Zur Bemessung struktureller Klebungen im Stahlbau
Björn Abeln
Der zulässige Einsatzbereich geklebter Stahl- und Glaskonstruktionen ist bisher stark eingeschrägt und wird auf wenige Einzelfälle mit hohen bauaufsichtlichen Hürden begrenzt, was auf fehlende Regelungen und eine ungenügende und uneinheitliche Materialstandardisierung der Klebstoffe zurückzuführen ist.
Ziel dieser Arbeit ist daher die Formulierung von Ansätzen für ein Bemessungskonzept für strukturelle, hyperelastische und elastoplastische Klebeverbindungen anhand einfacher Kennwertversuche und bereits existierende Materialgesetze in FEM für Anwendungen des Stahlbaus und Stahl-Glas-Fassadenbaus. Dazu wird eine Systematik auf Grundlade einer elastischen Grenzdehnbarkeit entwickelt. mit der eine Bemessung geklebter struktureller Verbindungen zukünftig möglich erscheint. Als wesentliche Grundlage wird zuerst das mechanische Tragverhalten von Klebstoffen und Klebverbunden aus ihrer Polymerstruktur abgeleitet und eine erweitertet KLassifizierung aufgestellt, die Klebstoffe in energieelastische und entropieelastische Systeme einteilt und somit treffender mechanisch beschreibt. Im Folgenden wird der baurechtliche Rahmen von Klebverbindungen auf nationaler und europäischer Ebene mit Schwerpunkt auf der ETAG 002 erläutert und die deutlichen Schwächen der aktuellen baurechtlichen Situation aufgezeigt.
In einem nächsten Schritt werden geeignete Materialmodellle für Klebeverbindungen erläutert, jeweils getrennt für hyperelastische (entropieelastische) und elastoplastische (energieelastische) Klebstoffe. Es werden viskoelastische Modelle zur Beschreibung des Kriechens und der Relaxation vorgestellt, womit eine Abschätzung von Kriech- und Relaxationsvorgängen in Klebungen möglich wird.
