Vergleichende Untersuchung an Schwertern aus

Vergleichende Untersuchung an Schwertern aus Verbundsicherheitsglas
anhand von Tests im Originalmaßstab, Finite-Elemente-Berechnungen und
Formeln zur Berechnung des Knickverhaltens
Kurzfassung
Zwischenlagen mit hoher Steifigkeit verbessern die mechanischen Eigenschaften von Schwertern aus Verbundsicherheitsglas und
ermöglichen damit leistungsstärkere Lösungen für Glasfassaden. Die Vorteile des verbesserten Biegeverhaltens und der höheren
Festigkeit, die mit dem Einsatz steiferer Zwischenlagen verbunden sind, ermöglichen längere, dünnere und schmalere Schwertprofile
mit erhöhter Tragfähigkeit gegenüber herkömmlichen PVB-Laminaten. Die Zahl der bestehenden Vorschriften und Normen, die sich
auf die konstruktive Auslegung von Glas-Schwertern beziehen, ist gering. Die australische Norm AS 1288 ist eine wichtige Referenz für
die Gestaltung von Schwertern aus Einscheibensicherheitsglas. Sie behandelt das Knicken und den Bruch für unterschiedliche Randbedingungen, gilt aber nicht für Verbundglas. Fassadenbau-Ingenieure verwenden oft die veröffentlichten Formeln für das Knickverhalten und Finite-Elemente-Berechnung zur Auslegung von Glasschwertern. Dabei werden die Schubeigenschaften des Laminats meist
vernachlässigt, und die Schwerter werden so behandelt, als wären die Elemente vollständig miteinander verbunden. Die Gesamtdicke
des Glases wird dann in die Knick-Formeln für monolithisches Glas eingesetzt. Die vorliegende Veröffentlichung stellt dieses Vorgehen
auf die Probe. Sie beschreibt die Ergebnisse von Tests im Originalmaßstab, Finite-Elemente-Simulationen und Berechnungen mit den
veröffentlichten Knick-Gleichungen für Glasschwerter für acht unterschiedliche Konstruktionen und zeigt dabei die Auswirkungen des
Einsatzes unterschiedlicher Verbundglas-Zwischenlagen.
John A. Knowles, PE, SE (Stutzki Engineering, Inc.)
Robin Czyzewicz (Kuraray)
Malvinder Singh Rooprai (Kuraray India)
Keywords
1= Glas, 2=Verbund, 3=Schwerter, 4=Balken,
5= Biegedrillknicken
Einleitung
Seit rund 50 Jahren kommen Glasschwerter
als Strukturelemente im Innen- und Außenbereich zum Einsatz, wo sie Fassaden, Baldachine, Schaufensterfronten, vorgehängte
Fassaden und Dachverglasungen abstützen. Zu
Beginn wurde dafür hauptsächlich monolithisches, getempertes Glas (Einscheibensicherheitsglas, ESG) mit 19 mm Dicke verwendet.
ESG hat einige Vorteile gegenüber Floatglas.
Wenn ESG versagt, zerbricht es in kleine Stücke,
von denen kaum Gefahr ausgeht. Es kann jedoch
inhärente Fehlstellen in Form von NickelsulfidEinschlüssen enthalten, die zum Spontanbruch
führen können. Heißlagerung kann vor diesem
Spontanversagen schützen. Allerdings verbleibt
nach dem Bruch von monolithischem ESG keine Schutzwirkung und keine Resttragfähigkeit.
Um dieses Problem zu lösen, wird Verbundglas
eingesetzt. Über das Problem der fehlenden
Resttagfähigkeit nach Bruch hinaus macht auch
die Dickenbegrenzung den Einsatz von Einscheibensicherheitsglas für längere Schwerter und
höhere Belastungen unmöglich. Verbundglas ermöglicht dagegen Dicken von über 25 mm und
erweitert damit die Einsatzmöglichkeiten von
Glasschwertern.
Verbundglas-Zwischenlagen aus Standard-PVB
waren ursprünglich in den 1930er Jahren für KfzFrontscheiben entwickelt worden. Diese flexible
Zwischenlage sorgt für eine gewisse Stabilität
nach Glasbruch und trägt dazu bei, dass das Glas
nach einem Bruch in seinem Rahmen bleibt, allerdings mit eingeschränkter Resttragfähigkeit
nach Bruch aller Glasschichten. Standard-PVB
wurde auch für Glasschwerter eingesetzt, aber
auf Grund seiner Weichheit müssen die Glasscheiben bei gleicher Belastbarkeit dicker sein
als bei Schwertern aus Einscheibenglas.
In den 1990ern hat DuPont die SentryGlas®
Ionoplast-Zwischenlage als mittragendes Element entwickelt, um die Anforderungen an
die Sicherheit von Verglasungen in hurrikangefährdeten Regionen zu erfüllen. SentryGlas®
ist 100mal steifer als Standard-PVB, und die
Reißfestigkeit ist fünfmal höher. Dank dieser
Eigenschaften sind die einzelnen Scheiben von
Verbundglas bei dessen Einsatz effizienter miteinander verbunden. Es resultiert ein steiferes
Laminat mit einem guten Resttragverhalten und
Rückhaltevermögen nach Glasbruch.
Gleichungen entsprechend AS 1288, wobei sie
den Einfluss der Zwischenlage ignorieren.
Auf Grund der langen und schmalen Form der
Schwerter ist Biegedrillknicken das typische
Versagen. Inhalt der vorliegenden Arbeit ist der
Vergleich unterschiedlicher mathematischer Ansätze für die Auslegung von Schwertern hinsichtlich des Knickverhaltens, wobei sowohl monolithische als auch Verbundstrukturen einbezogen
werden. Darüber hinaus werden die Ergebnisse
von Laborversuchen an Schwertern aus monolithischem und Verbundglas zur Validierung dieser
Gleichungen verwendet.
Ein anderes Verfahren beschreibt Dr. Andreas
Luible [2]. Er präsentiert eine direkte Gleichung
für das kritische Ausknickmoment eines Verbundglasschwertes. Diese Gleichung berücksichtigt den E-Modul von Glas, das Trägheitsmoment
des Schwertes, die freie Spannweite zwischen
Auflagern, die Schubsteifigkeit der Zwischenlage, die Auflagerbedingungen und die Art der
Krafteinleitung (siehe Gleichung 2).
Theorie
Zurzeit wird in Vorschriften und Normen kaum
Bezug auf Glasschwerter genommen. Zu den
wenigen Ausnahmen gehört die australische
Norm AS 1288 [1]. Diese bezieht sich auf das
Ausknicken von Schwertern, enthält Formeln
zur Berechnung kritischer elastischer Werte
für Tragbalken mit und ohne örtliche oder kontinuierliche Lagerung. So enthält Anhang C3
eine Gleichung für „Tragbalken ohne über die
Länge angeordnete Knickstützen“ (siehe Gleichung 1).
�� =
��
�� (��)�
�
�
�(��)� (��) ��
��
��
��
Gleichung 1: Gleichung für „Tragbalken ohne örtliche Knickstützen“
In dieser Gleichung steht MCR für das kritische
Ausknickmoment des Schwerts, g2 und g3 sind
Konstanten basierend auf der Lagerung des
Schwerts, Lay ist die freie Distanz zwischen steifen Knickstützen, (EI)y ist die Biegesteifigkeit
um die y-Achse, GJ ist die Torsionssteifigkeit,
und yh ist der Abstand zwischen dem Schwerpunkt und dem Lastangriffspunkt.
In dieser Gleichung bleibt die Art der verwendeten Zwischenlage unberücksichtigt. Sie basiert
ausschließlich auf der Geometrie des Schwertes, seiner Lagerung, dem Lastangriffsort und
dem Werkstoff (Glas). Diese Gleichung und die
anderen in AS 1288 enthaltenen Gleichungen
eignen sich gut für monolithische Schwerter.
Für Schwerter aus Verbundglas sind sie nicht anwendbar. Konstrukteure können nur Annahmen
treffen in Bezug auf den Verlust an Biegesteifigkeit auf Grund des Kopplungsverhaltens, der
durch die Zwischenlage verursacht wird. Dabei
addieren sie oft fälschlicherweise die Lagendicken des Laminats und verwenden dann die
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��
� � ��
��
�� + �
+ ��
�
� ��
��
Gleichung 2: Kritisches Ausknickmoment von Verbundglasschwertern
Gleichung 2 eignet sich zur Berechnung von
Schwertern mit unterschiedlichen Zwischenlagen-Werkstoffen, Belastungsdauern, Temperaturen, Spannweiten, Geometrien usw. Damit
wurden verschiedene Konstruktionen unter
Verwendung der Materialeigenschaften von
Standard-PVB und der SentryGlas® Zwischenlage bei 50 °C und 3 Sekunden Belastungsdauer
(ASTM E1300 Lastfall Wind) untersucht und die
Ergebnisse in den Tabellen 1 bis 3 aufgeführt.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen den Schubmodul von
Standard-PVB und SentryGlas® bei verschiedenen Temperaturen und Belastungsdauern und
unterstreichen damit die Bedeutung der Wahl
des jeweils richtigen Wertes für eine gegebene
Anwendung.
Die Werte in Tabelle 3 beziehen sich auf ein 6 m
langes, 600 mm breites, einseitig eingespanntes
Schwert aus Einscheibenglas und Verbunden mit
1,52 mm dicken Zwischenlagen aus StandardPVB (PVB) und SentryGlas®. Wie sich zeigt, liegen die Knickmomente für die Einscheiben- und
die SentryGlas® Version in ähnlicher Größenordnung, während dieser Wert für den Verbund mit
Standard-PVB rund 40 % geringer ist. Dies zeigt
die gravierenden Unterschiede, die Zwischenlagen bei der Auslegung von belasteten Glaselementen spielen können.
In Tabelle 4 wurde das gleiche Auslegungsmoment
für alle drei Glasschwerter zu Grunde gelegt und
die Breite des Schwertes berechnet, die zum Erreichen dieses Moments erforderlich ist. Wieder
liegen das monolithische und das Verbundglas mit
der SentryGlas® Zwischenlage auf gleicher Höhe,
während das Schwert mit Standard-PVB um rund
50 % breiter sein muss als die anderen.
Vergleichende Untersuchung an Schwertern aus Verbundsicherheitsglas anhand von Tests im
Originalmaßstab, Finite-Elemente-Berechnungen und Formeln zur Berechnung des Knickverhaltens
In Tabelle 5 wurde wieder das Auslegungsmoment für alle drei Muster konstant und die
Glasdicke als Variable gehalten. Wieder sind
das monolithische und das Verbundglas mit der
SentryGlas® Zwischenlage vergleichbar, während der Verbund mit PVB um 21 % dicker sein
muss, um das gleiche kritische BiegedrillknickMoment zu erreichen.
In allen Fällen erfordert ein mit PVB-Zwischenlage hergestelltes Schwert entweder dickeres
Glas und/oder größere Schwertbreiten als der
Verbund mit SentryGlas® Zwischenlage oder monolithisches Glas, um der gleichen Last zu widerstehen. Dies hat signifikante Auswirkungen
auf die Gestaltung der Fassade. In der Architektur möchte man die Schwerter aus Gründen der
Ästhetik und der Raumausnutzung so schmal wie
möglich machen. Mit dem weicheren PVB ist
dieses Ziel schwerer zu erreichen. Dabei wird
nicht nur die Ästhetik der Fassade beeinflusst,
gegebenenfalls muss auch die Tragkonstruktion
voluminöser sein, um das höhere Gewicht der
Schwerter aufzunehmen.
Die von Luible präsentierten Knick-Gleichungen
und die in AS 1288 angegebenen eignen sich
sehr gut für die Lösung vieler Probleme bei der
Auslegung von Glasschwertern. Andererseits
werden aber auch eine Reihe von Umständen
nicht von diesen Faustformeln abgedeckt: unregelmäßige Belastungsmuster, wie Durchlaufträger, Stützen usw. In diesen Situationen ist die
Computersimulation erforderlich.
Nachfolgend werden die Ergebnisse der von
Luible präsentierten Gleichungen mit denen einer Finite-Elemente-Analyse (FEA) verglichen.
Letztere wurde mit Abaqus/Standard Version
6.12 [3] durchgeführt. Dabei wurden sowohl
für das Glas als auch für die Zwischenlage dreidimensionale Volumenelemente verwendet.
Die Glaselemente (C3D8I) und die Zwischenlagenelemente (C3D8RH) hatten eine Größe von
ca. 25 mm x 25 mm mit zwei über die Dicke
angeordneten Elementen. Für das Glas wurden
Elemente mit inkompatiblen Moden verwendet,
um das ,Shear Locking‘ zu vermeiden, das bei
dünnen Volumenelementen unter Biegung auftritt. Die Zwischenlagen sind viskoelastisch,
da sich ihre Eigenschaften je nach Temperatur
und Belastungsdauer ändern. Um die Analyse zu
vereinfachen wurden für das Glas und die Zwischenlagen linearelastische Materialeigenschaften verwendet.
Die Glasschwerter wurden halbsymmetrisch
modelliert. Die Last wurde 25 mm über der
Vorderkante des Glases aufgebracht und das
Schwertende war drehsteif gelagert. Bei der
RIKS-Analyse wurde eine laterale Imperfektion
angewendet. Bild 1 zeigt die Randbedingungen
für die hier durchgeführte Studie.
Zwei Analyseverfahren wurden verwendet:
Eigenwert und RIKS. Die Eigenwertanalyse ergibt einen einzelnen Knickfaktor der sich mit
dem Ergebnis der von Luible präsentierten
Faustformel vergleichen lässt. Das RIKS-Verfahren ist eine kompliziertere Modelltechnik, die
typischerweise für instabile Strukturen eingesetzt wird. Diese Analyse betrachtet Kräfte und
Verformungen gleichzeitig, und darum bleibt
das Modell während des gesamten Knick-Ereignisses stabil [3].
Temp. /
Dauer
3s
1 min
20 °C
211
195
169
30 °C
141
110
59,9
40 °C
63
30,7
9,3
50 °C
26,4
11,3
4,2
60 °C
8,2
3,6
1,7
Tabelle 1: Schubsteifigkeit von
1h
SentryGlas®
1d
1m
10 y
146
112
86,6
49,7
11,6
5,3
4,5
3,3
3,0
2,8
2,2
2,0
1,3
1,1
1,0
1m
10 y
in MPa [4]
Temp. /
Dauer
3s
1 min
1h
1d
20 °C
8,06
1,64
0,84
0,51
0,37
0,27
30 °C
0,97
0,75
0,44
0,28
0,069
0,052
40 °C
0,61
0,46
0,23
0,23
0,052
0,052
50 °C
0,44
0,29
0,052
0,052
0,052
0,052
60 °C
0,003
0,003
0,003
0,003
0,003
0,003
Tabelle 2: Schubsteifigkeit von Standard-PVB in MPa [4]
Schwerttyp
Spannweite/
Länge
(mm)
Mindestdicke
nach ASTM
(mm)
Schwertbreite
(mm)
Kritisches Biegedrillknick- Moment
(kNm)
19 mm
monolithisches Glas
6000
18,26
600
20,2
10 mm + 1,52 mm PVB
+ 10 mm
6000
9,02+9,02
600
11,7
10 mm + 1,52 mm SG
+ 10 mm
6000
9,02+9,02
600
22,2
Tabelle 3: Vergleich der kritischen Momente (nach Luible)
Schwerttyp
Spannweite/Länge
(mm)
Mindestdicke nach
ASTM (mm)
Schwertbreite
(mm)
19 mm
monolithisches Glas
6000
18,26
600
10 mm + 1,52 mm PVB
+ 10 mm
6000
9,02+9,02
904
10 mm + 1,52 mm SG
+ 10 mm
6000
9,02+9,02
555
Tabelle 4: Erforderliche Schwertbreite zum Erreichen das gleichen kritischen Moments (nach Luible)
Schwerttyp
Spannweite/Länge
(mm)
Mindestdicke nach
ASTM (mm)
Schwertbreite
(mm)
19 mm
monolithisches Glas
6000
18,26
600
Laminat mit PVB
6000
11,06+11,06
600
Laminat mit SG
6000
8,71+8,71
600
Tabelle 5: Erforderliche Glasdicke zum Erreichen das gleichen kritischen Moments (nach Luible)
Prüfung
Um diese Gleichungen und FEM-Verfahren
bewerten zu können, wurden mechanische Tests
an Schwertern in realitätsnaher Größe durchgeführt. Es gibt eine Reihe von Veröffentlichungen über diese Gleichungen, die sich aber gewöhnlich auf Schwerter von nur rund 1 m Länge
beziehen. Um die Skalierbarkeit zu prüfen,
haben wir die Tests an Schwertern mit 5 m Länge
und 500 mm oder 305 mm Breite durchgeführt.
Die Schwerter bestanden aus 2 x 10 mm ESG
oder 2 x 8 mm ESG, mit jeweils 1,52 mm dicker
Zwischenlage. Damit wurde ein Schwert aus
monolithischem ESG mit 19 mm Dicke ver-
Vergleichende Untersuchung an Schwertern aus Verbundsicherheitsglas anhand von Tests im
Originalmaßstab, Finite-Elemente-Berechnungen und Formeln zur Berechnung des Knickverhaltens
glichen. Als Zwischenlagen kamen StandardPVB (PVB), Trosifol EXTRA STRONG (TRO)
sowie SentryGlas® (SG) zum Einsatz. AGNORA fertigte dafür insgesamt 20 Schwerter unterschiedlicher Breite und Dicke, wie in Tabelle 6 gezeigt.
Last
drehsteife Lagerung
Symmetrie
Die Prüfungen erfolgten bei Intertek-ATI in
York/Pennsylvania, USA. Die Einspannung der
Muster basierte auf der von Luible verwendeten Ausführung, jedoch in einer für größere
Schwertabmessungen adaptierten Form. Um
Rotationen der Schwertenden zu vermeiden,
waren diese zwischen Stahlstegen gelagert, die
mit einem reibungsarmen Belag versehen waren
(siehe Bild 2).
Die Last wurde mittig aufgebracht. Ein verfahrbares System ermöglichte, die Krafteinleitung seitlich der Auslenkung des Schwertes
nachzuführen und immer senkrecht aufzubringen. Das System war mit Kugellagern ausgerüstet, um Reibungseinflüsse zu minimieren,
und auch dessen Kontaktflächen mit dem Glas
hatten reibungsreduzierte Auflagen.
Die Bilder 3 bis 5 zeigen das verfahrbare
Krafteinleitungssystem sowie den Ort der
Krafteinleitung auf dem Schwert (mittig, obere Kante). Trotz aller reibungsminimierenden
Maßnahmen war es nicht möglich, absolute
Reibungsfreiheit zu erreichen, obwohl schon
geringe Reibungseinflüsse zu einer seitlichen
Verspannung des Schwertes führen und einen signifikanten Einfluss auf die Ergebnisse
der Tests haben. Ein Laborant musste darum
das verfahrbare System permanent in leichte
Schwingungen versetzen und nachführen.
vertikale Lagerung
Imperfektion
Bild 1: Das Finite-Elemente-Modell
Muster #
Länge
(m)
Breite
(mm)
Nenn-Glasdicke
(mm)
Glastyp
Typ der
Zwischenlage
Dicke der
Zwischenlage (mm)
1-3
5,1
4-6
5,1
500
19 mm
ESG
keine
keine
500
10 mm + 10 mm
ESG
PVB
1,52
7-9
5,1
500
10 mm + 10 mm
ESG
TRO
1,52
10-12
5,1
500
10 mm + 10 mm
ESG
SG
1,52
13, 14
5,1
305
10 mm + 10 mm
ESG
TRO
1,52
15, 16
5,1
305
10 mm + 10 mm
ESG
SG
1,52
17, 18
5,1
500
8 mm + 8 mm
ESG
TRO
1,52
19, 20
5,1
500
8 mm + 8 mm
ESG
SG
1,52
Tabelle 6: Von AGNORA hergestellte Schwertmuster
Die Muster wurden so belastet, dass Biegedrillknicken verursacht wurde. Wegsensoren
wurden auf den Mustern und dem Nachführsystem fixiert, um die Auslenkung der Schwerter unter gegebener Last zu erfassen. Die
Last wurde per Hydraulikzylinder in Schritten
von 250 lbs (1112 N) aufgebracht. Sobald das
Muster begann auszuknicken, wurde die Kraft
nicht weiter erhöht. Die Schwerter blieben
dann um einen konstanten Betrag ausgelenkt,
bis die Glasscheiben brachen. Für jedes der in
Tabelle 6 genannten Muster wurden die KraftVerformungsdaten erfasst, um sie mit den Ergebnissen der von Luible veröffentlichten Gleichungen sowie der hier zuvor beschriebenen
Finite-Elemente-Rechnungen zu vergleichen.
Ergebnisse
Die Ergebnisse der Labortests sind in
Tabelle 7 zusammengefasst. Dabei werden die
Mittelwerte von je drei Tests mit den aus der
Formel von Luible und aus der FEA gewonnenen
Resultaten verglichen. Um die Tests präzise zu
simulieren, wurde die Glasdicke für die FEA und
die Gleichungen von der minimalen Glasdicke in
ASTM E1300 auf die tatsächliche, per Mikrometerschraube gemessene Dicke abgeändert. Auch
das RIKS-Modell wurde an die tatsächlichen, für
jedes Muster erfassten Unregelmäßigkeiten adaptiert. Letztendlich wurde auch eine Anpassung
für die Eigenschaften der Zwischenlagen durchgeführt, um die Umgebungstemperatur im Labor
und die Belastungsdauer zu berücksichtigen.
Für alle Muster wurde ein Kraft-Verformungsdiagramm aufgenommen, um die Labortests
mit der FEA vergleichen zu können. In Bild 6
Bild 2: Lagerung der Schwerter zwischen Stahlstegen mit reibungsminimierter Auflage
Bild 4: Vorrichtung zur Krafteinleitung
Bild 3: Ort der Krafteinleitung
Bild 5: Ansicht der Verfahr-Einrichtung
Vergleichende Untersuchung an Schwertern aus Verbundsicherheitsglas anhand von Tests im
Originalmaßstab, Finite-Elemente-Berechnungen und Formeln zur Berechnung des Knickverhaltens
Schlussfolgerung
Die in Tabelle 7 und Bild 6 gezeigten Resultate
lassen folgende Schlussfolgerungen zu:
1. Das Knickvermögen eines Glasschwertes mit
steifer Zwischenlage übertrifft bei Raumtemperatur die Werte für Schwerter mit
weicher Zwischenlage.
2. Im Labortest waren Muster mit steifer
Zwischenlage etwas stabiler als Muster aus
monolithischem Glas mit nahezu gleicher
Dicke.
3. Die Ergebnisse der Labortests, der FEA und
der Anwendung der Gleichungen nach Luible
sind ähnlich.
4. Richtig vorgespannte Glasschwerter widerstehen vor dem Bruch höheren Biege- und
Torsionsverformungen.
Drei Verfahren zur Bewertung des Knickverhaltens von Verbundglas wurden verglichen:
Gleichungen nach Luible, die Finite-ElementeAnalyse und Labortests an Mustern mit realitätsnahen Abmessungen. Die für Glasschwerter
mit SentryGlas® und Trosifol EXTRA STRONG
Zwischenlagen ermittelten Ergebnisse für das
Biegedrillknicken sind ähnlich wie die für monolithisches Glas gleicher Abmessungen bei zugleich
erhöhter Resttragfähigkeit nach Glasbruch. Darüber hinaus ermöglichen steife Zwischenlagen wie
SentryGlas® und Trosifol EXTRA STRONG geringere Glasdicken, kleinere Abmessungen,
höhere Lasten und größere freie Spannweiten als
weichere Zwischenlagen wie Standard-PVB.
Verbundglas lässt sich mit hoher Effizienz für tragende Bauteile einsetzen.
MusterNr.
Glasaufbau
Schwertbreite
(mm)
mittlere Last
nahe des Versagens (kN)
Knicklast nach
Luible (kN)
Knicklast auf
FEA-Basis
(kN)
1-3
19 mm monolithisch
500
15,1
15,4
15,9
4-6
10 mm + PVB + 10 mm
500
9,8
11
10,5
7-9
10 mm + TRO + 10 mm
500
18
21,1
20,7
10-12
10 mm + SG + 10 mm
500
21
20,9
20,4
13, 14
10 mm + TRO + 10 mm
305
11,8
12,2
11,9
15, 16
10 mm + SG + 10 mm
305
12,3
12,2
11,8
17, 18
8 mm + TRO + 8 mm
500
11,5
11,4
11,2
19, 20
8 mm + SG + 8 mm
500
11,6
11,7
11,4
Tabelle 7: Vergleich der Ergebnisse aus der Laborprüfung, der mathematischen Berechnung und
der Finite-Elemente-Analyse
PVB Eigenwert
PVB RIKS-Analyse
PVB Laborprüfung
SG RIKS-Analyse
SG Eigenwert
SG Laborprüfung
Last (kN)
sind zwei der zwanzig Resultate gegenübergestellt. Sie beziehen sich auf ein 500 mm breites
Schwert mit 10 mm + 10 mm Glas und PVB- sowie SentryGlas® Zwischenlage. Bild 7 zeigt das
Deformationsbild des Glasschwertes im ausgeknickten Zustand kurz vor dem Versagen. Darin beträgt die seitliche Auslenkung am unteren
Schwertrand rund 150 mm, während die Oberkante kurz vor dem Bruch um mehr als 200 mm
ausgelenkt wird.
seitliche Auslenkung am unteren Rand des Schwertes (mm)
Bild 6: Kraft-Verformungsdiagramm aus den Labortests im Vergleich mit den Ergebnissen der FEA
für Schwerter mit PVB- bzw. SG-Zwischenlage (10 mm + 10 mm Verbundglas)
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Bild 7: Per FEA generierte Kontur der seitlichen Auslenkung kurz vor dem Glasbruch
Quellen
[1] Australische Norm AS 1288 – 2006: Glass in Buildings – Selection and Installation, Committee BD-007, 16. Januar 2006.
[2] A. Luible, M. Crisinel: Stability of Load Carrying Elements of Glass
[3] Dassault Systemes: Abaqus 6.12 – Abaqus Theory Manual, ABAQUS Documentation
[4] http://glasslaminatingsolutions.kuraray.com/architectsengineerscorner, Kuraray, 15. Mai 2015
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