Querschnittswerte beliebiger Glaslaminate für Biegeknicken und Biegung unter sinusförmig verteilter Last mit direkter Formulierung des Fugenschlupfs

Neben der Bemessung unter Querlasten ist in Eurocode 10 die Bemessung von in der Ebene belasteten Glasbauteilen geregelt. Nicht nur zur Erzielung höherer Robustheit oder Redundanz, sondern auch um ausreichend große Querschnitte zur Aufnahme der Schnittgrößen zu schaffen, werden diese häufig als „Vielfachlaminat“ ausgebildet. Die Kenntnis der effektiven Werte von Biegesteifigkeit und Querschnittswiderstand ist nicht nur für die Bemessung bei Biegung, sondern auch für Biegeknicknachweise bzw. bei Spannungsnachweisen nach Theorie II. Ordnung erforderlich. Allerdings wird dies bei – gemäß Eurocode 10 erlaubter – Berücksichtigung der Verbundwirkung der Zwischenfolien ab mehr als drei Glasschichten sehr aufwendig. Simulationen mit FE sind möglich, doch ist der Aufwand i. d. R. unverhältnismäßig. Hier sind analytische Lösungen zu bevorzugen. Diese sind in der Literatur derzeit nur für symmetrische Querschnitte mit nur wenigen Glasschichten zu finden. Dieser Beitrag leitet, aufbauend auf der Formulierung der Schlupfänderungen jeder Fuge, einfache Lösungen für Biegeträgheitsmomente von Glaslaminaten mit Querschnittsaufbauten beliebiger Schichtanzahl und ‐dicken her. Sie gelten für Biegeknicken mit axialer Last wie auch für querverteilte Belastungen mit Sinusverlauf. Abschließend werden für die Normung geeignete Lösungen effektiver Widerstandsmomente mit beliebigen Aufbauten gezeigt. Numerische Vergleichsrechnungen und die Darstellungen von Spezialfällen, z. B. für symmetrische Querschnitte, runden den Aufsatz ab.

In addition to the design of glass members subjected to transverse loads, Eurocode 10 also covers the design of glass components loaded in‐plane. To achieve not only increased robustness or redundancy, but also sufficiently large cross‐sections for the transfer of internal forces, such members are frequently designed as multi‐layer laminates. Knowledge of the effective bending stiffness and section modulus is required not only for design under transverse bending, but also for lateral‐torsional buckling verifications and for stress checks based on second‐order analysis. However, when the shear interaction of the interlayers is taken into account, as permitted by Eurocode 10, the determination of these properties becomes highly complex for laminates consisting of more than three glass plies. Finite element simulations are undoubtedly feasible, but the associated effort is generally disproportionate. Analytical solutions are therefore preferable. At present, however, the literature provides such solutions only for symmetric cross‐sections with a limited number of glass layers. This paper therefore derives simple expressions for the bending moments of inertia of laminated glass sections with arbitrary numbers of layers and arbitrary layer thicknesses, based on the formulation of slip changes in each interlayer joint. These solutions are applicable both to flexural buckling under axial load and to transversely distributed loads with sinusoidal variation. Subsequently, effective section moduli for laminated glass sections of arbitrary build‐up are presented in a form suitable for codification. Parametric studies, numerical comparative analyses, and the presentation of results for special cases, such as symmetric cross‐sections, complete the paper.