AiF12474N

  Glasscheibe Urheberrecht: © STB

Wirtschaftliche Aussteifung von Stahlkonstruktionen mit Glas zur Schubübertragung und zur Erhöhung der Filigranität der Konstruktion

Kurze Beschreibung

Ganzflächig verglaste Dächer und Fassaden bestehen aus Gitterstäben, die zu einer Gitterschale verbunden und mit Glasscheiben abgedeckt sind. Vier Gitterstäbe, die in der Verglasungsebene gelenkig verbunden sind, bilden eine Gittermasche, die einen Verschiebungsfreiheitsgrad besitzt. Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden zwei Methoden angewandt, um die Gitterschalen in der Verglasungsebene auszusteifen, zum einen die biegesteife Verbindung der Gitterstäbe in der Verglasungsebene und zum anderen die Anordnung von zusätzlichen Diagonalstäbe bzw. Diagonalseile.
Beide Varianten erfordern einen zusätzlichen Materialeinsatz, der sich negativ auf die Transparenz und die Baukosten auswirkt. Der Kern dieses Forschungsprojektes ist die Nutzung der Glasscheibe zur Aussteifung der Gitterschale. Tragstrukturen mit einer Vielzahl von verbundenen Stahl-Glas-Elementen besitzen Systemredundanzen durch ihr Lastumleitungspotential im Falle des Versagens einzelner Glaselemente.
Je nach Art der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Stahl und Glas entstehen Untersysteme, deren Tragfähigkeit durch die Tragfähigkeit der Verbindungen zwischen Stahl und Glas und/oder durch Stabilität der schlanken, in ihrer Ebene belasteten Glasscheiben begrenzt ist. Beide Faktoren wurden durch Bauteilversuche und FE-Berechnungen für zwei Stahl-Glas-Verbundsysteme ("Eckklotzung" und "Randverklebung") untersucht.
Beim System "Eckklotzung" sind die Glasscheiben in den Ecken kraftschlüssig in die Stahlgitterschale eingefügt. Für dieses System wurden an Kleinteilproben verschiedene Eckklotzungsvarianten entwickelt und untersucht. Durch Großbauteil wurde das Stabilitätsverhalten "Knicken" für Scheiben unterschiedlicher Schlankheiten analysiert und ein Bemessungskonzept entwickelt.
Beim System "Randverklebung" sind die Glasscheiben umlaufend mit der Stahlgitterschale verklebt. Ebenfalls an Kleinteilproben wurden zunächst verschiedene Klebeverbindungen untersucht. An Großbauteilen wurde das Stabilitätsverhalten "Schubbeulen" für Scheiben unterschieldicher Schlankheiten analysiert und ein Bemessungskonzept entwickelt.

Forschungsförderung

AiF 'Otto von Guericke' e.V.

Laufzeit

05/2000 - 10/2001