Fahlbusch, Mark (2008)
Zur Ermittlung der Resttragfähigkeit von Verbundsicherheitsglas am Beispiel eines Glasbogens mit Zugstab.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zusammenfassung Das Ziel dieser Arbeit lag darin, am konkreten Beispiel des Glasbogens mit Zugstab einen Weg zur rechnerischen Ermittlung der Resttragfähigkeit aufzuzeigen. Dazu wurden anhand von Zug- und Biegeversuche die Materialeigenschaften der PVB-Folie und des gebrochenen VSG aus Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) bei 10°C ermittelt. Weiterhin wurden Versuche zur Ermittlung des Reibungswiderstandes von gebrochenem VSG auf Stahl und Neopren durchgeführt. Ergebnisse der Versuche an PVB-Folie Für eine Dauerlast von über 24 h beträgt die aufnehmbare Zugspannung von PVB-Folie ca. 3,5 N/mm². Ab einer Dehnung von ca. 200% verfärbt sich die Folie von durchsichtig, klar zu weiß und reist schlagartig ab. Eine Spannungsdehnungsbeziehung die mit einem E-Modul beschrieben werden kann liegt nicht vor. Ergebnisse Versuche an gebrochenen VSG Unterhalb einer Dauerzugspannung von 0,70 N/mm², bezogen auf den Folienquerschnitt, tritt im gebrochenen VSG durch eine Verzahnung der einzelnen Glaskörner nahezu keine Dehnung auf. Probekörper mit einer Spannung von 2,5 N/mm², bezogen auf den Folienquerschnitt, versagten unter Dauerlast nicht vor 24 h. Probekörper mit einer Spannung von 2,0 N/mm², bezogen auf den Folienquerschnitt, versagten unter Dauerlast nicht vor 48 h. Die minimale Versagensdehnung der VSG-Probekörper lag bei 60%. Mit einem bilinearen, zeitabhängigen Stoffgesetz kann das Spannungsdehnungsverhalten von gebrochenem VSG bei reiner ruhender Zugbelastung abgebildet werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Verzahnung zwischen den Glaskörnern durch eine anfängliche Biegebeanspruchung aufreißt, ist auch ein lineares zeitabhängiges Stoffgesetz anwendbar. Für eine kurze Belastungsdauer konnte ein E-Modul von E = 51 N/mm² ermittelt werden. Für eine Belastungsdauer von 24 h ergibt sich ein E-Modul von E = 4,2 N/mm² und für 48 h ein E = 3,33 N/mm² bezogen auf die Querschnittsfläche der Folie. Mit Hilfe der Ergebnisse der Biegeversuche konnte die Biegesteifigkeit für das gebrochene VSG ermittelt werden. Ergebnisse Reibungsversuche Es wurde ein Reibungsbeiwert von µ = 0,44, von gebrochenem Glas auf Stahl bzw. Neopren ermittelt. Berechnungsweg zur überschlägigen Ermittlung der Resttragfähigkeit Mit einem Stabwerkmodell, das aus dem Tragwerksverständnis entwickelt wurde, kann die Resttragfähigkeit von gebrochenem VSG aus ESG rechnerisch überschlägig ermittelt werden. Ein Stabwerkmodell mit Biegesteifigkeit in Plattenebene eignet sich besonders gut zur Berechnung der Resttragfähigkeit, da nur die für das globale Tragverhalten notwendigen Elemente abgebildet werden. Rechnerische Instabilitäten, die in der Regel durch die großen Verformungen auftreten, können so in untergeordneten Bereichen ausgeschlossen werden. Mit den ermittelten Materialdaten und einem Stabwerkmodell kann das Resttragverhalten bezüglich der Tragfähigkeit und der Verformungen des Gesamtsystems abgebildet werden. Systemänderungen wie Einreißen der Folie können dabei durch das Entfernen einzelner Stäbe aus dem Stabwerkmodell berücksichtigt werden. Die Resttragfähigkeitsdauer wird aus der Kriechzahl bei Überschreiten der Grenzdehnung von 60% in der Kriechprozessberechnung ermittelt. Die Drucktragfähigkeit einzelner Bereiche kann durch Detailstabwerkmodelle untersucht werden.

Frage zum Eintrag

Redaktionelle Details anzeigen