Untersuchungen zur Auflagerpressung von profilierten Sandwichelementen bei auflagernahen Einzellasten

Die Nachfrage nach Fotovoltaik‐Modulen auf Sandwichdächern hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen, da ungenutzte Dachflächen von Gewerbebauten effizient zur Energiegewinnung genutzt werden können. Einwirkungen aus Eigengewicht und Schnee werden über Modulschienen oder Klemmen in den Obergurt des profilierten Sandwichelements eingeleitet. Diese Schienen werden in der Regel nur am Sandwichelement ohne Verbindung zur Unterkonstruktion fixiert. Die punktuelle Lasteinleitung führt dazu, dass nicht der gesamte Querschnitt des Sandwichelements beim Lastabtrag aktiviert wird, sodass eine effektive Breite bestimmt werden muss. Diese ist abhängig von der Belastungsart und der Lastposition. Häufig wird im Bereich von Endauflagern von Ein‐ oder Mehrfeldträgern der Nachweis gegen Auflagerdruck maßgebend. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags werden experimentelle und numerische Untersuchungen zur Bestimmung der Lastausbreitung im Kernmaterial bei profilierten Sandwichelementen unter auflagernahen Einzellasten vorgestellt. Zur Auswertung der Versuche und Validierung der numerischen Modelle wurde dabei die Technik der optischen Bildkorrelation verwendet. Schließlich erfolgte durch die Untersuchungen eine Bewertung des derzeit im Bemessungskonzept vorgeschlagenen Lastausbreitungswinkels.

The demand for photovoltaic modules on sandwich roofs has increased significantly in recent years, as unused roof surfaces of commercial buildings can be efficiently utilized for energy generation. Loads from self‐weight and snow are transferred via rails or clamps into the upper face sheet of the profiled sandwich element. These rails are typically fixed only to the sandwich element itself without a direct connection to the substructure. The resulting point load introduction means that the entire cross‐section of the sandwich element is not fully activated for load transfer, requiring the determination of an effective width. This effective width depends on both the type of loading and the load position. In the area of end supports of single‐span or continuous beams, the verification of bearing pressure is frequently governing. This paper presents experimental and numerical investigations to determine the load distribution in the core material of profiled sandwich elements under point loads near supports. The technique of optical image correlation was employed to evaluate the experiments and to validate the numerical models. Finally, the investigations provide an assessment of the currently proposed load distribution angle used in the design concept.