Zum Kraftfluss in gestossenen Biegeträgern aus Verbundsicherheitsglas
Ringli, Rene Markus
Quelle: Bericht - Institut für Baustatik und Konstruktion IBK, ETH Zürich
Zürich (Schweiz)
Selbstverlag
2016, IV,182 S., Abb., Tab., Lit.
Serie: Bericht - Institut für Baustatik und Konstruktion IBK, ETH Zürich, Nr.367

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[Quelle: http://e-collection.library.ethz.ch]
Biegeträger aus Verbundsicherheitsglas mit großen Spannweiten bestehen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung aus mehreren einzelnen Glasscheiben zwischen denen ein Interlayermaterial dafür sorgt, dass die Scheiben zusammenhalten. Durch das spröde Versagen von Glas, den ungewöhnlichen Trägeraufbau und die daraus resultierenden Spannungskonzentrationen stellen diese Strukturen eine große Herausforderung für die bearbeitenden Ingenieure dar, da geeignete einfache analytische Modelle fehlen, die das Tragverhalten beschreiben und dadurch das Verständnis hierfür fördern. In der Arbeit wird deshalb ein analytisches Modell vorgestellt, das die wichtigsten Effekte, die zur Spannungskonzentration beitragen, berücksichtigt. Das Modell arbeitet mittels einigen Vereinfachungen, wie beispielsweise der Annahme von rein linear elastischem Materialverhalten und der Approximation der unteren Kante eines Trägers unter Biegebeanspruchung als Bereich reiner äußerer Zugbeanspruchung. Das analytische Modell berücksichtigt die Kraftumverteilung infolge der unterschiedlichen Steifigkeiten des Trägermaterials und des Interlayers mittels Schlupfdifferenzialgleichung, den Einfluss der lateralen Biegebeanspruchung infolge Exzentrizität der resultierenden Kraft mittels Biegung eines Sandwichelements und die Berücksichtigung von lokalen Effekten mithilfe einer zusätzlichen lokalen Biegebeanspruchung. Experimentelle Untersuchungen sowie Finite-Elemente-Simulationen zeigen, dass das Modell im Wesentlichen funktioniert. Bei der Bemessung muss die Schubsteifigkeit des Interlayermaterials berücksichtigt werden.
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