Zum Tragverhalten hyperelastischer Klebverbindungen im konstruktiven Glasbau

Der Einsatz geklebter Verbindungen im konstruktiven Glasbau bietet die Möglichkeit, ansprechende Fassaden mit einem Höchstmass an Transparenz zu realisieren oder Bauteile zu fugen, die anders nicht zu verbinden waren. Da es in Deutschland jedoch keine allgemein anerkannten Regeln der Technik für geklebte Glaskonstruktionen gibt, ist stets ein bauordnungsrechtlicher Ver- bzw. Anwendbarkeitsnachweis einzuholen, der mit zusätzlichem Kosten- und Zeitaufwand verbunden ist. Massgebend für das Fehlen anerkannter Regeln der Technik ist im komplexen Materialverhalten der eingesetzten Silikonklebstoffe zu sehen. Zeit- und Temperaturabhängigkeit, ein hyperelastisches Deformationsverhalten sowie eine alterungsbedingte Degradation des Werkstoffs erschweren die Auslegung von Klebverbindungen. In dieser Arbeit werden daher Ansätze für ein realistisches Bemessungskonzept für hyperelastische Silikonklebverbindungen vorgestellt. Nachdem das derzeitige Bemessungsverfahren und die wichtigsten Grundlagen zum Verständnis von Klebstoffen erläutert wurden, werden verschiedene Grundversuche zur Charakterisierung des Werkstoffs vorgestellt. Der Schwerpunkt der experimentellen Untersuchungen an drei zugelassenen Silikonklebstoffen liegt insbesondere auf dem zeitabhängigen Last-Verformungsverhalten und der Ableitung entsprechender, materialspezifischer Kennwerte. Im nächsten Schritt wird ein viskoelastisches Materialmodell entwickelt, welches eine genaue Berechnung des Last-Verformungsverhaltens in Abhängigkeit der Belastungsgeschwindigkeit und des Deformationszustands ermöglicht. Anhand verschiedener bauteilähnlicher Proben kann die Eignung des Modells zur Berechnung des Tragverhaltens realer Struktursituationen validiert werden. Im Anschluss wird die Beanspruchbarkeit von Klebverbindungen untersucht. Aufgrund des nahezu vollständig inkompressiblen Materialverhaltens können hier zwei relevante Versagensmechanismen identifiziert werden: das deviatorische Zugversagen, welches mit einem totalen