Querkraftbeanspruchte Verbindungen von Sandwichelementen

Abstract

Sandwichelemente werden üblicherweise als raumabschließende Bauteile eingesetzt. Sie werden auf eine Unterkonstruktion montiert und leiten Lasten direkt an diese weiter. Aufgrund der großen Schubsteifigkeit in der Elementebene können sie auch zur Aussteifung und Stabilisierung von Bauteilen und Gebäuden sowie zum Lastabtrag in der Elementebene herangezogen werden. Die Verbindungen der Elemente weisen jedoch eine wesentlich geringere Steifigkeit als die Elemente selbst auf. Daher werden bei der Ermittlung der Steifigkeit von Schubfeldern aus Sandwichelementen nicht die Elemente, sondern ihre Verbindungen maßgebend. Für die Bemessung der Schubfelder ist es daher unerlässlich die Steifigkeit der Verbindungen zu kennen. Hierzu liegen bisher jedoch keine allgemeingültigen Angaben oder Berechnungsansätze vor. Es wird ein mechanisches Modell zur Ermittlung von Steifigkeit und Tragfähigkeit der Verbindung zwischen Element und Unterkonstruktion vorgestellt. Zusätzlich werden Angaben zur Steifigkeit der Verbindungen an Längsstößen von Dachelementen gemacht. Shear loaded fastenings of sandwich panels. Sandwich panels are mostly used as components for enclosures. They are installed on a substructure and transfer forces to it. Because of the high in‐plane shear resistance of the panels they can also be used for stabilizing single components and buildings as well as for transferring loads. The stiffness of the fastenings is smaller than the stiffness of the panels. Therefore for the stiffness of diaphragms made of sandwich panels not the stiffness of the panel, but the stiffness of the fastenings is decisive. So for design of shear diaphragms knowledge of the stiffness of the fastenings is mandatory. But up to now no general information or calculation procedures are available. A mechanical model for determination of stiffness and load bearing capacity of fastenings of sandwich panels is presented. Additional information on the stiffness of fastenings at longitudinal joints of roof panels is given.

Strength and stiffness of shear‐loaded fastenings for metal members and sheeting using fastening screws and rivets

“…Ref. [11] specifies an equation for screw fasteners with sealing washers and t = t 1 , as usually applies in the longitudinal joints of steel sheeting panels: Fig. 13 shows the stiffness plotted against sheet thickness t = t 1 , showing that the values are following the same trend as given in [7].…”

“…Interestingly, for the same thickness t, the values for seam fastenings are higher than for fastenings on rather thick substructures with t 1 ≥ 2.5 t. Comparing [11] and [7], it can be seen that for seam fasteners, the values with washer are higher than without washer.…”

Behaviour of sandwich panel screw fastenings and use in analysis of shear diaphragm bracings of substructure members

“…W połączeniach płyt z elementami konstrukcji występują następujące stany graniczne nośności na ścinanie; -ścięcie (odklejenie) blachy wewnętrznej od warstwy izolacyjnej -owalizacja otworu w blasze wewnętrznej, -pochylenie i zgięcie trzpienia łącznika, -owalizacja otworu w półce elementu wsporczego, -ścięcie trzpienia łącznika, Przy obciążeniach stycznych do płaszczyzny obudowy przyjmuje się wg [7] i [8], że wkręty przenoszą siły poprzeczne przez docisk i ścinanie trzpieni tylko w stykach z wewnętrznymi ściankami płyt. Wzory na nośność i sztywność tych połączeń podano w 3.1 i 3.2.…”

“…3. Zależność między siłą ścinającą wkręt i przemieszczeniem w styku płyty warstwowej z podłożem wg [7] (k vk -sztywność postaciowa w drugim zakresie sztywności) Fig. 3.…”

“…3. Load-displacement curve for hole elongation of external sheet [7] (k vk -second range shear stiffness). -gdy płyta jest mocowana bezpośrednio na płaszczyźnie lub za pośrednictwem nasadki na grzbiecie fałdy…”