[PhilWeb] Re: Wahrheit

hallo IT, hier die langfassung meiner Frage. incl. der "Forschungsarbeit" *4.1 Brandszenario* Unter der Annahme eines *Poolbrands im Technikraum* wurde vom *BRE Centre for Fire Engineering* eine *FDS-Analyse* durchgeführt [20]. Dabei wurden verschiedene *Belüftungsbedingungen* untersucht, insbesondere in Bezug auf eine Öffnung des Technikraums zum *Plenum östlich des Gebäudes*. Die Ergebnisse wurden mit der *Thomas-Kurve* [21] verglichen, da das Feuer in allen Szenarien innerhalb von *300–600 Sekunden einen stationären Verbrennungszustand* erreichte. Alle FDS-Simulationen lieferten Ergebnisse *unterhalb der Thomas-Kurve*, was darauf hinweist, dass die Analysen *konservativ* waren und deutlich *unter experimentellen Daten und der Realität* lagen. Bei der *Energiebetrachtung* – unter Vernachlässigung von Rückstrahlung und Wärmeleitung – und der Annahme einer *linearen Wachstumsphase* des Feuers wurde festgestellt, dass die Temperaturen der *Stützen und Träger* mit leichter Verzögerung, aber ansonsten *auf dasselbe Niveau wie die Gastemperaturen* ansteigen. Unter Berücksichtigung des *Brandschutzes* könnte es zu einer *20 %igen Verzögerung bei der Wärmeaufnahme* kommen, was jedoch *unerheblich* wäre, sofern bei den Stützen die *thermische Schädigung* und somit die *maximal erreichten Temperaturen* maßgeblich sind [20]. Ebenso wurde eine *CFD-Analyse eines Poolbrands in der Nähe von Stütze 79* durchgeführt, bei der festgestellt wurde, dass die Temperaturen der Stütze *sehr ähnlich* zum Brandszenario im Technikraum wären. ------------------------------------------------------------------------ *4.2 Strukturanalyse* Die Herangehensweise des *BRE Centre* an die strukturelle Analyse des Einsturzes war *einzigartig*, da hier der Fokus auf das *globale strukturelle Verhalten* und die *Lastumlagerung* gelegt wurde – im Gegensatz zu lokalisierten Versagensmechanismen einzelner Verbindungen oder Bauteile. Ein *15-stöckiges Modell* wurde in *Abaqus* erstellt. Dabei kamen *Stab-Elemente* für das Stahltragwerk und *Schalenelemente* für die Betondecke zum Einsatz. Die *vertikale Last*, entsprechend den Stützenkräften aus den oberen Geschossen, wurde an den *Stützenköpfen* aufgebracht, wobei *vertikale Verschiebungen erlaubt*, aber *horizontale Bewegungen verhindert* wurden. Alle Elemente waren *starr miteinander verbunden*; es wurde *kein Verbindungsversagen* zugelassen, und die *Verbundwirkung* blieb über die gesamte Analyse hinweg erhalten. Diese Modellierungsmethode basierte auf der Annahme der Ermittler, dass die Einbeziehung sämtlicher Details zu vielen Annahmen führen würde, die das Problem eher *verkomplizieren* und möglicherweise einen *globalen Grenzzustand* verschleiern könnten. Anders als bei anderen Modellen zielte dieser Ansatz *nicht darauf ab, den exakten Ablauf* des Einsturzes nachzubilden, sondern *Einblicke in das globale Strukturverhalten* zu geben und die *möglichen Versagenspfade* aufzuzeigen. Es wurde eine *Ausschlussanalyse* durchgeführt, bei der verschiedene Kollapsszenarien getestet und auf ihre Übereinstimmung mit dem beobachteten Einsturz geprüft wurden: *Erwärmung nur von Träger 1*, *nur Träger 2*, *beide Träger*, sowie *nur Stütze 79*. In allen Szenarien spielte die *Lastumlagerung* eine zentrale Rolle bei der Gesamtverformung der Struktur. Die Analyse ergab, dass *die gleichzeitige Erwärmung beider Träger (1 und 2)* am wahrscheinlichsten für den Einsturz verantwortlich war (siehe nächster Abschnitt). Zudem zeigte sich, dass auch die *Erwärmung der Stütze 79 außerhalb des Technikraums* zu einem vergleichbaren globalen Einsturz führen würde. ------------------------------------------------------------------------ *4.3 Kollaps-Hypothese* Ein *Brand im Technikraum* würde die *Stützen 77 und 80* sowie die *Diagonalen von Träger 2*, die diese verbinden, erhitzen. Sobald diese Stützen ihre Tragfähigkeit verlieren, würde ihre Last auf die *Stützen 76, 79 und 81* umgelagert. Gleichzeitig verliert der *ebenfalls teilweise erhitzte Träger 1* an Tragfähigkeit, wodurch auch dieser seine Lasten an den *Kern* und an *Stütze 79* abgibt. Da Stütze 79 vermutlich durch einen *Dieselbrand in ihrer Nähe erhitzt* wurde und zudem als *am stärksten belastete Stütze* gilt, ist es wahrscheinlich, dass sie versagte. Daraus ergab sich: *Das Versagen von Träger 1, Träger 2 oder Stütze 79* würde jeweils die *anderen beiden überlasten* und zu deren Versagen führen. Daher war die *kombinierte Erwärmung von Träger 1 und Träger 2 sowie die potenzielle Erwärmung von Stütze 79* der *Hauptfaktor für den globalen Einsturz* von WTC 7. Der *Initialversagen* könnte entweder *bei Stütze 79 oder Träger 2* begonnen haben, da ein Einsturzereignis an einem dieser Punkte die beobachtete *Knickung im Penthouse* und dessen *Absinken* auslösen konnte, wie in den Videoaufnahmen zu sehen ist. ------------------------------------------------------------------------ *5 SCHLUSSFOLGERUNGEN* Der *Einsturz von WTC 7* bleibt bis heute ein *einzigartiges Ereignis* in der Geschichte des baulichen Brandschutzes. *Trotz des inzwischen fast zwanzigjährigen Zeitraums* gibt es *keine eindeutige Erklärung* für die genaue Ursache des Versagens. Zahlreiche Expertenteams haben das Ereignis untersucht und versucht, die *verschiedenen Versagensabläufe zu rekonstruieren*, die zum *progressiven Kollaps* führten. Da die Trümmer größtenteils beseitigt wurden, mussten sich die Experten auf *Fotos, Videos und numerische Simulationen* stützen, um ihre Hypothesen zu formulieren. *FDS-Simulationen* und *explizite Finite-Elemente-Analysen* spielten bei allen Ermittlerteams eine zentrale Rolle – ein Hinweis auf den *Trend zu rechnergestützten Methoden* bei der forensischen Analyse von durch Brand beschädigten Bauwerken. Aus der Betrachtung der verschiedenen Modellierungsansätze und Hypothesen lassen sich einige wichtige Erkenntnisse ableiten: 1. *Es herrscht weitgehend Einigkeit* unter den Ermittlern in zwei Punkten: * *Brand* war die *Hauptursache* für das Versagen. * Das *Versagen begann im östlichen Teil des Gebäudes*, vermutlich in den *unteren 14 Stockwerken*. 2. *FDS-Simulationen* der betroffenen Stockwerke (7–9 und 11–13), kalibriert mit Videodaten, ergaben *vergleichbare Temperaturen* in den Bauteilen. *Kleine Temperaturabweichungen* können jedoch je nach Strukturmodell *zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen* führen. 3. *Trotz der umfassenden Bemühungen* der verschiedenen Teams gibt es *keinen Konsens* zum *exakten Initialversagen*: * Arup zeigte, dass der *Träger 44-79 von seiner Lagerung gezogen* wurde. * NIST kam zum gegenteiligen Schluss, dass die *Träger weggeschoben* wurden. * WAI sah das *Versagen einer Balkenverbindung*, dem der Einsturz der gesamten Decke folgte. * Die *UoE-Analyse* vermutete ein ganz anderes Szenario: ein *Brand durch ein Leck im Notstromsystem* im Technikraum. 4. *Numerische Modelle* sind stets *Idealisierungen* realer Ereignisse. Daher hängen ihre Ergebnisse *stark von den Entscheidungen der Modellierer* ab. Es gibt viele *Unterschiede zwischen den Modellen und Ergebnissen* zu WTC 7, die jeweils *empfindlich auf unterschiedliche Faktoren* reagieren. Es besteht weiterhin eine *Wissenslücke* hinsichtlich des *geeignetsten Ansatzes* zur *Modellierung großer Strukturen im Brandfall* – insbesondere, welches *Abstraktionsniveau notwendig und sinnvoll* ist, um *das kritische Verhalten* zu erfassen, ohne die Modelle unnötig zu verkomplizieren oder ihre *Vorhersagekraft zu verlieren*. ------------------------------------------------------------------------ Wenn du magst, kann ich dir diesen Text auch als PDF oder zusammengefasst aufbereiten. Du: Ein 15-stöckiges Modell wurde in Abaqus erstellt. Dabei kamen Stab-Elemente für das Stahltragwerk und Schalenelemente für die Betondecke zum Einsatz. Die vertikale Last, entsprechend den Stützenkräften aus den oberen Geschossen, wurde an den Stützenköpfen aufgebracht, wobei vertikale Verschiebungen erlaubt, aber horizontale Bewegungen verhindert wurden. Alle Elemente waren starr miteinander verbunden; es wurde kein Verbindungsversagen zugelassen, und die Verbundwirkung blieb über die gesamte Analyse hinweg erhalten.<--- kann aufgrund dieser Beschreibung ein simultaner Zusammenbruch und eine 2,25sekunden andauernde Freifallgeschwindigkeit der Nordseite nachgewiesen werden? ChatGPT: Die kurze Antwort lautet: *Nein*, *ein solches Modell – wie es hier beschrieben wird – kann /nicht/ den simultanen Zusammenbruch der Nordseite mit einer 2,25 Sekunden andauernden Freifallgeschwindigkeit nachweisen*. Und zwar aus mehreren entscheidenden Gründen, die ich dir hier ausführlich erläutere: ------------------------------------------------------------------------ 🔍 *Analyse der Modellbeschreibung und ihrer Grenzen* Die Beschreibung bezieht sich auf ein *stark vereinfachtes globales Strukturmodell*, das wie folgt aufgebaut ist: 1. *Verwendung von Stab- und Schalenelementen*: * *Stab-Elemente* für das Stahltragwerk: Diese idealisieren Träger und Stützen als linienförmige Elemente – sie *berücksichtigen keine komplexen Geometrien, lokalen Instabilitäten oder Verbindungsausfälle*. * *Schalenelemente* für die Decke: Diese können Biegung und Membrankräfte erfassen, aber auch hier fehlt die Detailtiefe für lokale Schäden oder Bruch. 2. *Lagerung & Freiheitsgrade*: * *Vertikale Verschiebungen erlaubt*, aber *horizontale Bewegungen unterdrückt*: Dies verhindert wichtige horizontale Auslenkungen oder Umverteilungen, wie sie im realen Einsturz passiert wären. 3. *Keine Verbindungsversagen berücksichtigt*: * *Alle Elemente sind starr miteinander verbunden*, was bedeutet: o *Keine plastische Deformation* von Verbindungen. o *Keine Bolzenversagen, keine Schweißnahtversagen*, keine lokale Ablösungen etc. o Das *entscheidende Verhalten im Versagensfall* (z. B. Scher-, Zug-, oder Biegemomentversagen von Verbindungen) wird *nicht abgebildet*. 4. *Komplette Verbundwirkung* durchgängig angenommen**: * Dies ignoriert die Möglichkeit, dass *Verbundeffekte lokal verloren gehen*, was im Brandfall aber /erwartbar/ ist (z. B. durch thermische Ausdehnung, Delamination, Versagen von Schubverbindern usw.). ------------------------------------------------------------------------ ❌ *Warum dieses Modell keinen Freifall nachweisen kann* ➤ *Freier Fall = keine strukturelle Gegenkraft* Ein Abschnitt eines Gebäudes befindet sich im *freien Fall*, wenn die einzige wirkende Kraft die *Schwerkraft* ist. Das bedeutet: * Die Struktur darunter muss *in diesem Moment vollständig versagt oder entfernt worden sein*. * Es darf *keine nennenswerte Widerstandskraft* geben (wie sie bei normalen plastischen oder elastischen Verformungen auftreten würde). ➤ *Das beschriebene Modell erlaubt /kein/ vollständiges oder plötzliches Strukturversagen:* * *Keine Verbindungsversagen* → also keine plötzliche Trennung von Etagen. * *Keine Sprengmechanismen* oder andere Art der gleichzeitigen Entfernung tragender Elemente. * *Kein thermisch-induziertes Totalversagen ganzer Etagen auf einmal*. ➤ *Ein solches Modell gibt /nur Einblicke in globale Verformung/ – keine dynamischen Kollapsszenarien* * Der Ansatz verfolgt keine *zeitlich aufgelöste Dynamik* wie sie in einem *expliziten dynamischen Modell* notwendig wäre, um Freifallphasen zu erkennen. * Das Modell ist *quasi-statisch*, mit Schwerpunkt auf *Lastumlagerung*, nicht auf *Kollapsmechanik*. ------------------------------------------------------------------------ 📏 *Zum Vergleich: Was bräuchte man, um 2,25 s freien Fall zu simulieren oder zu erklären?* Um den *Beobachtungswert von 2,25 Sekunden Freifall* (wie er z. B. im NIST-Bericht für einen Teil der Nordfassade festgestellt wurde) realistisch zu simulieren oder zu erklären, müsste das Modell: 1. *Explizit-dynamisch sein* (z. B. mit ABAQUS/Explicit, LS-DYNA, ANSYS Autodyn usw.) 2. *Detaillierte Versagenskriterien* beinhalten (lokales Versagen, Materialversagen, Verbindungsausfall). 3. *Brandbelastung physikalisch realistisch* abbilden – inklusive: * Temperaturverlauf * Materialdegradation * Verlust von Scher- und Biegetragfähigkeit 4. *Interaktive und progressive Kollapsmodelle* verwenden. 5. *Reale Initialbedingungen und Triggermechanismen* berücksichtigen, die zu einer simultanen Entlastung ganzer Stockwerke führen (wie z. B. durch eine Explosion, Sprengung oder vollständiges thermisches Versagen einer kritischen Stützenlinie). ------------------------------------------------------------------------ 📌 *Fazit* *Das beschriebene Modell kann keine 2,25 Sekunden dauernde Freifallphase der Nordseite von WTC 7 nachweisen oder realistisch simulieren.* Es ist dafür *methodisch, physikalisch und numerisch ungeeignet*, weil es: * *kein dynamisches Verhalten*, * *kein Versagensverhalten*, * *keine spontane Lastentfernung* simuliert. Am 09.09.25 um 17:17 schrieb Ingo Tessmann über PhilWeb: