Was ist erforderlich, wenn die Fügetechnik Kleben im konstruktiven Glasbau anwendet wird? Was sind die Gründe dafür, dass – obwohl der Werkstoff Silikon seit 40 Jahren bekannt ist – noch immer von einer Innovation gesprochen wird, wenn tragend mit Silikon geklebt wird? Was muss ein Ingenieur wissen, der sich an eine Bauaufgabe wagt, bei der er die Möglichkeit einer tragenden Verklebung ins Auge fasst? Offensichtlich fehlt hier das Wissen über die Tragmechanismen komplexerer Verklebungen, und es fehlen einfache Dimensionierungsmethoden, die helfen, bereits im Vorfeld einer genaueren Berechnung und/oder Versuchsdurchführung mit Hilfe einer einfachen Handrechnung das Tragpotential einer Verklebung abzuschätzen. Dieser Aufsatz hat das Ziel, an Hand von aktuellen Ergebnissen des Forschungsvorhabens “Geklebte Verbindungen im Glasbau” [1] der Fachhochschule München die Wirkungsweise komplexerer Verklebungsgeometrien aufzuzeigen und ein einfaches überschlägiges Bemessungskonzept vorzustellen.
Dieser Beitrag zeigt am Beispiel der Herz‐Jesu‐Kirche in München auf, wie sich durch eine gelungene Synthese aus Glas und Stahl die von der Architektur gestellte anspruchsvolle Aufgabe einer gläsernen Fassade nahezu ohne sichtbare Stahlbauteile erfolgreich verwirklichen läßt. Kernstück der Glasfassade sind dabei horizontale und vertikale Glasschwerter, die tragende Funktionen aufweisen und zum Zweck der Lastweiterleitung mit U‐förmigen Edelstahlprofilen verklebt sind. Da die hier realisierte tragende Verklebung von Glas und Stahl mit einem Silikonklebstoff innovativen Charakter aufweist, steht der Nachweis der Tragfähigkeit dieser Verklebung im Mittelpunkt aufwendiger experimenteller und theoretischer Untersuchungen. Für die gewählte Konfiguration der Verklebung hat die Anwendung eines allgemeinen Finite‐Elemente‐Verfahrens einen tieferen Einblick in die Beanspruchung der Silikonverklebung erlaubt, was die Interpretation der experimentellen Ergebnisse erleichtert und entsprechende Schlußfolgerungen für das Bauvorhaben stützt.
In the year 2000, the Herz-Jesu church in Munich, Germany was finalized featuring a glass façade with advanced bonded load-carrying structures. The façade was stiffened in such a way that wind- and dead-loaded glass elements were joined to stainless steel channels by a two-component silicone adhesive for load transfer. Durability aspects related to this type of bonding were already presented by the author at the previous symposium in 2003. The technical questions raised by the design of the Herz-Jesu church initiated detailed research investigations within Germany concerning the application of complex bonding geometries for structural engineering purposes. These studies comprised experimental and theoretical activities which were focused on the mechanical properties of two-component silicone adhesives as well as on the behavior of various bonding geometries resulting from the use of L- and T-type steel elements. In the context of these research activities, attention was also paid to different aspects directly or indirectly related to durability issues. Regarding adhesive material behavior, tensile, compression, and shear tests were performed on aged and unaged specimens in order to analyze the impact of an aggressive environment. Several degradation modes were induced into the specimens in a systematic manner in order to evaluate the load-bearing capacities and failure mechanisms of the different bonding geometries and in order to assess the behavior in the view of partial failure. This paper presents an overview of the obtained experimental results complemented by detailed finite element analysis results. Former results obtained for the U-type bonding geometry are reviewed in the light of new experimental findings. Furthermore, bonding geometries like the T-type bonding are assessed in a similar way as previously done for the U-type bonding geometry. Finally, the paper concludes by directly comparing all investigated bonding geometries with respect to durability aspects.
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