Ganzheitliche Simulation von Turmabbrüchen

Bei dem kollabierenden Abbruch von turmartigen Bauwerken wie Schornsteinen, Kühltürmen oder Fernmeldetürmen abseits der “grünen Wiese”, also im Baubestand, sind für das Umfeld kritische temporäre Bauzustände zu untersuchen, die sich mit einer normgerechten Analyse nicht im Detail abbilden lassen. Zur fachgerechten, sicheren und kosteneffizienten Planung und Durchführung solcher Abbrüche ist es erforderlich, diese Zustände zu identifizieren, um u. a. auch Risiken abschätzen zu können. In diesem Beitrag wird eine Serie von modernen numerischen Methoden vorgestellt, mit der Abbruchzustände an diesen Bauwerken ganzheitlich beschrieben werden können: von der nichtlinearen Abbruchstatik über die Einsturzsimulation mit Finiten Elementen und diskreten Partikeln bis zur Schwingungssimulation. Hierbei liegt die Innovation in der Verknüpfung der Methoden zur Erlangung einer zuverlässigen Erschütterungsprognose für Abbruchprojekte. Damit können Schäden an der Infrastruktur vermieden und ein wirtschaftlicher Abbruch durch kontrollierten Kollaps oder Sprengung ermöglicht werden. An zwei konkreten Praxisbeispielen, einer Schornsteinsprengung und einem Kühlturmabbruch per kontrolliertem Kollaps, werden die Funktion und Interaktion der Simulationen erläutert.

Integrated simulation of tower demolition
The demolition of tall structures located in urban areas, such as chimneys, cooling towers or telecommunications towers can lead to the critical construction states. These conditions cannot be analyzed in detail using code oriented analysis. To plan and conduct these kinds of demolitions professionally, safely, and cost-effectively, it is necessary to know these states to assess the corresponding risks. We describe a series of modern numerical methods with which the demolition of these structures can be described holistically: from non-linear demolition statics, to collapse simulation with finite element and discrete particle, to vibration simulation. In doing so, a combination of this innovative method and other procedures is applied to obtain a reliable prediction of vibrations in demolition projects. In this way, infrastructure damages can be avoided and a cost-efficient demolition by means of collapse or explosion will be possible. The function and interaction of the simulations are explained using two concrete practical examples: explosive demolition of a chimney and controlled collapse of a cooling tower.