New Mechsiko

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Mechanisches Verhalten von Silikonklebstoffen in Abhängigkeit der Belastungsdauer (Kurzzeit-, Langzeit- und Schwingbelastung)

Der Abschlussbericht wird in kürze veröffentlicht.

Kurze Beschreibung

Im konstruktiven Glasbau gibt es derzeit keine systematischen Untersuchungen, die das komplexe Tragverhalten (u. A. temperatur-, dehnraten-, belastungszustands-, fertigungs- und geometrieabhängig) von mit Silikonklebstoffen ausgeführten Verbindungen differenziert beschreiben. Aufgrund des sehr geringen Kenntnisstandes des sich in Abhängigkeit dieser Einflüsse ändernden mechanischen Verhaltens werden bei der Bemessung von Silikonverbindungen im konstruktiven Glasbau hohe methodische Sicherheitsfaktoren (in Deutschland bspw. Faktor 6 für Kurzzeitbelastungen) beaufschlagt. Daraus resultiert derzeit eine Überdimensionierung bei gleichzeitiger Einschränkung der Designmöglichkeiten, was in der Praxis unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten in Verbindung mit Vorbehalten und hohen Auflagen seitens der Baubehörden häufig gegen eine Entscheidung zur Ausführung mit einer geklebten Verbindung führt.

Im vorliegenden Forschungsantrag werden daher die Veränderungen des mechanischen Verhaltens bzw. entsprechender zur Bemessung notwendiger Kennwerte von Silikonklebstoffen in Abhängigkeit von der Belastungsdauer (Kurzzeit, Langzeit- und Schwingbelastung) mit Fokus auf eine Schwingbelastung und fertigungsbedingter Inhomogenitäten an Kleinteilproben untersucht. Darauf aufbauend wird die Überlagerung und damit die Wertigkeit dieser beiden Einflüsse zueinander erforscht. Die chemische Alterung wird nicht berücksichtigt. Für eine praxisnahe Übertragung der Ergebnisse aus den Laborversuchen auf konkrete Anwendungsfälle werden während der Projektlaufzeit zum einen geklebte Brüstungselemente (außen und innen), welche bei einem PA-Mitglied ausgeführt werden, unmittelbar nach Einbau in situ überwacht und zum anderen identische maßstabsgetreue Brüstungselemente mit definierten Belastungen und fertigungsbedingten Inhomogenitäten unter Laborbedingungen untersucht.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ableitung von Bemessungs- und Konstruktionsregeln für Silikonklebungen, welche die Einflüsse aus Belastungsdauer und Inhomogenitäten im besten Fall über Abminderungsfaktoren berücksichtigen. Auf diese Weise soll eine Bewertung ermöglicht werden, wie hoch der Anteil der untersuchten Einflüsse am derzeitigen Sicherheitsniveau ausfällt und wie groß damit das Potential für eine mögliche Reduktion des methodischen Sicherheitsfaktors ist.

Forschungsförderung

  • AiF - Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
  • BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
  • DVS - Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren

Partner

  • Technische Universität Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs)

Laufzeit

03/2019 – 02/2021

Ansprechpartner

Benjamin Schaaf