Holz-Glas-Verbundelemente : theoretische und experimentelle Untersuchung des Langzeitverhaltens von verklebten Holz-Glas-Verbundscheiben

Abstract

Diese Arbeit behandelt das Langzeitverhalten von verklebten Holz-Glas-Verbundscheiben unter dauerhafter Schubbeanspruchung anhand von theoretischen und experimentellen Untersuchungen. Zu diesem Thema existiert bisher nur die Arbeit von Neubauer [1], der den Versuch wagte Modifikations- und Deformationsbeiwerte für den verwendeten Klebstoff herzuleiten. Zu Beginn wird auf bisherige Forschungen eingegangen auf denen diese Arbeit zum Teil basiert und ein kurzer Überblick über vorhandene Berechnungsmodelle gegeben. Der Hauptteil der Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung der durchgeführten Versuche. Es wurden Versuchskörper in zwei unterschiedlichen Konfigurationen hergestellt und unter Dauerlast, zyklischer Beanspruchung und bezüglich Scherfestigkeit untersucht. Die kleinen Probekörper wurden in Anlehnung an die von Edl in [2] und von Neubauer in [1] verwendeten Versuchsproben produziert um Vergleiche zwischen den Ergebnissen ziehen zu können. Die mittelgroßen Versuchskörper wurden als Scheibe ausgeführt und denselben Versuchen wie die Kleinproben unterzogen. Es wurde lediglich auf Untersuchungen unter zyklischer Beanspruchung verzichtet. Anschließend werden die erzielten Ergebnisse mit jenen der Untersuchungen von Neubauer verglichen und nach denselben theoretischen Überlegungen Beiwerte zur Berechnung von Holz-Glas-Verbundkonstruktionen unter Langzeitbeanspruchung hergeleitet. Die bekannten Beiwerte können dabei zum Teil bestätigt werden, sind jedoch trotz neuer Ergebnisse eher als riskant anzusehen. Es wird auch ein Vergleich zur ETAG 002-1 [3] gezogen, die weit höhere Verhaltensbeiwerte angibt, welche jedoch auch kritisch betrachtet werden müssen. Im Endeffekt werden die zu verwendenden Beiwerte zwischen den in [1] und [3] empfohlenen Werten liegen, genaue Angaben können allerdings erst nach Beenden der aktuellen Versuchsreihe getroffen werden. Zum Schluss wird noch auf aktuelle Entwicklungen eingegangen. Das Hauptaugenmerk wird hierbei auf mehrseitige Verklebungen und eine alternative Geometrie der Koppelleiste gelegt und die Vor- und Nachteile solcher Ausführungsvarianten beleuchtet.

This matser thesis deals with the long-term behavior of bonded timber-glass-composite shear walls under constant shear stress on the basis of theoretical and experimental investigations. So far Neubauer's doctor thesis [1] is the only one that deals with this subject. He dared to derive modification and deformation factors for the used adhesives. At first there is a short excursion to previous research activities and a brief overview of existing computational models. The main part of this thesis deals with the evaluation of the experiments. Specimens in two different configurations were produced and examined under continuous load and cycling load in question of the shear strength of the adhesive. The small specimens were assembled according to the specimens used by Edl in [2] and Neubauer in [1] in order to compare the results. The medium sized specimens were designed as a shear wall and they were investigated under the same experiments as the small specimens. Only the investigations under cycling load were omitted. Subsequently the achieved results are compared with those of the studies by Neubauer and safety factors are derived for the calculation of timber-glass-composite structures under long-term stress according to the same theoretical considerations. The known coefficients could partially be confirmed, but they should be considered rather risky in spite of new results. A comparison to ETAG 002-1 [3] is conducted too, which declares far higher safety factors. But they should also be considered critical. Ultimately, the safety factors should be located between the previously recommended values. Accurate declarations can only be made after the end of the current series of experiments. Finally some current developments are discussed. The main emphasis is placed on bonding on more than one side and on an alternative geometry of the adapter frame. The advantages and disadvantages of such variants are examined.