Lastabtragungsmechanismen im Lochbereich punktgestützter Glastafeln [online]

In dieser Arbeit werden die Einflüsse verschiedener Faktoren
(z.B. Einfluss der Lochverfüllung sowie der Randabstände) auf
die Lastabtragungsmechanismen im Lochbereich vierpunktgestützter
Glastafeln untersucht. Grundlage der Untersuchungen sind
numerische Berechnungen mit einem in dieser Arbeit entwickelten
FE-Modell der punktgestützten Glastafel, das durch Verwendung
von Volumen- und Kontaktelementen alle möglichen
Lastabtragungsmechanismen im Lochbereich realitätsnah abbilden
kann. Neben einer Verifizierung der FE-Modellierungen anhand von
Versuchen wird in dieser Arbeit auch der Ansatz durch
Rückführung des Problems auf einfache analytische Lösungen
gewählt. Durch diese Vorgehensweise ist sichergestellt, dass das
FE-Modell nicht mit den Versuchsergebnissen kalibriert wird,
sondern die Versuche nur eine Bestätigung des rechnerischen
Ansatzes bilden.
Durch die dreidimensionale Darstellung der mit dem FE-Modell im
Lochbereich berechneten Spannungs- und Kontaktkräfteverteilungen
wird die Aktivierung der einzelnen Lastabtragungsmechanismen
in Abhängigkeit von den einzelnen Faktoren aufgezeigt und deren
Einfluss auf die bemessungsrelevanten Größen (Spannung,
... mehrDurchbiegung, Auflagerkräfte) beschrieben.
Das verifizierte FE-Modell bildet zudem den Ausgangspunkt von
numerischen Parameterstudien, mit deren Ergebnissen
Vordimensionierungstafeln und -formeln für vierpunktgestützte,
monolithische Glastafeln unter gleichförmiger Flächenlast
entwickelt werden. Die Entwicklung der Bemessungshilfen erfolgt
für den in dieser Arbeit verwendeten Punkthaltertyp. Sie
sind aber auch für andere Punkthaltervarianten (mit Ausnahme von
Senkkopfhaltern) als vorsichtige Abschätzung verwendbar. Darüber
hinaus sind die Bemessungshilfen unter Vernachlässigung der
Verbundwirkung auch für die Bemessung von
Verbundsicherheitstafeln anwendbar.

Abstract

The load-carrying behaviour in the *hole area of point-supported
glass panes is subject to different factors; for example, the
influence of ‘hole-fillers’ as well as the distance to the
edge. This topic will be dealt with in the presented study.
The basis for the investigation are the numerical calculations
with a special FE-Model which was developed during this study.
By using 3-D structural solids and contact elements it is
possible to show all load-carrying mechanisms in the hole area
in a way close to reality.
The verification of the FE-Modelling was executed by means of
full-scale tests as well as by comparison with simple analytic
solutions to the problem. Whereas the tests confirm the
calculative approach.
The activation of the individual load-carrying mechanisms in the
hole area was shown by displaying the calculated distribution of
stress and contact-force. Thus the influence of the individual
load-carrying mechanisms on the relevant sizes for calculation
(stress, deflection, bearing forces) could be described.
Besides this the verified FE-Model forms the starting point of
numerical parameter studies.
With the results of these studies, pre-dimensioning diagrams and
formulas for four-pointsupported monolithic glass panes under
homogeneous surface loads were developed.
The application of the calculation aids is limited to the type
of point-holder which was used in this study. Nevertheless they
can also be used as a cautious estimation for other point
holders with the exception of countersunk bolt-holders.
Furthermore, if the behaviour of the laminate is ignored, the
dimensioning aids are applicable for the calculations for
point-supported laminated glass panes.

*the area in the pane where the hole has been drilled