Tragverhalten von Stahl-Glas-Verbundkonstruktionen

Diplomarbeit von Georg Terfloth

Einleitung:

In der modernen Architektur sind Stahl-Glas-Konstruktionen dominierend geworden, da sie wegen ihrer Transparenz und Filigranität auf den Menschen eine Faszination ausüben. Bei den heutzutage üblicherweise erstellten Stahl-Glas-Konstruktionen handelt es sich jedoch um ein additives Zusammenwirken, wobei der Baustoff Stahl ausschließlich die Funktion des Lastabtrages, und der Baustoff Glas ausschließlich die Funktion des Raumabschlusses übernimmt.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist das „Tragverhalten von Stahl-Glas-Verbundkonstruktionen“ durch rechnerische Untersuchungen analysiert worden. Es ist die Auswirkung eines kraftschlüssigen Verbundes von Glasscheiben mit Stahlträgern untersucht worden.

An einfachen statischen Systemen sind Parameterstudien für die Glasdicke und die Steifigkeit der Stahlträger durchgeführt worden. Ferner ist das Tragverhalten auf Instabilitäten untersucht worden. Die FEM-Berechnungen sind nichtlinear mit Schalenelementen durchgeführt worden. Die Berechnung einer Stahl-Glas-Überdachungskonstruktion hat gezeigt, dass sich eine Materialersparnis des Stahls von mindestens 35% erzielen lässt.

Neben den ökonomischen Verbesserungen ist der architektonischen Aufwertung ein mindestens ebenso großer Wert beizumessen, da die Verbundwirkung die Transparenz der Stahl-Glas-Konstruktion erheblich steigert. Die Verbundwirkung ermöglicht bei der berechneten Dachkonstruktion die Verringerung der Querschnittsbreite um 40%.

Diese sehr wissenschaftlich fundierte Untersuchung des „Tragverhalten von Stahl-Glas-Verbundkonstruktionen“ ist vom Deutschen Stahlbau-Verband DSTV bei dem Förderpreis des Deutschen Stahlbaues '98 mit einem dritten Preis honoriert worden.

Inhaltsverzeichnis:

0.	EINLEITUNG	1
1.	GRUNDLAGEN	2
1.1	Baustoffe	2
1.2	Existierende Stahl-Glas-Verbundkonstruktionen	5
2.	Berechnungsverfahren zu Stahl-Glas-Verbundkonstruktionen	6
2.1	Festigkeit des Glases	6
2.2	Sicherheitskonzept	13
2.3	Zulässige Spannungen für die Bemessung von Stahl-Glas-Verbundkonstruktionen	14
2.4	Schnittgrößenermittlung	20
2.5	Experimentelle Untersuchungen zum Tragverhalten	22
2.6	Zusammenstellung der Materialdaten	25
3.	AUSWIRKUNGEN DES VERBUNDES AUF DIE GLASSCHEIBEN	26
3.1	Einfluss der Lagerung der Glasscheibe	26
3.2	Einfluss der Dicke der Glasscheibe	37
3.3	Instabilitätsverhalten infolge Temperatur	48
4.	STAHL-GLAS-VERBUNDTRÄGER	52
4.1	Einfluss der Glasdicke	52
4.2	Instabilitätsverhalten infolge Druckbeanspruchung	60
4.3	Instabilitätsverhalten infolge Sogbeanspruchung	67
4.4	Vergleich des Instabilitätsverhaltens für Sog- und Druckbeanspruchung	72
5.	STAHL-GLAS-UNTERSPANNUNG	73
5.1	Einfluss der Glasdicke	73
5.2	Tragverhalten der punktförmigen Auflagerung	80
5.3	Einfluss der Vorspannung der Stahlseile.	86
5.4	Sogbeanspruchung	92
5.5	Tragverhalten der punktförmigen Auflagerung bei Sogbeanspruchung	96
6.	STAHL-GLAS-ÜBERDACHUNGSKONSTRUKTION	100
6.1	Kein Verbund zwischen Stahl und Glas	100
6.2	Verbund zwischen Stahl und Glas	111
6.3	Verbund: Minimierung des Stahlprofils	115
6.4	Verbund: Temperatureinwirkung	124
6.5	Verbund: Ausfall einer Glasscheibe	139
6.6	Verbund: Abhebende Belastung	153
7.	ZUSAMMENFASSUNG	160
7.1	Wirtschaftliche, architektonische Gesichtspunkte	160
7.2	Tragverhalten	161
7.3	Schlusswort	163
8.	LITERATUR	164
	ANHANG

Bei Interesse senden wir Ihnen gerne kostenlos und unverbindlich die Einleitung, einige Seiten der Studie und das ausführliche Inhaltsverzeichnis als Textprobe zu.

Bitte fordern Sie die Unterlagen unter agentur@diplom.de, per Fax unter 040-655 99 222 oder telefonisch unter 040-655 99 20 an.