Eine große Werbetafel stürzte während eines Sturms auf eine Straße, blockierte den Verkehr und verursachte Sachschäden. Die Behörden vermuteten, dass die ursprüngliche Konstruktion keine seitlichen Böen berücksichtigte, weshalb eine forensische Untersuchung auf Basis digitaler Zwillinge eingeleitet wurde. Das Team scannte die deformierte Struktur mit einem Artec Leo, um ihre tatsächliche Geometrie nach dem Einsturz zu erfassen, unterzog sie dann einem virtuellen Windkanal mittels CFD in SimScale und analysierte schließlich die Verankerungen in SAP2000.
Forensischer Arbeitsablauf: Scannen, CFD und Strukturanalyse 🌪️
Der Prozess begann mit dem 3D-Scannen der umgestürzten Tafel mit einem Artec Leo, der jede plastische Verformung und Verdrehung der Metallprofile erfasste. Diese Punktwolke wurde in SimScale importiert, um CFD-Simulationen mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 120 km/h aus seitlicher Richtung durchzuführen, die die Bedingungen des Unfalls nachbildeten. Die Ergebnisse zeigten dynamische Drücke, die 40 % höher waren als in der ursprünglichen Berechnung geschätzt. Anschließend wurden in SAP2000 die Verankerungen mit den tatsächlichen Lasten aus der CFD modelliert, was ergab, dass die Befestigungsschrauben einen Sicherheitsfaktor von nur 0,8 aufwiesen, weit unter dem geforderten Minimum von 1,5. Der digitale Zwilling bestätigte, dass das Versagen nicht auf Ermüdung der Tafel zurückzuführen war, sondern auf die Unzulänglichkeit der Verankerungen gegenüber nicht vorhergesehenen seitlichen Böen.
Lehren für Normen und Tragwerksplanung 🔧
Dieser Fall zeigt, dass aktuelle Normen die variablen Windlasten auf Werbekonstruktionen unterschätzen, insbesondere in städtischen Umgebungen mit Düseneffekt. Die Kombination aus 3D-Scanning, CFD und Strukturanalyse ermöglicht es, genau zu identifizieren, wo das Design versagte, und konkrete Verbesserungen vorzuschlagen, wie z. B. die Vergrößerung des Schraubendurchmessers und das Hinzufügen von Querverstrebungen. Die Einführung dieses forensischen Arbeitsablaufs als Standard nach einem Einstellsturz klärt nicht nur Verantwortlichkeiten, sondern treibt auch normativen Aktualisierungen voran, die Leben retten.
Welche Konstruktionsfaktoren bei den Verankerungen einer Werbetafel werden bei der Berechnung von seitlichen Windlasten oft übersehen und wie könnten ähnliche Einstürze in Gebieten mit unvorhersehbaren Böen verhindert werden?
(PS: Einen Einsturz zu simulieren ist einfach. Schwierig ist es, dass das Programm nicht abstürzt.)