Zur Berechnung und Bemessung von Klebverbindungen aus der Sicht des Stahlbaus

Beim Einsatz geklebter Verbindungen sind verschiedene Gesichtspunkte zu beachten: die Klebstoffsysteme unter Berücksichtigung der Substratwerkstoffe und der Oberflächenzustände, die Bemessung unter Beachtung der permanenten und transienten Einwirkungen sowie die Ausführung. Alle drei Bereiche haben Einfluss auf die Zuverlässigkeit. In puncto Berechnung jedoch wird dem wirklichen mechanischen Verhalten der Klebfuge in der Praxis nicht Rechnung getragen. Die derzeit verwendeten Ingenieurmodelle schlagen auch bei Berücksichtigung von lokalen Spannungsspitzen häufig fehl. Das ist mit ein Grund für sehr hohe Sicherheitsfaktoren. Der vorliegende Artikel erläutert die für den Bauingenieur relevanten Berechnungsansätze. Weiter werden Möglichkeiten diskutiert, wie die Berechnung von hyperelastischem, aber auch elastoplastischem Klebstoffverhalten, basierend auf dem Spannungszustand von energetischen Ansätzen in gewohnte Gleichgewichtsansätze überführt werden können.

Design of bonded joints from the viewpoint of structural steel engineering.
Using bonded joints different issues should be considered: the adhesive bonding systems, taking into account of the substrate and the surface conditions, the design considering permanent and transient actions and the fabrication of the bonding. All of these issues have impact on the reliability often being challenged. One reason is the fact that the real mechanical material behaviour is not considered correctly, so that in practice the calculation results are deviating from the real ones yielding to high safety factors. This paper shows calculation approaches relevant for the structural engineer. Furthermore, options are discussed how hyperelastic as well as elastoplastic descriptions of the adhesive's mechanical behaviour, based on the stress-state, can be transformed from the energetic formulation into a more familiar equilibrium oriented formulation.