Abschlussbericht zur experimentellen und rechnerischen Bestimmung der dynamischen Belastung von Verglasungen durch weichen Stoß. – Fraunhofer IRB

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Abschlussbericht zur experimentellen und rechnerischen Bestimmung der dynamischen Belastung von Verglasungen durch weichen Stoß
J.D. Wörner, Jens Schneider
TU Darmstadt, Institut für Statik
2000, 106 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Best.-Nr. T 2935 (Kopie des Manuskripts)
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-8167-5775-7
sofort lieferbar

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Brüstungen aus Glas, betretbare Glasscheiben, gläserne Trennwände und Überkopfverglasungen müssen versehentlichen Stößen von Personen standhalten können. Derzeit ist für jede einzelne Glaskonstruktion experimentell nachzuweisen, dass sie weichem Stoß zu widerstehen vermag. Die letztendlichen Einschätzungen zur Tauglichkeit der Verglasungen können dann von einem zum anderen Bundesland unterschiedlich ausfallen und bei Konstrukteuren wie ausführenden Firmen herrscht Planungsunsicherheit. - An vierseitig gelagerten Einfach- und Isolierverglasungen und an Balkonbrüstungen aus emailliertem Einscheiben-Sicherheitsglas erfolgten Versuche mit Pendelschlagkörpern. Außerdem erhielten die Glaskonstruktionen Stöße menschlicher Körper, Fußtritte und Ellenbogenstöße. Es wurde ein numerisches Modell entwickelt, dessen Resultate mit den Versuchsergebnisssen gut übereinstimmen. Vereinfachungen dieses Modells führten zur Ermittlung statischer Ersatzlasten für zweiseitig und vierseitig gelenkig gelagerte Glasscheiben handelsüblicher Abmessungen. Mit den Ersatzlast-Tabellen lassen sich Glaskonstruktionen hinsichtlich der dynamischen Belastungen bei weichem Stoß berechnen.

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 3
2 Experimentelle Untersuchungen 6
2.1 Pendelschlagversuche mit dem 50 kg Doppelreifen-Pendelkörper gegen einen starren Körper 6
2.1.1 Versuchsaufbau und Messeinrichtungen 6
2.1.2 Versuchsergebnisse 6
2.2 Pendelschlagversuche gegen vierseitig gelagerte Verglasungen im Normrahmen nach E DIN EN 12600 1998-06 8
2.2.1 Versuchsaufbau und Messeinrichtungen 8
2.2.2 Versuchsergebnisse 10
2.2.3 Bestimmung der Ersatzsteifigkeit verschiedener Stoßkörper aus 2.2.2, [2] 18
2.3 Pendelschlagversuche gegen Balkonbrüstungen aus 6 mm emailliertem Einscheibensicherheitsglas 19
2.3.1 Versuchsaufbau 19
2.3.2 Versuchsergebnisse 21
2.4 Bewertung der Versuchsergebnisse 22
3 Finite-Element-Analyse zur rechnerischen Bestimmung der Beanspruchungen bei weichem Stoß 23
3.1 Allgemeines 23
3.2 Modellierung der Scheibe, der Unterkonstruktion des Pendelkörpers und der Kontaktelemente 23
3.3 Vergleich der Berechnungsergebnisse mit den Versuchsergebnissen 25
3.3.1 Stoß gegen eine starre Wand 25
3.3.2 Versuche im Normrahmen nach E DIN EN 12600 25
3.3.3 Versuche gegen Balkonbrüstungen 27
3.4 Bewertung der rechnerischen Ergebnisse 29
4 Vereinfachtes Modell für die vierseitig gelagerte Scheibe auf Basis eines Zweimassenschwingers 30
4.1 Allgemeines 30
4.2 Bestimmung der Ersatzsteifigkeit des Doppelreifen-Pendelkörpers 32
4.3 Modalanalyse des Zweimassen-Zweifeder-Modells 32
4.4 Bestimmung der Steifigkeit der Glasscheibe über Mw0 für eine Platte unter Teilflächenlast 34
4.5 Bestimmung der mitschwingenden Masse 35
4.6 Vergleich der Ergebnisse und Bewertung 36
4.6.1 Vergleichsberechnungen FE-Modell - Zweimassenschwingermodell 36
4.6.2 Schlussfolgerungen 37
4.7 Bemessung von Isolierglas 37
5 Statische Ersatzlasten 38
5.1 Allgemeine Ersatzlasttafel 38
5.2 Statische Ersatzlasten für die vierseitig gelenkig gelagerte Scheibe 43
5.3 Statische Ersatzlasten für die zweiseitig gelenkig gelagerte Scheibe 45
5.4 Bestimmung der erforderlichen Fallhöhen zur rechnerischen Bemessung absturzsichernder Verglasungen 45
6 Bestimmung der Kurzzeitfestigkeit von gefloatetem Alkali-Kalk-Silicatglas bei Stoßbeanspruchung durch weichen Stoß 46
6.1 Einleitung 46
6.2 Bestimmung der Bruchspannungen bei Stoßbelastung aus einer Lebensdauerberechnung 47
6.3 Bestimmung der Kurzzeitfestigkeit bei Stoßbelastung mit K_I=K_Ic 50
6.4 Vergleich mit den Versuchsergebnissen 51
7 Zusammenfassung 52

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Publikationslisten zum Thema:
Glas, Verglasung, Absturzsicherung, Versuch, Belastung(dynamisch), Beanspruchung(dynamisch), Stoß, Berechnung, Bemessung, Statik, Anprall, Glasscheibe, Modell, Modellierung, Stoßbelastung, Experiment, Isolierglas, Floatglas,

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