Anwendung geklebter Fe-SMA für mechanisch vorgespannte Glasträger

Verbundglasträger und Glasschwerter sind Tragelemente, die zunehmend zur Unterstützung von transparenten Dächern und Fassaden eingesetzt werden. Einschränkende Aspekte für den Entwurf und die Bemessung mit solchen Elementen sind die Sprödigkeit des Werkstoffs Glas und die eher geringe Resttragfähigkeit nach initialem Glasbruch. Um ein duktiles Versagen zu erreichen, sind verstärkte und vorgespannte Glasträger eine geeignete Lösung. Während durch das Hinzufügen einer duktilen Verstärkung auf der Zugseite eines Glasträgers dessen Nachbruchverhalten und seine Redundanz verbessert werden, hilft eine zusätzliche Vorspannung dieser Verstärkung, auch den Erstrisswiderstand zu erhöhen. Aufgrund der recht aufwendigen mechanischen Vorspannverfahren sind reale Anwendungen solcher Träger äußerst selten, obwohl in der Vergangenheit vielversprechende Forschungsergebnisse mit Verstärkungen aus nichtrostenden Stahl und faserverstärkten Kunststoff erzielt wurden.

Ein effizienteres Vorspannverfahren wird mit der von der externe Seitere-fer AGcall_made entwickelten Formgedächtnislegierung auf Eisenbasis (Fe-SMA) für möglich gehalten. Dieses Material kann als vorgedehnte Streifen geliefert und einfach durch Kleben auf einer Grundstruktur fixiert werden. Nach der Fixierung der Streifen kann eine Druckspannung in die Grundstruktur induziert werden, indem der Fe-SMA-Streifen mit Strom oder Infrarotstrahler auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird. In Zusammenarbeit mit externe Seitere-fer AGcall_made und dem Department für externe SeiteStructural Engineering der Empacall_made und mit Unterstützung eines externe SeiteInnosuisse Innovationsscheckscall_made (application number 51447.1 INNO-ENG) wird die Machbarkeit dieses neuartigen Konzeptes untersucht. In einem ersten Schritt werden vorläufige Zug-Scherversuche, Aktivierungsversuche und entsprechende Simulationen durchgeführt, um die Eignung und die Grenzen ausgewählter Klebstoffe zu beurteilen. In einem zweiten Schritt werden mittelgroße vorgespannte Glasträger mit aufgeklebten Fe-SMA-Streifen im Vier-Punkt-Biegeversuch getestet, um den Montageablauf und die Tragfähigkeit zu analysieren.