Bauen mit transparenten Thermoplasten: Fid-Bau Portal

Bauen mit transparenten Thermoplasten

Gleiter, U. / Wörner, J.D.

Transparente Thermoplaste haben durch zahlreiche Anwendungen im Bauwesen Einzug gehalten. Allerdings fehlen Normen oder Richtlinien zur Bemessung von tragenden Bauteilen aus diesen Materialien. Am Institut für Werkstoffe und Mechanik im Bauwesen wurden zahlreiche Materialversuche an PMMA-Proben (Plexiglas) durchgeführt. Im Grundversuch zeigt PMMA das für Thermoplaste typische anisotrope-elastische Verhalten. Nach Entfernen der Last bleibt der Großteil der Verformung erhalten. Wird der Versuchskörper anschließend bei mit seiner Umformungstemperatur getempert, bildet sich der Ausgangszustand fast komplett wieder zurück. Der Nachweis ausreichender Sicherheit kann für Bauteile aus Kunststoff auf zwei Arten geschehen: 1. Die Kurzzeitkennwerte des Materials werden mit Hilfe von Abminderungsfaktoren für Temperatur, Belastungsdauer etc. reduziert; diese Bemessungswerte des Widerstandes werden den Einwirkungen gegenübergestellt. 2. Durch Versuche wird eine Zeitstandslinie für das entsprechende Material und die jeweiligen Umgebungsbedingungen ermittelt; eine mittels Schadensakkumulation berechnete Ersatzbelastung wird dem am Ende des Bemessungszeitraums vorhandenen Widerstand gegenübergestellt. Kombinationen der beiden Verfahren sind denkbar. Im Bauwesen gibt es für die Berechnung von Bauteilen aus Thermoplasten in Deutschland zur Zeit keine Vorschriften. Im Gegensatz dazu ist die Prüfung von Kunststoffen in zahlreichen Normen geregelt. Von Seiten des Herstellers wird empfohlen, für Bauteile aus PMMA die Angabe einer zulässigen Materialspannung von 5 bis 10 MPa (7,5 bis 10 für PC) für Temperaturen bis 40 Grad Cel anzusetzen. Es wird eine Bemessung auf Basis der Hauptzugspannung empfohlen. Ein Versagen findet immer durch Überschreiten der Zugfestigkeit statt. Dies gilt auch für einaxiale Druckbeanspruchungen. Aufgezeigt wird die Berechnung des Bemessungswertes der Festigkeit gemäß der BÜV-Empfehlung 'Tragende Kunststoffbauteile'. Zur Berücksichtigung des Langzeitverhaltens und des Einflusses der Temperatur liegen zahlreiche Diagramme der Hersteller vor, die zur Bemessung angewandt werden können. Bei der BÜV-Empfehlung werden konsequent die im Bauwesen üblichen Sicherheitsüberlegungen in handhabbare Formulierungen und Vorgaben umgesetzt.