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Thursday, September 14, 2023, Berlin 10:00 AM Moderne Fügeverfahren - Kleben |
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Auslegung und Simulation von Metall-Glas-Klebungen im Bauwesen |
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Robert Seewald* / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, RWTH Aachen, Deutschland Alexander Schiebahn / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, RWTH Aachen, Deutschland Uwe Reisgen/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, RWTH Aachen, Deutschland Benjamin Schaaf/ Institut für Stahlbau, RWTH Aachen, Deutschland Markus Feldmann/ Institut für Stahlbau, RWTH Aachen, Deutschland Lukas Lamm/ Institut für Angewandte Mechanik, RWTH Aachen, Deutschland Stefanie Reese/ Institut für Angewandte Mechanik, RWTH Aachen, Deutschland |
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Im Bereich des konstruktiven Glasbaus werden Silikonklebstoffe in der Regel als elastische Dickschichtklebungen eingesetzt. Insbesondere beim Structural Sealant Glazing (SSG) werden Klebverbindungen lastabtragend eingesetzt, um die Verglasungselemente mit den rückseitigen Tragrahmen zu verbinden. Die Vorteile dieser Konstruktionsweise liegen insbesondere bei der durchgängigen Glasoptik einer homogenen Glasfassade, die lediglich durch dünne äußere Fugen unterbrochen wird. Ziel des Projekts ("Methoden zur Auslegung und Simulation von Metall-Glas-Klebungen im Bauwesen im Hinblick auf eine Versagensprognose", 21.348 N) ist es, eine Methodik und Lösungsansätze zur adäquaten Berechnung bis in den Grenzzustand der Tragfähigkeit (Ultimate Limit State, ULS) von Silikonklebungen im Bauwesen aufzustellen. Für die Auslegung solcher SSG-Klebungen ist das Materialverhalten des hyperelastischen Klebstoffes von essenzieller Bedeutung. Aus diesem Grund sind umfangreiche experimentelle Untersuchungen unter definierten Lastzuständen erforderlich. Die Versuche werden in Grundversuche (uniaxiale Zug- und Druckversuche, Torsionsversuche, Kopfzugversuche) und Validierungsversuche an der H-Probe, Strukturversuche im Arcan-Test und bruchmechanische Untersuchungen an der TDCB-Probe unterteilt. Aufgrund des nichtlinearen, hyperelastischen Materialverhaltens von 2K Silikonklebstoffen, spielen neben dem geometrie- und belastungsbedingten Spannungs-Dehnungs-Verhalten auch Kavitationseffekte eine maßgebliche Rolle bei der Beschreibung des Materialverhaltens. Insbesondere konnten die runden Kopfzugproben mit der Hilfe von digital image processing (DIP) und Mikro-CT Aufnahmen zum Nachweis von auftretender Kavitation herangezogen werden. |