Hochleistungsfähige, materialminimale und werkstoffgerechte Verbindungstechnik im Glasbau

Das Fügen von Bauteilen aus Glas liegt technologisch immer noch weit hinter dem Entwicklungsstand des Werkstoffes selbst zurück. Durch die Weiterentwicklung einer werkstoffgerechten Verbindungstechnik von Glaselementen, die bereits in Vorversuchen sehr vielversprechende Ergebnisse erzielt hat, sollte dieser Rückstand aufgeholt werden. Mit der völlig neuartigen Verbindungstechnik sollten eine wirtschaftlichere Dimensionierung von Glaselementen, eine Sicherung der Resttragfähigkeit der Konstruktion nach Glasbruch, eine Steigerung der Transparenz von Glasstrukturen sowie ein verbessertes Montage- und Demontageverhalten erzielt werden. Im vorliegenden Projekt wurden Mehrscheibensysteme, die durch eine polymere Zwischenschicht verbunden sind und bei denen die Lasteinleitung aber in die polymere Zwischenschicht eingebettete lnserts erfolgt, untersucht. Auf der Basis von experimentellen und numerischen Untersuchungen sollten die Basiskenngrößen der hochleistungsfähigen Lasteinleitungselemente abgeleitet werden. Das Tragverhalten der Verbindung sollte für unterschiedliche Beanspruchungssituationen analysiert werden. Anschließend folgte die konstruktive und tragstrukturelle Optimierung der Fügeelemente. Zuerst wurden im Rahmen dieses Projekts die charakteristischen Materialeigenschaften der polymeren Zwischenschicht (SentryGlas Plus) ergänzend zu den vorliegenden Herstellerinformationen und Publikationen ermittelt. Dabei wurde sowohl die Temperaturabhängigkeit der Materialparameter als auch die Abhängigkeit von der Belastungsgeschwindigkeit und -dauer untersucht. Es wurden Probekörperabmessungen gewählt, die einen direkten Vergleich der Materialparameter mit denen von PVB (Polyvinylbutyral - hauptsächlich eingesetztes Zwischenschichtmaterial bei Verbundsicherheitsglas) erlauben. In einem nächsten Schritt wurde das Tragverhalten der neuen Verbindungstechnik durch Auszugsversuche von in die Zwischenschicht integrierten lnserts experimentell unter Kurzzeit- wie auch unter Langzeitbeanspruchung untersucht. Anschließend erfolgt die Abbildung der Auszugsversuche durch numerische Simulation. Nach der Analyse der Spannungsverläufe innerhalb der Verbundpartner wurde die Insertgeometrie tragstrukturell angepasst. Dabei wurde das Ziel verfolgt, Spannungsspitzen abzubauen, um so einen homogenen Lastabtrag zu erzielen.