Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

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Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012 - Ensi

ericht ENSI 2011) und greift auf verfügbare Daten

der 2010 durchgeführten Impact-Versuche im

«VTT Technical Research Centre» in Finnland zurück.

Neue Versuche waren im Rahmen von

IRIS_2012 nicht vorgesehen, sondern es sollte den

Teilnehmern von IRIS_2010 und neu hinzukommenden

Fachteams die Gelegenheit gegeben werden,

die bei IRIS_2010 blind vorberechneten

Versuche mit einem von den Organisatoren vorgegebenen

eindeutigen Satz von Materialkennwerten

noch einmal zu berechnen und die Übereinstimmung

mit den Testresultaten zu verbessern.

Durch die Klärung der genauen Materialkennwerte

sollten die Unsicherheiten reduziert werden.

Das ENSI hatte bereits aktiv am Benchmark-Projekt

IRIS_2010 teilgenommen, und hat beim Projekt

IRIS_2012 mit Unterstützung der Experten Stangenberg

und Partner Ingenieur-GmbH (SPI), Bochum,

Deutschland, Basler & Hofmann AG (B&H),

Zürich und Principia, Ingenieros Consultores S.A.,

Madrid, Spanien, teilgenommen. Insgesamt haben

26 Fachteams aus 11 Ländern (aus Europa, USA,

Kanada, Japan und Südkorea) Berechnungen

durchgeführt und ins Projekt eingegeben.

Projektziele des Berichtjahres

und deren Umsetzung

Im Berichtjahr wurden die folgenden, von der

federführenden OECD vorgegebenen Arbeiten

durchgeführt:

Simulation von einaxialen und dreiaxialen Betondruckversuchen

und von Beton-Spaltzugversuchen

zur Kalibrierung der Materialmodelle in

den Rechenprogrammen (Principia).

Nachrechnung des VTT-Versuches B1 mit dominierendem

Biegetragverhalten infolge Weichgeschossaufprall

(flexural test) (SPI/B&H). Beispielhaft

hierzu sind in Abbildung 3 rechnerisch

ermittelte Stahldehnungen für zwei Variationen

der Lastfunktionen (Lastfunktionen 1 und 2

siehe Erfahrungs- und Forschungsbericht ENSI

2011) sowie Auflagerkräfte im Vergleich zu den

Messwerten angegeben. Die Kurve «simply supported»

bei den Auflagerkräften bezieht sich auf

den Fall einer gelenkig gelagerten Platte ohne

die stützende Stahlrahmenstruktur. Abbildung 4

zeigt eine von Principia ergänzend durchgeführte

Simulation der Projektilverformung.

Nachrechnung des VTT-Versuches P1 mit ausgeprägtem

Durchstanztragverhalten in Form von

Hartgeschoss-Penetration/Perforation (punching

test) (Principia). Beispielhaft hierzu ist in Abbildung

5 der rechnerische Zustand während des

Durchstanzens des Projektils durch die Betonpatte

dargestellt. Die Restgeschwindigkeiten

nach Durchstanzen der Platte ergaben sich zu

43–58 m/s in zufriedenstellender Übereinstimmung

mit dem Messwert 34 m/s, zumal diese im

Parallelversuch P2 mit gleichen Versuchsparametern

45 m/s betrug.

Es wurden Sensitivitätsstudien mit Variation der

wesentlichen Parameter sowie Berechnungen

mit vereinfachten Modellen durchgeführt .

Die dynamisch nicht-linearen Strukturberechnungen

des Teams ENSI/SPI/B&H/Principia zeigten

durchweg eine gute Übereinstimmung mit den

Messergebnissen. Beim Biegetragversuch B1

konnte ausserdem gezeigt werden, dass stark vereinfachte

Berechnungen mit einem Zweimassenschwinger

zu guten und auf der sicheren Seite liegenden

Resultaten führen können, was erste

Abschätzungen des Tragverhaltens von Stahlbetonstrukturen

bei extremen Anpralllasten wie Flugzeugabsturz

ohne aufwändige Berechnungen erlaubt.

Bedeutung des Projekts,

Beitrag zur nuklearen Sicherheit

Mit dem Projekt IRIS_2012 der OECD kann ein aktueller

Überblick zum Stand von Wissenschaft und

Technik für die Berechnungsmethoden in Bezug

auf die Einwirkung Flugzeugabsturz erarbeitet

werden. Die Validierung der Berechnungsmodelle

fördert eine realistischere Abschätzung von Versagensgrenzen

und von vorhandenen Tragreserven.

Das ENSI festigte durch die Teilnahme an diesem

Projekt das Know-How zur Sicherheitsbeurteilung

der Kernanlagen bei Flugzeugabsturz und anderen

stossartigen Einwirkungen wie zum Beispiel Lastabsturz.

Damit wird ein wesentlicher Beitrag zur Sicherheit

der Kernanlagen geleistet.

Ausblick

Das Projekt IRIS_2012 wurde mit einem Workshop

in Ottawa (Kanada) im Oktober 2012 beendet. Die

OECD wird noch einen Abschlussbericht auf Basis

der Berichte der Teilnehmer erstellen. Die OECD

plant ein weiteres Folgeprojekt, das so genannte

Projekt IRIS_2014. Schwerpunkt dieses Projektes

sollen Versuche zu induzierten Erschütterungen

beim extremen Anprall auf Stahlbetonstrukturen

sein, die voraussichtlich wieder bei VTT in Finnland

stattfinden werden.

Das ENSI beabsichtigt, sich mit Unterstützung seiner

Bauexperten SPI, B&H und Principia auch am

Folgeprojekt IRIS_2014 zu beteiligen, um einerseits

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ENSI Erfahrungs- und Forschungsbericht 2012

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