Wand /t funktiirm e des Senders M iinchen-Stadel- heim w ahrend eines schw eren Sturm es ein. Die U ntersuchung des Unfalles er- gab m anches, was fiir w eitere Fach- kreise von Interesse ist, w eshalb die w ichtigsten E rgebnlsse im folgenden m itgeteilt w erden. und die Knickberechnung richteten sich nach den B ayerischen O berpolizeilichen Bestim m ungen. O berpostdirektion M iinchen hiertiber ein G utachten von Prof. G r a f von der Tech
nischen H ochschule S tuttgart ein. Die aufschlufireiche A rbeit von Prof. Graf, die sich auf eingehende V ersuche in sturzursache noch iiberhaupt ais mlt- w irkend in Betracht kom m en. Im iibrigen gebrochenen Stiick entstam m ten, noch ausrelchende Zugfestigkeit. Das A ussehen der Bruchfiachen an den Trum m ern war in erster Linie auf die schlagartige B eanspruchung beim Einsturz zuruckzufuhren, die erfahrungs- gemaB kurzfaserige B ruchbilder h e rv o rru ft’).
Die F eststellung, ob die vertraglich ausbedungenen H olzeigenschaflen eingehalten w aren, b eieitete Schw ierigkeiten, die bezcichnend sind fiir die einschiagigen V erhaitnisse in D eutschland. Nach dem B auvertrag sollten die Turm e aus „ausgesucht gutem Fichtenholz* erstellt w erden. Eine zahlenm aBige Dcfinition dessen, w as hierunter verstanden w erden sollte, w ar nicht gegeben. Klarę A nhaltspunkte hieruber konnten auch keinerlei anderen deutschen V orschriften e n tleh n t w erden. Der A ugenschein zeigte,
S, = Select, im allgem einen fiir hochbeanspruchte K onstruktionen, S3 = Standard, fiir allgem eine Bauzwecke,
S4 = Comm on, fur u n tergeordnete Bauzwccke mit geringer Bcan- spruchung.
Von 16 dem Triimm erfeld entnom m enen Proben entsprachen hinsichtlich des A stw uchses 1 der Klasse S,, 14 der Klasse S.,, 1 der Klasse S:); hin nachteilig; besonders begiinstigte es das A uftreten von Schw indrisscn, die haufig in der Mitte der Q uerschnittseite lagen und dadurch das Sitzen der Bolzenverblndungen beeintrachtigen konnten. Im m erhin w ar die Brcite der Risse, die an den 16 Proben zu 3 bis 5, in einem Falle zu 7 mm gem essen w urde, fiir deutsches Fichtenholz durchaus nicht ungew ohnllch.
Sicher aber hatte sich am erikanisches Pechkicfernholz, wie es neuerdings von der D eutschen Reichspost fiir den Funkturm bau fast ausschliefilich verw endet w ird 3), in dieser H insicht w eseutlich giinstiger verhalten, da es durch seinen H arzrelchtum viel langsam er F euchtigkeit aufnim m t und abgibt und entsprechend w eniger quillt und sch w in d c tJ).
Zur V erbindung der H olzteile w aren bis zu 25 m H óhe Stahischrauben, daruber aus elektrischen G riinden M essingschraubcn v erw endet w orden.
Die letzteren hatten sich trotz g u ter F estigkeitseigenschaftcn in den Ge- winden ais kerbem pfindlich und deshalb ais w eniger betriebsicher ais Stahischrauben erw iesen. Doch w aren zufailig kurz vor dem Einsturz
4) B eispielsw eise sind die peebkiefernen Vollholzpfosten der Funk- tiirm c in M uhlacker nach zw ei Jahren fast rissefrel und haben nur ver-
30 S e i t z , D er Einsturz der H olztiirm e des Senders M iinchen-Stadelheim DIE BAUTECHNIK F a c h sch rlft f. d . c e s. B a u !n g c n ie u n v e sen
sam tliche Schrauben nachgesehen w orden. D ieser U m stand und auch der Befund der Trum m er m achten es unw ahrscheinlich, daB bei der Zerstorung der Turnie das M ateriał der Bolzen irgendw ie m itgew irkt hat.
Abb. 2 zeigt den Zustand der Turme nach dem Sturm . Beide Turme brachen in etw a 25 bis 30 m HOhe. Ihre Trum m er lagen ziem lich genau in der D iagonalrichtung, so dafi m it Sicherheit anzunehm en ist, dafi auch
Abb. 2. Die Tiirme nach dem Einsturz.
Links der W estturm , rechts der O stturm .
der Sturm im A ugenblick des Einsturzes die Turme in dieser Richtung (aus NW) gefafit hat. Der Bruch mufite dem nach entw eder auf der Zug-seite, d. h. in den nordw estlichen Eckstlelen a, oder auf der Druckseite, d. h. in den siidOstlichen Eckstielen c begonnen haben. Irgendwelche F eststellungen, die auf ein A usknicken d er D ruckstiele hingew iesen hatten, konnten w eder an den stehengebliebenen Stflmpfen, noch an den
ab-gestiirzten Triimm ern gem acht w erden. D agegen zeigte sich, dafi bel beiden Tiirmen die in etwa 14 m HOhe iiber dem Fundam ent g elegenen Zug- stófie der S tiele a (Punkt e, Abb. 2 u. 3) sow eit zerstOrt w a re n , dafi V erschiebungen von etw a 20 cm (beim W est
turm) bzw. etw a 5 cm (beim O stturm ) eingetreten waren.
Es w ar dem nach wahrschein- lich, daB der Bruch zuerst auf der Zugseite eintrat, wodurch die drei ubrigen Eckstiele sofort in tinkontrollierbarer W eise durch Axialkr3fte und Biegung uberlastet w erden muBten. H atten die Tiirme nicht zuerst in 25 bis 30 m HOhe nachgegeben, so w aren sie sicher Im nachsten Augen- Abb. 3. Wick ein Stockwerk tiefer ab-O erissener Zugstofi e des W estturm s. gerlssen w orden.
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+ 1.57 | + 13,26 206 | 64,5 i — Punkt a
O stturm — 5,46 + 17,15 - 1,57 i: + 10,12
|! ;
168 60,3 720
StoB e
W estturm — 6,75 + 23,75 + 1,68 + 18,68 j « 220 85 935
Die B eanspruchungsverhaitnisse, w ie sie die statische B erechnung fiir die beiden Bruchstellen a und Punkt e (vgi. Abb. 2) voraussetzt, sind in Tafel 1 zusam m engestellt. Beim W estturm ist der Bruch an einem durch V ersatzungen und BoIzenIOcher verschwSchtcn K notenpunkt eingetreten (vgl. Abb. 4 u. 5). O bw ohl die V erschw 3chung durch die BoIzenIOcher von 1,4 cm Durchm. und die V ersatzungen von im M ittel 3,3 cm Tiefe 4 7 % betrug, blieb die Zugspannung noch erheblich u n ter der zulassigen G renze. Die Grofie der Q uerschnittschw achung war dadurch bedingt, dafi die schrSg zur Faser w lrkenden Stirnfiachen der V ersatzungen entsprechend den dam als tibllchen baupolizeilichen A nforderungen nur m it etw a 50 kg/cm 2 beansprucht w eiden sollten. Sicher w are es aber besser gew esen, die
U nten: Abb. 4. S teh en g eb lieb en er Teil des P unktes a vom W estturm . O ben: Abb. 5, D raufsicht auf denselben Punkt. Links die beiden
V ersatzfl3chen, u nm ittelbar rechts daneben die durch BoIzenIOcher verschw3chten Bruchfiachen des linken Pfostenpaares. Rechts Bruchfiache des rechten Pfostenpaares (Versatzfiachen sind verdeckt durch Anschlufi
der Diagonale).
V ersatzfiachen hOher (etwa m it 80 kg/cm 2) zu belasten — w as auBer ge- ringen Einpressungen bei O berlastungen kaum N achtelle zur Folgę geh ab t hatte — und dafur die V erschw achung durch nur 2 cm tiefe V ersatze kleiner zu halten. Die neu ere Entw icklung der einschiaglgen am tllchen Bestim m ungen und Normen trSgt solchen G esichtspunkten ubrigens besser Rechnung.
Die Bruchstelle a beim O stturm ist durch einen gerissencn ZugstoB des Eckstieles hervorgerufen, ahnlich w ie bei P u n k t e. Auch hier bew egt sich die Z ugspannung der Laschen und die rechnungsm afiige Last der K ublerdiibel unter der zulassigen G renze (1000 kg/Diibel). A llerdings ist es mOglich, daB die Tragfahigkeit der Stofiverbindung durch Schw indrisse beeintrachtigt war.
M angels sonstiger A nhaltspunkte w ar dem nach vor allem zu unter- suchen, ob zwischen tatsachlicher und gerech n eter B elastung eine Un- stim m igkeit vorlag, die den Einsturz erklaren konnte. Hierzu Ist es notig, auf die W indverhaitnisse zur Zeit des E insturzes naher einzugehen. Die nachstgelegene m eteorologlsche Station, die hieriiber AufschluB geben
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6. J a n u a r 1933 S e i t z , D er Einsturz d er H olztiirm e des Senders M unchen-Stadelheim 31
konnte, ist die etw a 8 km nfirdiich g elegene Flugw etterw arte M iinchen- O berw iesenfeld. Dafi in der Miinche- ner G egend mit aufierordentlich un- g unstigen W indverhaitnissen zu rech- nen ist, g e h t aus den in dieser Zeit- schrift vor kurzem von m ir veroffent- lichten Feststeliungen iiber beobach- tete W indgeschw indigkeiten h e ry o r5).
G eh t man von der G eschw indigkeit einzeiner Boen aus, und dies ist an- gesichts der T atsache, dafi sich die S pannungen in einem Tragw erk mit Schallgeschw indigkeit fortpfianzen, nicht zu u m gehen, so zeigt sich, dafi von allen am angegebenen Ort aufgefiihrten Boenschreiberstationen M unchen die ungunstigsten V erhait- nisse aufw eist, beziiglich der Spitzen- bóen sogar an der Kiiste gelegene Stationen, w ie H am burg-F uhlsbiittel, Rotterdam und Brem erhaven-Robben- plate iibertrifft. B ezeichnend ist, dafi A bb. 6. Bruchstuck 4,4 m iiber Skala und Lineatur der ublichen Punkt a des W estturm es. (Bruch Bóenschreiber nur bis 40 m /sek in dem durch V ersatzungen ver- reichen, und dafi diese G renze in schw achten Q uerschnltt n e b e n D eutschland nur in M iinchen, dort dem Stofi, infolge des Elnsturzes.) aber dreim al, und zw ar mit 44, « 4 6
und 43 m /sek uberschritten w orden ist.
Nach den Aufzeichnungen von M iinchen-O berw iesenfcld w ar die Nacht vom 22, auf 23. N ovem ber 1930 auflergew ohnllch stiirm isch und boig. Die starkste BO, mit etw a 46 m /sek, w urde morgens gegen 6 45 U hr, genau zur Zeit des Einsturzes der Funktiirm e gem essen. Die G enauigkeit dieser
Abb. 7. Typischer Bruch im verschw 3chten Q uerschnitt neben den V ersatzungen ais Folgę des Einsturzes.
(Eckstiel oberhalb Punkt d des W estturm es.)
A ufzeichnung ist leider nicht allein durch die auch sonst w irksam en StOrungsfaktoren (V erhaitnisse der nachsten U m gebung, Tragheit des Instrum ents und dgl.), sondern auch durch die Extrapolation aufierhalb d er Skala und des norm alen M efibereichs und dadurch beeintrachtigt, dafi die Schreibfeder des Bóenschreibers in d en Bereich des R ichtungschreibers g eriet und so mdglicherweise an der vollen A ufzeichnung der Bo behindert w u rd e 6).
6) Vgl. Bautechn, 1932, H eft 50 u. 51.
6) B em erkensw ert ist iibrigens, dafi der 23. N ovem ber 1930 auch anderw eitig aufierordentlich stiirm isch verlief. Auf den Stationen Boblingen (-Stuttgart), W ien-Aspern, W ien-H ohew arte und K arlsruhe-Riippurr ist dieser Tag der schlim m ste innerhalb des a. a. O. von mir ausgew erteten Zeit- raum es. Die dort beobachteten Spltzen von 33, 37, 34,5 bzw. 32 m /sek sind in diesem Sinne die jew eiligen HOchstwerte, aufierdem sind auch die Zahlen der an diesem Tage beobachteten starken Bóen durchw eg auf- fallend hoch. D erselbe 23. N ovem ber g eh o rt auch in H am burg und Berlin je neben drei bis vier ahnlichen zu den schw ersten Sturm tagen der Aus- w ertungszeit.
A us den seit 1928 aufgenom m enen Boenschrelberdiagram m en der W etterw arte F eldberg (Schwarzwald, 1500 m ii. d. M.) konnte ich inzw ischen
Wohl lassen sich zw ingende Schliisse aus den A ufzeichnungen von M iinchen-O berw iesenfeld auf die zu gleicher Zeit in Stadelheim vorhandene W indgeschw indigkeit nicht ziehen. Da aber die Diise des B óenschreibers In nur 20 m H óhe liegt, ist es w ahrscheinlich, dafi die fiir die Tiirme mafigebende W indgeschw indigkeit ebenso hoch, w enn nicht hóher w ar.
Erw ahnt sei noch, dafi nach dem Berichte des Statlonsleiters die den E in sturz hervorrufende B6 dem G erausch nach w esentlich starker ais die vorausgehende war, und dafi die Turm e im A ugust 1928 bereits eine BO von 44 m /sek iiberstanden haben. Im folgenden w ird, in U bereinstim m ung m it dem G utachten von Prof. Graf, eine W indgeschw indigkeit von 45 m /sek ais w irksam vorausgesetzt.
Versuche der A erodynam ischen V ersuchsanstalt zu G óttingen, die zur Zeit der Erbauung der Tiirme noch nicht vorlagen und leider auch heute noch im Baufach viel zu w enig bekannt s in d 7), erm óglichen mit hinrcichender G enauigkeit die Berechnung der dieser G eschw indigkeit entsprechenden W indlasten.
In der bekannten G leichung
w = 1 ■ c v-, lD
wo w den W inddruck in kg/m 2, v die W indgeschw indigkeit in m /sek b ed eu te t, betragt nach diesen V ersuchen der W iderstandsbeiw ert c fiir einzelne, senkrecht vom W indę getroffene Fachw erktrager je nach dereń V 5lligkeitsgrad (V erhaltnis der tatsachlichen Flachę Fr zu der durch den Tragerumrifi bestim m ten Flachę F) etw a 1,2 bis 1,6. Fur den vorliegenden Fali, wo der V011igkeitsgrad sich zwischen 0,12 und 0,22 bew egt, d. h., wo es sich um ein ausgesprochen w eitm aschiges Fachw erk handelt, w ird
c — 1,6 zu setzen sein. D am it wird
w = j g ■ 1,6 u 2 = 203 kg/m 2.
Auch bei der B erechnung des W inddruckes auf die riickwartige Turm- w and spielt der V ólligkeitsgrad eine Rolle. W iederum ergaben die Ver- suche fQr Tragw erke von kleinem Vt>lligkeitsgrad besonders ungunstige V erhaltnisse. Da auch der A bstand der Tragw ande, der hier sehr ver- schieden ist, Einflufi hat, lafit sich der W indanfall auf die Riickwand w eniger zuverl8ssig abschatzen. Er wird etw a 6 0 % der Last des vorderen T ragers ausm achen. Bei Wind senkrecht zu einer Turm w and stehen sich dem nach ais V erhaitniszahlen
in der B erechnung 150 + 75 = 2 2 5 kg/m 2 in W irk lich k elt. . 203 + 122 = 325 kg/m 2 gegeniiber.
W ie schon erw ahnt, traf der Sturm die Tiirme in der D iagonalrichtung.
D ieser B elastungsfall w ar in der statischen B erechnung nicht untersucht w orden, da er sich bei Z ugrundelegung der im B auwesen allgem ein gebrauchlichen Form el fiir schrag einfallenden Wind
w K = w • sin2 a
ais nicht m afigebend erw ies. Fiir « = 4 5 ° wird sin2 a = 0,5, d. h. fiir den vordersten und hintersten Eckstiel ergeben slch in diesem Falle durch algebraische A ddition der in den anstofienden T urm w anden w irksam en S tabkrafte dieselben Kraftc w ic bei Wind senkrecht zu einer Turm w and, w ahrend die Krafte in den Fullstaben nur die H alfte betragen. W esentlich anders verhalt sich die Sache nach den V ersuchen. A llerdings beziehen sich diese nicht auf geschlossene V iereckquerschnitte, sondern auf einfache Trager. Es hat sich gezeigt, dafi der W indw iderstand schrag getroffener Tragw erke viel langsam er nachiafit, ais es die obige Form el erw arten lafit.
Bei einer N eigung von 4 5 ° wird man mit einer B elastung von 80 bis 9 0 % anstelle von 5 0 % auf je d e W and zu rechnen haben.
Demnach ergibt sich fiir die w ahrscheinlich w irksam en W indkrafte bei diagonalem Angriff eine V erhaltniszahl von
(203 + 122) • 2 • 0,85 = 550 k g /m 2 gegeniiber dem in der Berechnung beriicksichtigten W ert
(150 + 75) • 2 • 0,50 = 225 kg/m 2,
d. h. die tatsachlichen W indlasten diirften die rechnungsm afligen auf leichthin das 2,5fache uberschritten haben. Noch nicht beriicksichtigt ist dabei, dafi der W ind auf die zusam m engesetzten Eckstiele in einer nach neueren Erkenntnissen nicht ganz g enugenden W eise in die Rechnung entnehm en, dafi dort hin und w ieder die 40 m /sek -G ren ze uberschritten wird. Doch steh t auch dort der Sturm vom 22. bis 23. N ovem ber einzig- artig da. Es sind in dieser Zeit nicht w eniger ais 16 Boen mit iiber 40 m /sek, davon 8 mit 43 m /sek verzeichnet. Im m erhin w ird die Feld- bergw etterw arte nicht allein w egen ihrer grofien H óhe iiber dem Meer, sondern auch w egen ihrer exponierten Lage und der geringen Tragheit des Instrum entes (die S teigleitung des Steffens-Hedde-BO enschreibers rnifit dort nur 5 m, gegeniiber sonst m eist 10 bis 15 m) eine S onderstellung einnehm en.
^ Vgl. hlerzu E rgebnisse der A erodynam ischen V ersuchsanstalt zu G dttingen, III. Lieferung 1927 und IV. Lieferung 1932; F l a c h s b a r t , W ind
druck auf B auw erke, Die N aturw issenschaften 1930, S. 475, und A bhand- lungen der Intern. V ereinigung fur B ruckenbau und H ochbau, Bd. 1, 1932;
G r a f , Einiges uber W indlasten, Z d V D I 1931, S. 1230; S e i t z , Zu den Bau- polizeivorschriften iiber W inddruck, B autechn. 1932, Heft 50 u. 51.
32 S e i t z , Der Einsturz der H olztiirm e des Senders M iinchen-Stadelheim DIE BAUTECHNIK F ach n ch rlft f. d. g e s. B au ln g c n Jc u rw c sc n
eingefiihrt w urde. Dazu kom m t ferner, dafi das in der statischen Be- rechnung angenom m ene Eigengew icht des H olzes von 600 kg/m3 sicher nicht vorhanden war, sondern urn etw a */< unterschritten sein durfte. An den Bruchstcllen standen sich also folgende grdflte ZugkrSfte g egeniiber:
in W irklichkeit lt. R echnung V erhaltnis
Punkt a W estturm 40,3 13,3 3 : 1
a O stturm 37,1 — —
e W estturm 56,1 18,7 3 : 1 .
Es ist klar — und diesen Standpunkt vertritt auch Prof. G r a f in seinem G utachten —, dafi bei einer derartigen O berlastung w esentlicher Teile ein Standhalten der Turm e nicht erw artet w erden konnte. Jed e w esentliche O berschreitung der rechnungsm afligen Last fOhrt bei H olztrag- w erken, wie iibrigens auch bei E isenkonstruktionen, zu Spannungszustanden, bei denen auch ohne V orliegen von K onstruktions- oder M aterialfehlern der Bruch eintreten kann. Ob das bei 2,5- oder 2facher, oder schon l,7 fach er Last der F ali ist, hangt von den m ehr oder m inder glticklichen B egleitum standen des Einzelfalles ab.
Die O berpostdirektion M iinchen kam auf G rund des G utachtens und ihrer eigenen F eststellungen zu folgenden E rgebnissen: „Die durch die tat- sachlich wirksam gew esenen WindkrSfte hervorgerufenen Beanspruchungen haben in den Ttirmen das in der statischen B erechnung vorgesehene Mafi so aufierordentlich uberschritten, dafi die bei solchen Bauw erken ublicher- w eise zugrunde gelegten Sicherheiten versagen muflten. Die U nter- suchungen haben w eiterhin ergeben, dafi irgendw elche M angel, die ais E insturzursache hatten in Betracht kom m en kOnnen, nicht festzustcllen w aren .“ D er Unfall stellte sich dem nach ais ein Ereignis hóherer G ew alt dar. Dafi er nicht dazu angetan war, das V ertrauen, das die Deutsche Reichspost im allgem einen und die O berpostdirektion Miinchen im besonderen H olzfunkturm en entgegenbringt, zu erschuttern, g eh t daraus hervor, dafi inzw ischen w eitere H olztiirm e, allerdings m it hóheren Wind- belastungsannahm en, vergeben w orden sind, so beispielsw eise fiir den neuen M iinchener G rofisender zwei Tiirme von 115 m H ohe, die im ver- gangenen Som m er durch die Karl Kiibier AG, S tuttgart, fertiggestellt
w orden sind.