor, daB dem Bautechniker leicht anwendbare, verlãBliche For-meln zur Be,stim~mung der Sprengwirkung nicht zur V erfü.gung stehen. Formeln de r allgemeinen F orm t :=

    3

    a l/L (29} un d r - n t (30) wãren hierfür am besten geeignet. Aus Versuchen müBten für ·die in Betracht kommenden Bomben sowohl die Zahlenwerte a auch

    28

  • für n für die verschiedenen Bodenarten und Bau-stoffe ermittelt werden. Die,se Zahlenwerte müBten so-wohl für die Gesamtwirkung als auch · für .die Spreng-wirkung allein aufgestellt werden.

    Nur die von Bjelinski ange,gebene Form.el entspricht diesem V·erlangen. Die GrõBe a ist nach seinen Angaben 0,175 bei 'Beton und 0,13 für Eisenbeton; erstere Zahl entspricht ungefãhr dem vom Verfasser für n == r :t == 2 berechneten Wert (0,165).

    Zum AbschluB d.ies·er Darlegungen sei noch auf die von Major Justrow verõfifentlichte Zahlentafel 10 hin-gewiesen. Die Spren·gtrichtertiefe ist h·ei auf ~Bombenlãnge ins Erdreich eingedrungene Flieger~omben ver-hãltnismãBig gering und erreicht nun etwa 0,4 d·er Ein-dringungstiefe nicht explo:dierter aus 4000 m Hõhe abge-worfener B·omben. Die Tiefe der Sprengtrichter ~betrãgt nur lj3 bis % des Durchmessers, was mit der An-nahme von Romani im Einiklang steht.

    .f) Wirkung des .Luftdruc:kes: . Bei der Explosion werden nicht nur in den getroffenen

    festen Kõrpern zersto·rende Wirkungen ausgeübt! sondern es ~entsteht dabei auch eine starke Luftdruck-welle. Die Kenntnis des entstehenden Luftdruc1kes ist für die Bemessung der Gebãudem1auern und Füllwãnde un d damit für ·di e richtige W ahi eines zweckmãBigen Bausystem~s von besonderer Bedeutung. Da nur ganz wenig V·ersuchs,ergebniss·e bekanntge·worden sind, ist man auf diesem ~Gebiet auf sehr unsicher~e Vermutungen und Schãtzu:ngen angewiesen. Selhst ein grundlegendes Gesetz über das MaB des A.b;klingens der Druc1kwelle ist noch nicht gefunde:n. Prot Ru.denberg ·gibt hierfür die 3. Potenz der Entfernung an, wohingegen Berthelot eine Aibnahme mit der 2. Potenz des Ab~stan1des annimmt. Die chemisch-teçhnische Reichsanstalt hat festgestellt, daB 1000 1k·g Sprengladung in ~Entfernungen von 20, 50, 100 und 500 .m vom Sprengherd ·einen Luftdruck von 5, 2, 0,3 und 0,04 kg/cm2 hervorruft. Aus dies·en Ver-suchswerten kann w·e.der das eine noch das andere Ab-nah;megesetz ge:folgert werden.

    Bei dies·er SachlaJge erscheint es unbedingt geboten, durch V ersuche das Abnah:megesetz und .d en Luft-druc:k unrd ·seine Abhãngig,keit von .der GrõBe der Sprengladung sowíe den zeitlichen Ablauf der Luft~ stoBwelle in verschiedenen Entfernungen feslzustellen.

    29

  • Die Klãrung dieser Frage ist 'lliffi so wichtiger, als -davon die Mõglichkeit der Aufstellung von Entwütf,en für luft-schutzsichere Bauten in· allererster Linie ahhãngt. Der nahelie~g~ende Vergleich des LuftstoBes mit dem Winddruc1k ist nicht zulãssíg. ~Denn rbeim Wind ~muB mít langandauernder Wir1ku:ng gerechnet werden, wenn auch einz,elne WíndstõBe vorkommen mõgen. Der GrõBtwert des LuftstoBes hat jedoch nur die Dauer von hund,ertstel Se~kunden, weshalb seine Wír,kung eine võllig. andere ist.

    Wãre ·dem nicht so, dann müBte noch in der Entfer-nung von 100 m von ·der Explosionsstelle einer Spreng-ladung von 1000 kg j'e'der Hochbau einstürzen,,. weil der Hõchstwert :des Drue~kes 0,3 k~g/cm, also 3000 kg/m2 , das Zwanzig.f,ache ,des zur ~Berechnung der Wirlkungen ·des Winddruc'k~es vorgesehen'en. W ertes erreicht. Selbst wenn der LuftstoB nur mit der Quadratw~urzel aus dem Gewicht ~der Sprengstoffm,enge wachsen sollte, müBte au.Berde~m die Wirkung .der Explosion von Oppau eine viel gewaltigere gewesen ·s,ein als heobachtet wurde.

    Es mu.B daher ~aus ~dem Ablauf der LuftstoBwelle eine Er sa tzkraft . herechnet werden, die di e Grundlage de r B·emessung auf .SeítenstoB.druok abgibt. Die Angabe der GrõBtwert'e. des LuftstoBes allein genügt nicht, da. die zerstõrende Wir,kung von der einwirkenden Energie abhãngig ist.

    g) StoHwirlkung: Beim Auftreffen eines Geschos,ses oder einer ,Bombe

    entsteht ein StoB, dessen 'GrõBe von ·der Dauer des Ein-dri.ng'ens und von dem elastischen Verhalten des Zieles abhãngt. Die Explosion der Spr~engladung ruft eben-falls einen StoB hervor. In beiden Fãllen treten im Ziel-kõrper, falls dieser .. den õrtlichen Beanspruchu1igen nicht standhalten kann, Zerstõrungen auf. AuBerhalb dieser Zerstõrungszone pflanzt sich diese StoB:wirkung durch den getroff,enen )Kõrper in seine Unterlage fort und wird durch die auftretenden Widerstãnde gedãmpft. Was nun die GrõBe des StoBes im Treffpunkt anbelan!!t, so ergibt sich dieselbe ohne weiteres aus dem Qtier-schnitt'swiderstand und der Querschnittsflãche der Bombe. Aus der Auftreffwucht einer aus 4000 m Hõhe abgeworfenen 1000 ~kg schweren Bomibe von 55 em Durchmeser ergilbt sich damit auf Beton ein Gesamt-stoB von 3 000 ·ooo kg. In ãhnlicher W eis e er hal t 620 000 kg, wenn man die in Zahlentafel 11 angeg,ebenen

    30

  • Zahlenwerte ·der Auftreffwucht uud der Eindringungs-tiefen verwendet. Beim Auftre-ffen auf weniger wider-stands.fãhigen Beton minderer Güte würde sich die .GrõBe dieser Drüc.ke entsprechend ermãBigen. Aus der Tiefe der ·Eindringung und der mittleren Eindringungs-geschwindigkeit. die in ·erster Annãhe·rung gleich der Hãlfte der Auftreffgesc.hwindigtkeit .gesetzt werden ·kann. kann di.e Eindringungsdauer leicht be:stimmt wer-den. Auf theovetischem W ege kõnnte ~dies . un t er V er-wendung der von Poncelet herrührenden Lõsung

    p --) T == --·---~ arc (vV-~ (31) und dem von ihm R2 n g Vab a hierzu angegebenen Festwerten erfolgen. Ver-wendet man hier:bei für Beton die Stoffzahlen a und b für Kalkfels. so ergiht sich ein~e Eindríng·ungsdauer von 0,017 Sekunden hei einer Quer1schnittsb~elastung von 1 kg/cm2 uud einer Auftreffgeschwindig:keit von 250 mfse.k. Da eine 1000-kg-.Bombe eine Querschnitts-pelastung von 0,42 kg/cm2 besitzt, betrãgt für sie. die Eindringt1ngsdauer in einen 1Betonkõrpei 0,007 Sekun-den. Rechnet man ·di e Tiefe de r Eindring·ung 1mit V er-wendung dieser Zahl und der halh~en Auftreff·geschwin:-digkeit, so ergibt sich eine Eindringungstiefe von 0,875 m, die ungefãhr ·den Versuchsergebnissen ent-~pricht. Man. erkennt daraus, daB ·die V erw.endung der aus einer ·formalen Lõsung der Aufgab·e stammienden inathemat:isch strengen For.m·el für die Eindringungs-dauer ·unnõtig ist, un~d ·d er vorh'in angegeibene W e g für praktische Bedür.fnisse ausreicht. Aus der ·GrõBe :di~eses StoBdruckes ergibt sich mit Bedachtnahme auf ·die Leh-ren der F~estig;keit, .die Be,m·essung des Querschnittes ae1s getroffenen ~B,auteiles.

    Schwieriger als die Ermittlung des StoBClruckes beim Aufschlag ist .die Feststellung des durch die Spr·eng-wirkung hervorgerufenen StoBe:s. Anhaltspun1kte hier-für lieHen sioh aus ~der 'B·erechnung der Geschwindigk,eit der Spr.engstüoke der GeschoBhülse und aus der daraus à~bgeleiteten lotrechten Aufprallgesch,win,dig,keit gewin-nen, wenn man etwa anni,m·mt, 1daB die Ha'l.f~te der Ge~ ·schoBteile nach unten geschleudert wird. Da über ~die mechanische Arb·eitS'fãhigkeit der Sprengladung nur ungefãhre Vorstellungen bestehen, ikõnnen solche spe-kulativen Betrachtungen nur da:.zu dienen, einen unge-fãhren Begriff über die GrõHe der auftret'enden ~Krãfte zu gewinnen. Für die mechanische Wirkung von 1 kg

    31:

  • Sprengstoff ergibt sich auf diese Art eine Zerstõrungs-arbeit v·on 15 mt. Aus einer derartigen Betrachtung geht hervor, daB der bei der Explosion von Flie~gerbomhen entstehende StoBdrucik. .den der Auftreffwucht wesentlich üb·ertrifft, ·wohing·egen 1für ArtiUetire~geschosse das Urngekehrte der Fali ist, wie Jrüher erwã:hnt wurde.

    Die infol~ge des StoBes in einem Hochibau .auftreten-den Schwinguogen kõnnen unter der Voraussetzun.g, daB das Tragwerk ·den StoB noch elastisch aufnimmt, also keine bleibenden Formãnderungen eintreten, auf ·Grund der Lehre vom StoB und der Schwingungstheorie be-rechnet w·erden. Die Grundlagen hierfür sind im Lehr-buch der Physik von Müller-Pouillet und in der physi-kalischen und technischen Mechanik von Auerbach-Hort zu finden. Die Durchführung einer derartigen Be-rechnung setzt das Vorliegen eines in allen Einzelheiten aus~gearbeitet.e:n Entwur:fes voraus und ist begreiflicher-weise sehr mühsam.

    Obwohl der Stofl:druck aus dem Querschnittswider-st:and ~und der Querschnittsflãche des Geschosses sofort erhalten wird, hat man bisher mit statischen Ersatz-},asten die Berechnung der bomfbensicheren Ein-deckungen durchgeführt. Falls nicht ein ab.getrennter Bauteil in Betracht kommt, ist in allen Fãllen die Breite ~des mitwirkenden Streifens der Decke an-zunehmen. In der Regel wurde dieselbe · als ein Mehrfaches der Deckenstãrke angenommen. Hierin líegt eine groBe Willkür, weil das gewãhlte Ver-hãltnis von entscheidende~m EinfluB auf die GrõBe der ím Rechnungswege sich ergeb~enden statischen Ersatz ... l as t Í1st. Theoretisch einwandfrei ,kann auf ,di ese W eis e nur ,für eine víerseitige freiaufliegende oder fest einge-spannte Platte diese Ersatzlast aus ~der Auftreffwucht unter Heranzie'hung der mathematischen ~Elastizitãtstheorie berechnet werden. Will m an auf diesem W ege jedoch zu verlãBlichen Ergebn~ssen gelangen~ so ergibt sich die Notwellldig·keit, das gesamte Bauwerk bis zu etwa vorhandenen Trennungsfugen zu hetrachten und auch auf die B·odenela~stizitãt Bedacht zu nehmen. Der-artige Berechnung·en werden begrei~flicherweise sehr weitlãufig. Eine vom Verfasser durchgeführte Unter-suchung hat ge·zeigt, daB be1i einer .allseitig geschlosse-nen Eisenbetonkasematte ~die elastische Formãnderungs-arbeit nur einen ikleinen Prozentsatz .der Auftreffwucht erreicht. Die durch das ·elastisohe Nachgeben einer

    32

  • bomhensicheren Deck·e oder eines damit zusammen-hãngenden Baublockes eint.retende V erring-erung d er StoBWlirkung ist ,derart unerheblich, d.aB im Hinblick auf die Unsicherheit, die in der Berechnung der Wirkung der Sprengladung b·esteht, derart umfangreiche Be-rechnungen entbehrlich sin d. Pra~ktíschen W ert kann denselben je.den&alls nicht zukom.m·en. Die V·erlãBlich-keit solcher ·nur scheinbar g~enauer .Berechnun&·en ist nicht allz·u hoc'h anzuneh·men.

    h) N·ebenW1Írku:ng·en: Die beim Aufschlagen und der Explosion eines Ge-

    schosses auftretenden StoBwirkungen rufen S e h w i n -g u n g e n hervor, deren GrõBe, wie eine Berechnung ergab, nur wenig\e Millimeter erreicht, wenn ·das Bau-werk bombensicher und nie.drig ist. Bei den von Vauthier vorgeschlagenen Hochhãusern wür,den aller-dings Seitenverschiebungen in der ,GrõBenordnung von Zentimetern auftreten. Ge.bãude werden jedoch auch Schwingungen unterworfen, wenn in der Nachbarschaft derselben eine schwere Bombe zur Explosion kommt. Die dadurch hervorgerufenen Bodenbewegungen werden in geringer Entfernung schon ziemlich klein sein. Messun-gen über diese Erscheinungen lieg~en bisher nicht vor, síe lieBen sích jedoch mit ·dem sog. Bauseismographen ohne weiteres vornehmen. Kennt man die Schwingungsweite und die Schwingungsdauer, so lãBt sich die grõBte auf-tretende :Beschleunigung und durch sie in eine·m ~Gebãude entstehenden Kraftwir.kung·en herechnen. Die StoBwirk·ung ·wird statisch durch die Einführung von Zusat~krãften berücksichtigt, wob~ei .sich dí·ese zu den lotrechten Lasten wie díe Beschleunigung des ErdstoBes zur Schwereb·eschleuntigung verhalten. Das Verhãltnis der waagerechten Erdbebenbeschleunigung zur Schwere-beschleunigung, 11Erschütt·erungszahl

    0 genannt, genügt b·ei B·emessung ,erdbebensicher1ero Bauten, w-o es sich um Schwingungen von ·groBer Schwingungsdauer, etwa von einer Se~kunde, handelt. Die Erschütterungs-zahl s er-gibt .sich aus der wa1agerechten Amplitude Aw (m.m), der Schwingungsdauer T (sek) und der Erdbeschleun.igung

    g mm/sek2) mH Hilfe der Bezíehung e = ~:= · A; . lBeim Er.dbeben von Tokio im Jahre 1923 h·etrug z. B.

    A w == 44,3 mm, T == 1,334 s·e·k, so daB .die Erschütte-rungszahl 10 v. H. betrug. Bei technischen .Beben, bei welchen A in der GrõBenanordnung von 1 / 10 bís 1 / 100 mm

    33

  • (im Erdboden) si eh --bew-egt, un d der W ert von T zwischen 1/ 10 und 1/ 100 S·ek _liegt, ergibt sich der gleiche Wert von ,sH für A== 0,01 mm und T== 1/5o sek. Es z·eigt sich, daB sehr kleine Bodenhewegungen bereits bedeutende Massenkrãfte auslõsen. Die -Erschütterungs-ziffer all·ein genügt bei solchen Frequenzen nicht mehr. Auf eine .. StoBwirkung schwingt das Gebãude in der Eigenfrequenz aus. Die Gebãu,deamplitü:de hãngt auBer von der ·Bodenamplitürde und deren Frequenz auch von den physikalischen Eigenschaften des Gebãudes ah, die sich zu einer V-er;grõBerungs,fun:ktion zusammenfassen lass·en. Die Verformungen rufen Spannungen hervor, die bei üiberschreitung der Festigkeit zu Beschãdigungen führen. Die kritische Amplitude eines Gebãudes aus Ziegelmauerwerk ergiht sich in 10 m Hõhe ülber dem B-oden etwa mit 4 mm. (In Tokio lagen die Gebãude-amplituden zwischen 3-6 mm.)

    AuBer diesen, in der allerletzten Zeit ge-wonnenen Erkenntnis.sen b-estehen auch ãltere Unter-suchungen über die Wirkungen von Erdbe·hen. Die durch Erdbeben hervorgerufenen Wirkungen auf Gebãude sind in den vergangenen ·zwei Jahr-zehnten ,derart gründlich untersucht wor.den, daB es schon vor lãngerer Z ei t gelang, einfache V orschriften für die Herstellung erdb·ehensicherer Bauten aufzu-stellen. Bei der Ãhnlic1hkeit der maBge:benden Vor--gãnge wird e.s daher keine Schwieriglkeiten 1bieten, jene Grundsãt·ze z·u finden, ídie für die ;Bemessung von Bauwerken auf die durc·h BodenstõBe he1rvorg-erufenen Kraftwirkungen maBgehend sind. Man wird sich hierbei jedoch des R~echnungsweges bedienen müssen, der bei Berücksichtigung der Wirkung technischer Beben fall-weise eingeschlagen wird. Wenn es auch grundsãtzlich die gleichen Vorgãnge -sind wie bei Erdbeben, so dürften die Analogien zwischen technischen Beben und ErdstoB durch Explosion insofern grõBer sein, al~s bei heiden kleine Sc!hwingungsweiten und groBe Frequenzen auf-treten. Der Unterschied besteht aber .darin, daB der ErdstoB ein ~einmaliger ist, wohing-egen V erkehrser-schütterungen dat!-ernd auftreten.

    Ein Eíngehen auf den Schwingungsvorgang selbst wird zur Klãrung der Sachl,age und Gewinnun!! einer Vorstellung über die GrõBe der ·dynam.ischen Zusatz-krãfte liatsam sein. lm allgem·einen darf angenommen wer~den, daB hei Gebãuden, -die die nõtige Seitensteifig-keit gegen den Luftdruck von in der Nachbarschaft ex-

  • plodierender schwerer 1Bomhen haiben, hesondere Vor-sorgen gegen die Wirkung·en von !Bodenerschütterungen kaum noch nõtig sein werden.

    D er V ollstãndigkeit halber sei noch die S p l i t t e r -w i r ~k u n g erwãhnt. Die Zahl der Splitter, die bei der Explosion einer Gescho.Bhülse entstehen, kann aus den F estig·keits·eigenschaften un d ,d en Abmessungen des Ge-schosses sowie der GrõHe .der Sprengladung berechnet werden. iBevüc;k(s,ichtigt ·man die 1groBe Geschwindigkeit di e ser an si eh s eh r kleinen Teilchen von e in em re eh-nungsmãBigen G·ewicht von wenigen Gramm, so ergibt sich, ,daB dieselbe im Durchschnitt der Wirkung eines Gewehrschusses gleichkommt. Wa:nde, die eine·m grõBeren Luftdruck zu widerstehen imstande sind, wer.den .daJher 1auch in .der Lage sein, Splitter mittlerer GrõBe abzuhalten. GrõBere Teile werden aber jede nicht bombensichere Konstruktion glatt durchschlagen .. lnwieweit die~s auch von grõBeren Gesteinstrümmern gilt, hãngt von der Festigkeit der getroffene:n Mauer und des Trümmerstück·es selbst sowie seines G·ewichtes ab. Hierüber lassen sich rechnerische Untersuchungen schwer anstellen. D.ie T r ü m m e r w i r k u n g .darf jedoch keines·w,egs unterschãtzt werden oder gar un-beachtet bleiben.

    i) Zusamm1enf,assung: Nach dem gegenwãrtigen Sbande ~der Forschung wãre

    die Eindringungstiefe unabhãngig von .dem Gewicht der Bombe und unter sonst gleichen Umstãnden nur ab-hãngig von der Querschnittsbelastung. Diese betrãgt für ein ·GewehrgeschoB 0,03 kg/c.in2 , für eine Flieger-bombe von 300 ~kg Gewicht 0,3 kg/cm2 • Es müBte daher bei gleic.her Auftreffgeschwindigkeit eine nicht explo-dierende Bombe in je·den beJliebigen Kõrper 10mal so tief eindringen a1s ein lnfanteriegeschoB. Da laut Zah-lentafel 11 die Eindringung einer 300-1kg-~Bombe in ·Beton mittlerer ·Güte 75 em betrãgt, so ergãhe sich damit für ein lnfante11ie·geschoB eine Eindringung von 71/2 em. Bei doppelt so ·grofl.er Auftreffgeschwindigk·eit eine Eindrin-gung von 30 c,m_ Diese aus .den Formeln hervorgehenden Rechnungswerte sind für ~kleinkaHbrige G~es~chosse .zwei-fellos rz·u groB. Die Klãrung dieser Frage ist jedoch ·des-wegen von groBer Be1deutung, weil gegen Bran·dlbomhen von 5 kg ·Gewicht ·und v1elleicht auc·h noch gegen etwa doppelt so schwere Bomhen ein vollk·ommener Schutz gegen da1s Eintdringen in Gebã!ude erreicht werden muB ..

    35

  • Da die Quevschnittsbelastung solcher Bomben etwa 0,1 kg/cm2 ~betrãgt, so ergãbe sich im Falle der ·Gültig-keit ·der anelikannten Formeln und der zugehõrigen Fest-wert'e eine Eín·dringungstiefe von 25 om in ,Be,ton. D:ies hãtte zur Folg.e, .daB auBerol'ldentlich stark~e 1Eísenheton-dãcher oder -dec1ken schon allein zum Schutze gegen Brandbomben notwendig wãren, falls nicht ~die Auf-treffgeschwin,digkeit kleiner Bomben wesentlich kleiner ist, als 250 m/sek oder der Querschnittswi1derstand wesentlích grõBer. Diesbezügliche Untersuchungen un d V ersuche sind ~daher unbedingt nõtig. Von EinfluB wird auch der verhãltnismãBig wirksamere Umfangswidevstand sein. Für Gehã,ude, die .besonders gefãhrdet ~sind, besteht auch das Bedürfnis eines Schutzes geg·en kíleinere Fliegevbomben bis ·zu einem Gewichte von 50 kg. Es wãre daher notwendig, auch noch für Bomhen dieses Gewichtes Versuche in grõBe-rem Umtfang zur Gewinnung verlãBlicher Erfrahrungs-werte vorzunehmen.

    Aus ~den Darlegungen geht hervor, daB Wohn-gebãude und Fabriksanlagen in der üblichen alten Bauweirse auch gegen die kleinsten Bomben keinen Schutz hieten. In der Regel wird eine 50 kg schwere Bombe !Sãmtlicthe Dec;k.en eines mehrstõckigen Gebã1udes durchschla~gen und erst im 1Keller zur Ex-plosion ~kommen. ~Bei ~der üblichen Aus.führung in Mauer-we~rk wird .dadurch ein kleineres Gehã.ude ~z·um grõBten Teil .zu.m Einstur.z Jkommen. Die ÍBemessung der Deoken-stãr:ke von Schutzkellern wird daher auf den Um.stand Bedacht nehmen :müssen, daB ein groBer Tei1l der Ein-sturzmlassen auf die Schut~zdeoke auffallen. Es ergibt sich ohne weiteres, ~daB also eine derartige Dec1ke unter Umstãnden .die Belastun·g von einigen Tonnen pro Qua-dratmeter aufnehmen muB. Auch die GrõBe des Gas-druckes auf unterhalb der Sprengstelle gelegenen Hohl-rãumen ist zur Bemessung .der Deckenstãrken ·wichtig.

    ,Di e Trichtertiefe ist zur Beurteilung de r Standfestig · keit von Gebãuden von B·elang, weil die Explosionen in der Nãhe der Grundmauern A·hsenkungen und auch Einstürze erfolgen ·kõnnen. Zur v·erlãBlichen Berech-nung der erforderlichen Seitensteifigkeit von Hoch-bauten ist die genaue Kenntnis des Ablaufes der Luft-druckwelle (StoB und Sog) in verschiedenen Abstãnden und Hõhen über ·der Sprengstelle bei. verschíed·enen Sprengladungsmengen von Bedeutung, weil hiervon die Art der Konstruktion abhãngt.

    36

  • v. Bemessung der Bauteile auf die un-mittelbare Einwirkung von Spreng.

    bomben. Die Tiefe der Eindringung und die GrõBe des Spreng-

    trichters ~kann, wie raus ,den früher.en ·narlegungen her-vorgeht, ·für das pra·ktische Be~dürfnis ausreichend ge-nau durch einfache Formeln bestimmt V/er.den, sobal~d man verlãBliche z,ahlenwerte für die Widerstands-grõHen, ~die von der B·eschaffenheit des Ziel,kõrper·s ab-hãngen, ibesitzt. Aus ,d er auf di e Einheit der'Quer,schnitts-flãche einer Bomhe hezogenen Auftreffwucht eq ergibt sich ·die Tíefe der Eindringung in Meter aus der ein-einfach~n F ormel eq ==w · S (32). l s t w für verschiedene Baustoffe und ·Bodengattungen in Abhãngigkeit von ihrer Beschaffenheit 1ken:nzeichnenden ph)Tlsikalischen GrõBen genau bekannt, so 1lãBt die verlãBliche ;Be,rechnung der Eindringungstiefe an Eínfachheit nicht~s mehr zu wün-schen übrig. .

    In ehe·nso einfacher Weise lãBt sich auch die Tiefe des Spreng·trichter·s von Sprengladungen berechnen_ Im

    3

    allgemeinen kann man die Tiefe t == a VL (33) setzen. AuBer von der 3. Wurzel aus dem G·ewicht der Spreng-ladung hãngt die Tiefe des Trichters nur von einer GrõBe ah, .díe nichts andere!S ist, als die Tiefe der Sprengwir:kung eines Kilo:gramms Sprengladung. Der Zahlenwert dieser GrõBe hãngt sowohl von de.r Gattung des Sprengs·toffes als. auch von der ·Beschaffenheit des Zielkõrpers, und wenn nicht mit freiliegenden Spreng-laidungen gerechnet werden kann, ~auch von dem mehr oder weniger groBen Grad der Verdãmmung ab. Letz-terer Umstand hringt wegen der Sch:wierig·keit ~der rich-tigen Einschãtzung eine gewisse UnverlãBlichkeit in das Rechnungsergebnis. Da Fliegerbomben eine kleinere Quevschnittsb·elastung al's die Granaten der Artillerie und 'Wohl stets auch eine . geringere Auftreffgeschwin-digkeit hahen werden, ist ihre Auftreffwucht bei glei-

    37

  • chem Gewicht kleiner. Die Wirkung der Sprengladung ist jedoch, da diese etwa ·die Hãl,fte des Gewichtes be-trãgt, wesentlich ~grõBer als ,die Sprengwirkung gleich-schwerer Granaten, weil deren Sprengladung bloB 1/ô bis 1/s des GescihoBgewichtes betrãgt. lnfolgedessen überwi,egt bei Fliegerbomben weitaus die Spreng-wirkung. Im Hinhilíck auf die Schwierigkeit der richtigen Annahme d er V erdãm.mung~szahl und d er Stoff-zahl wu~de bei den früher angegeibenen Rechnungs-heispie,len für die Anwendung ,der Formel (25) die Wir-kung der Auftreffenergie vernachlãssigt. Si,e kann durch eine ãquivalente Sprengladung in der Minenform.el be-rücksichtigt werden. Der Beiwert a in Formel (33) ist gleich O, 175 für gu t en Beton un d O, 130 für Eisenbeton und 0,35 für Mauerwerk. Aus ·der i~m Abschnítt IVe für einen Sonderfall berechneten Formel ergãbe sich der mittlere Wert a== 0,165. ·Bei 1Berechnurtg· der Gesamtwir.kung ist nicht das MaB der Eindringung {blinder) Bomhen zu der so berechneten Spreng-trichtertiefe hin·zuzurechnen, sondern die Auftreff-wucht mittelbar zu berücksichtigen, weil die Bombe beim Aufschlag oder nach teilweiser Eindringun'g bereits explodiert.

    Da die Decke auch den auf·tretenden StoBdruclk auf-zuneh.men hat, muB sie auch auf Biegung1bemessen wer-den. Hiet4bei wird die erforderHche Sicherheit,sschíchte - unterhalb der Z·erstõrungszone - mitt~el~bar berück-sichtigt. Die·sbe:zügliche ·mathematische Ahleitungen kõnnen hier nicht gehracht we·rrden und muB daher die Anga'be genügen, daB die Decikenstãrke etwa V-8 mal so groB al s di e· na eh F ormel (33) berechnete Zer-stõrungstiefe angenommen wird. Für Eísenbeton lautet

    3

    also die BerechnunRsformel h == 0,37 Vt:. Betrãgt die Wirkung der Auftreffwucht 50 v. H. der Spreng-wirkung, so müBten ~die Deckenstãrken um 15 v. H. ver-grõBert werden. Falls der StoB aus der ·GrõBe der Sprengladung mit Hilfe einer Formel berechnet werden kõnnte, wãre eine unmittelbare Bemessung mõg-lich. Die ühliche Annahme, daB 1 kg Sprengladung auf die Unterlage eine Arbeit von 15 tm tragef ist lediglich als Notbehelf zu íbewerten. Mít Hilfe dieses À.quivalents lãBt sich die Auftreff-wucht (tm) in scheinhare Sprengladung umrechnen und summarisch 1berücksichtigen. Ein verlãBlicheres Berechnungsverfahren wãre wünschenswert.

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  • Den angege,benen Formeln ~komrnt nicht jene Genauig-keit ZU 1 wie den in ·der Statik verwendeten, da die von de r F estigkeit abhãngenden Widerstandszahlen no eh nicht genau bekannt und in den einfachen Formeln die verwickelten Vorgãnge natürlich nur unvollkornrnen berücksichtigt wer~den kõnnen.

    IBomhensiche,rheit kann nur durch entsprechend starke Eisenbetonplatten oder Betonflõz·e auf eisernen Trãgern erreicht werden. Volle Sicherheit gegen Volltreffer von SO kg schweren Bomben wer:den Dec-ken aus E.isen-beton mit einer Stãrke von etwa 1100 m bieten. Gegen V-olltreffer 250 ,kg schwerer Bornben sind etwa 1,85 m, von 500-kg-~Bomben 2,25 ·m und von 1000-~kg-Bomben 3,00 m sta:r;ke1 mit .besonderen Bewehrungen versehene Eí:senbetondeclken notwen1dig. So1bald die A\brne·ssungen aus 1den angege~b·enen .Formeln mit den noch genauer festzustellenden Erfahrungswerten herechnet worden sind, ist eine Stan.dunter·suchung zur Errnittlung der Stahlbewehrung· auJ Biégüng oder der notwendigen eisernen Trãge.r anzust~llen. Auf di·e Minderung der Tragfãhigkeit von Eisenbetondecken .durch ·die bei Voll· treffern auftretenden Zerstõrungen rnuB hievbei Bedacht genornmen wer;den. Bei der Standberechnung wird man rnit Vorteil Ersatzlasten anwenden kõnnen. Bei Aus-führung in Eisenheton ergi:bt sich die Mõglichk~eit, den rnonolithischen Zusa~mmenhang zu berüc1ksichtigen, der in einer mehr oder wehiger. starken Einspannung der Decke an den Auflagern zum Aus~drucik kommt. Da der Grad der Einspannung von d.en Abme·ssungen des ganzen Bauwenkes abhãngt9 wird es sich empfehlen, den Zu-sa~mmenhang der Decke mit den Seitenwãnden ~durch Annahme rahmenartiger Gebilde und dementsprechende Berechnungen zu berücksichtigen.

    Eine zusa~m.menfassende Darstellung dieser im deut-schen bautechnischen Schrifttum wen.ig heachteten Pro:. bleme auf Grund d er . neuesten aM~ãndischen Studíen ist im Rahmen díeses kurzen Leítfa.cilens nicht mõglich.

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  • V l. Bemessung der Bauweise auf die

    mittelbaren Einwirkungen. Kõnnen di e notwendigen . Ahmessungen von Decjken

    und Wãnden gegen Volltreffe,r aus ~der GrõBe der A.uf-treffwucht und .der Spr~englla,dung angenãhert in ~sehr ein-facher Weise hestim·mt wer:den, so ist die 'Besti~m:mung der Ahmes·su.ngen der du.rch den StoB in Mitleide.nschaft gezogenen Teile eines ,Bauwer.kes w·esentlich ver-wickelter, weil für das ganze Bauwerk eine Stand-herechnung . durchgeführt werden ·muB. D~a diese dem Baufachmann gelãufíg ist und es auch zu weit führen würde, darauf des nãheren einzugehen1 müssen einige Bemerkungen in dieser Hinsicht genügen. Aus der GrõBe .und Richtung des StoBes, die nach früher angegebenen Regeln bestimmt werden kann, er-folgt die Bemessu.ng des Tragwerkes auf Grund der durch Rechnung feststellbaren Momente, Langs- und Querkrãfte nach den R·egeln der B~austatik. Bei grõBeren Bauwerken. w~erden solche B·erechnungen ziemlich weítlãufig sein.

    Kennt m.an die GrõBe des maBgebenden .LuftstoBes, die aus der Energie der Luftdruckwelle berechnet wer-den .müBte, so ·kann die -B·erechnung der hiegungssteifen B.ahmen von Skelettbauten nach bekannten 'Grundsãtzen e~folgen. Au eh di e Berechnung von Pia t t en oder al s solche auf.zufassenden Füllwãnden auf ·d"Em Luftdruck bietet keinerlei Schwierigkeiten. Umstãndlich wird je-doch die Berück·síchtigung der dynamíschen Wirkungen, die rdie Schwingungen auslõsen, und die Berechnung der aus den Boden'bewegungen entstehenden Kraft~wír.kungen. Sobald de·ren G·rõBe in Beziehung zum Gewicht der Fliegerbomhen gebracht ist, und die auftretenden Beschleunigungen bekannt sind, kõnnte víelleicht die überprüfung von Tragwerken beliebiger Art nach den für den Entwurf von erdbehensicheren ~Bauten maB-

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  • gebenden Regeln- er{olgten, falls sich ein Eingehen auf den Schwingungsvorgang im allgemeinen als unnõtig ergeben sollte. Es kõnnten ·dann ebenso einfache V or·-schriften ·ausgearbeitet werden, wie für erdbeben-sichere Bauten. ·

    Sowohl wegen 1der durch scthragen Einfall . von Bom.ben, als au eh durch di e Bodenschwingungen un d de n l,uftdruck ent~st~ehenden waagerechten Kra;fte bedarf ferdes Gelbaude einer groBen Seite.nsteifigke1it. Diese ist bei aus tr.agenden Mauern und auf ihnen ruhenden Decken bestehenden Gebauden gering. Derartige B~uwerke weisen in der Regel bloB eínen ausreichenden Sicherheitsgrad gegen Winddruck von 150-200 ,kg/m2

    auf. Auch unter Berücksichtigung der vorhandenen Sicherheit reicht ihre Standfestigkeit nicht zur Auf-nahme der ein Vi·elfaches des Winddruckes ausmachen-den Druckes benachbarler ·Explosionen iSchwerer Bom-ben aus. Z·ur A.ufnahme dieser verhaltnismaBig groBen Krafte, .deren ,StoHwirku.ngen de:ç- Wirkung von Erd-beben gleichkommen, ~sinld ;K.anstruktionen notwendig, deren tvagend~n Teile - Baliken uncl Stüt.z~n - in bie-gungs~fester V erbindung- un.tereinander ste·hen, w~~s n ur bei Rahmenbauwer~ken oder Skelettlbauten zutrifft. Im ijin:blick au.f di e groBe F euersicherheit, Wirtschaft-lichk·eit un4 Wí~derstands1fahigkeit ~es Eisen1betons íst dieser für derartige Bauwerke vorzuziehen. Die Mono-litat von Eisenh·etonb~auten entspricht ·weitaus am besten den Erfordernis·s·én .. Eine solche Skelettbauwei~se, die Ím A~slarird·e (Italíen, Frallikreich) auch beim Wohnungs-bau in den lelzten .Jahren imm·er haufiger angewend~t wird un d in _ Er:dbehengebieten. vorgeschrie:ben íst, er-mõglicht auch die Ausführung von Füllwãn;den, die bei einem . grõBeren Luftdruck infolge von Explosíonen nachg·ehen, wodurch ·díe áuftretenden Schaden a,uf .das Fü~llmauérwer(k und die Einríchtung, .sowie auf die õrt-lichen Zerstõrung en beschra~nkt bleiben; ~E in Einsturz grõBe·rer Gebaudeteile_ ·wír~d ~selbst bei V olltreffern- ~leínerer und vielleicht auch mittelsch.werer B·omlhen nicht eintreten. ~Bei Mauerwerks1bauten mit gewõhnlichen Decken wird jedoch ein ·Einsturz erfolg·en und auch die angrenzenden Ba~uteile .durch das Albstürzen groBer Bauwerk,smassen in Mitleidenschaft gezogen werden. Da man j~edoch auf Jahre hinaus mít ~de·m iBestand von Ge-bauden alterer Art rechnen muB, ergibt sich :die Not-wendigkeit1 für die Inwohner Schutzraume im ~Keller anzulegen. Derartige Zufluchtsstatten sind auch für ·G·as-

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  • angriffe nõtig. und in dieser Hinsicht des õJteren im Schrifttum behandelt worden. Weil·die Decken s'Olcher Rãume zumindest g.egen abstürzende Mauerwerks- ·und Dec.kenteile Schutz hieten müs,sen, sind sie entweder ~behelfsmãBig lZU unterstützen oder durch stãntdige Ein-bauten zu verstãrken, damit sie die nõtige Tragfãhig1keit erhalten. Das Gewich~t des Bauwel"(ke.s über dem StraBenniveau kann an Hand von Plãnen in jedem einzelnen Farlle leicht festgestellt werden, so daB die Bemessung. einer solchen Dec,ke oder ihrer V erstãt1kung nur eine Annahme dariíber benõtigt, welcher Teil bei eine·m Zusammenbruch des Gehãudes der ober-halb gelegenen Mauern und Decken auf ,die Decke des Schutzraumes zu liegen kommt. Da nicht alle Teile innerhalh des Grundrisses des Gebãudes auf-fallen wet1den, kann man annehmen, daB man ~mit der Hãl1fte ~des G·esa~mtgewichtes des aufgehenden Ge'hãude-teiles rechnen 1daf1f. Im HinbHc:k auf die bei rder üblichen Beme·ssung vorhandene dreif1ache Sícherheit wird auch die durcih iden StoB eintret.ende erhõhte 1Beanspruchung gedeckt. Für Geb·ãude mit Ziegel- oder Stein-mauern wird es j·ede·nf.alls genügen, mit ein·er 'Belastung von 2 / 3 t/m2 für jede·s oberhalb liegende GeschoB zu rechnen. Da wegen der StoBwir1kung einzelne·r schwe .. rer Teile mit einer Mindestlast gerechnet wer·d.en muB, ergibt si eh eine untere Grenze; andererrseitrs darf a!b'er auch mit eine•m Hõch1stwert gerechnet wer.den. Laut am.tlicher V orschriften ist bei de r Berechnung von Schut•zrraumdecken in bestehenden ;Gebãuden mit 1,5 t/m2 , bei Neubauten mit 2,5 t/m2 Auflast zu rechnen. Eine derartig berechnete ,Declke >wird vermutlich auch gegen Volltreffer .kleins·ter ~Bomben bereit~s Schutz ge-wãhren o d er .durch ni eh t se·hr kostspielige V erstãrkung auch diesem Erfot~dernis g·enügen. ~Bei Neubauten ·kommt auch die Ausgestaltung von Treppenhãus·ern zu Schutz-rãumen in Betracht. Ihre Schut~decken müBten g·egen SO kg schwere iBomben sichern. Ihre Berechnung ·kann nach ·den im A:bschnitt V. Richtlinien erfolgen.

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  • Vll. Konstruktionssystem von Hochbauten

    Díe ·baulichen Vor:kehrungen zum Schutz gegen die Einwir1kung von Spr·englbomiben kõnnen verschie~dener Art sein. Ein voll!kom·mener Schutz gegen alle Ein:wir-kungen, also auch gegen Volltreffer, kann nur ,durch Ausführung von bombensicheren Decken und ent-sprechend stariken tr,agenden Mau.ern erreicht werden, Je nach der Tragfãhigke1it solcher Decken werden sie Schut-z :g·egen kleine, mittlere und schwere Bomlben bieten.

    Ein teilweiser Schutz der unteren Geschosse eines mehrstõc1kigen Geibã·ude,s gegen Bomben bi1s zu 50 kg Gewicht k~ann d ur eh V erstãr1kung oberer De ek en, di e d:ie Auftreffwucht der ~Bombe verring·ern oder zur Gãnze aufnehmen, erreicht werden. In einem solchen Falle hat dann ·die Decke, oberhalJb der die Explosion der ,Bomlbe erfolgt, nur gegen die Spreng:wirkung Sicherheit zu bieten. Die bombensichere Ausführung ganzer Ge-bãude .kommt nicht in Frage, allenfalls ·die der Keller-rãume.

    Wegen ·des groBen Stofl.druckes werden bomben-sichere Bauwerke ,auf wenig tragfãhigem 1Boden eine durchlaufende Gründungsplatte in :Eisenbeton benõtigen. Bei grõBerer Tragfãhig1keit des Bodens wird vielleicht eine Fundamentverbreiterung aus-reichen. Nur bei Gründung auf Felsen wird .diese ent-hehrlich sein.

    lm Wohnhaushau werden bom·bensichere ·Decken für die Schutzrãume nur ausnahm~sweise ausg,eführt werden; nur bei Treppenschutzrãumen sind sie nõtig.

    Da die Bewohner in den ·Gebãuden vor Spreng-bomben nicht geschützt ~werden kõnnen, sind in ihnen besondere Schu.tzrãume auszubauen. Je P·er.son sind 3 m3 Luftraum vorzusehen, auf Einzelheit,en kann nicht einge.gangen und ~darf auf Merkblãtter und Richtlinien verwiesen werden. Durch die Ausführung von Keller-

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  • schutzrãumen erhalten die Gebãude keinerlei Schutz, bei Treppenschutzrãumen werden nur diese durch die Aufschlagdec.ke geschützt.

    Zur ·Verringerung des Sachschadens ist daher eine besondere ~BauweÍ'se erwünscht. Die Betrachtungen über die Wirkung ,der Sprengbomben lieBen er;k,ennen, daB ~die S 1k e l e t t b a u w e i s e am besten ~den Er-fordernissen des Luftschutzes entspricht. Auch in solchen !Bauw·erken werden , wohl noch die Deoken durchschlagen und erfolgt die Explosion im lnneren* In dem GeschoB, in dem díe Explosion stattfindet, werden je.doch nur die Füllmauern und ~die oberen und unteren Deoken zerstõrt, ~das trag.ende iGerippe aber bei entsprechender Stãrke in seiner Trag-fãhig'keit nur wenig gese:hwãcht, so daB es nicht .zu einem võlligen Einsturz, sondern nur zu õrtlich be~grenzten Zers~tõrungen und Schãden kom~mt. Die i.i!brigen Gebãudeteile · werden bei solchen Bauten verhãltnis-mãBig wenig in Mitleidenscha:ft gezogen weliden, weil sie infolge des guten Verhandes ·der Decken, Unterzüge ttnd Stüt,zen das Tragw:erk die auftretenden StoB-wirkungen aufnehmen kann. Bei dieser · ·Bauweise werden also mit wirtschaftlich tragbare·m Aufwand die auftretenden Bauschãden auf etn unvermeidliches MindestmaB heschrãn:kt.

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  • Vlll. Bauelemente.

    a) D·ecken. Aus den ~in den allgemeinen Untersuchungen ange-

    gebenen spezifischen Querschnittswi~deriStãnden ergibt sich, daB unter den ·Bau.stoffen der Eisenbeton ,den grõB-ten Wider·stan:d aufweist. Eisenbetondecken werden da-her am zweckmãBigsten sein. Hohlsteindeck~en sind nur halb so widerstandsfãhig. Holzbalkendecken noch weniger. Werden bei den im Ausland hãufig zur Er-richtung .gelangenden sechs- ·his achtgeschossigen W ohn-hãusern Eisenbeton~dec1ken aus.geführt, so ergibt sich be-reits ein ge·wisser ,Schutz ·der unteren Stockwerlke gegen die Wirkungen kleinerer Bomben. Bei der hi,erbei wirt-schaftlich notwendigen Skelettbauweise braucht die Dec.ke des Schutzkellers nur eine kleinere Tragfãhigkeit zu besitzen, weil die abstürzenden Massen einig·er Füll-wãnde und ~kleinerer Deckenteile kl~ein sind. Der Mehraufwand für die Erfordernisse des Lu.ftschutzes wir·d also ein sehr geringer sein. Bei Ausführung von flachen Dãchern ·mit Betonplattenpfla~ster wird die WiderstandsJãhig,keit gegen Durchschl1a.gen der ·Decke noch wesentlich erhõht. Eine Verstãrkung ~des Schutzes kann .bei entsprechend tragfãhigen Decken durch Auf-legen besonderer :Eisenhetonplatten er~folgen. Die .Auf-bringung von Sand und Schotter im Bedarfsfalle hat wegen ~der geringen V ermehrun.g des Ei~ndringungswiderstandes pr.akti~sch keine groBe Be,deutung. Die schrap-nellartige Wirkung ~des Schotter·s beim Aufschlagen der Bomhe hat aber ~für benachbarte Baulichkeiten groBe Nachteile.

    Infolge der bereits erwãhnten etwa halb so groBen Widerstan;dsfãhigkeit von Hohl~kõrperdecken wird selbst eine kleine Sprengbombe noch 8-10 derartige Declken durchschlagen und erst beim Auftreffen auf