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Kleben im Stahlbau

Feldmann, Markus / Völling, Boris / Geßler, Achim / Wellershoff, Frank / Geiß, Paul-Ludwig / Wagner, Astrid

Da die Verbindungstechnik häufig für die Wahl der Bauweise ausschlaggebend ist, ist die Frage, wie man Bauteile aus Stahl beziehungsweise aus Stahl und Glas herstellt und zusammenfügt, von grundlegender Bedeutung. So stellt Kleben im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungsmitteln im Bereich von Bauteilentwicklungen mit neuen Querschnitts- und Tragwerkskonzepten eine interessante Alternative dar. Voraussetzung dafür sind an die Bedingungen des Stahlbaus angepaßte, leistungsfähige und dauerhafte Klebsysteme. Es werden innovative Bauelemente aus dem Stahlbau und dem Stahl-Glasbau vorgestellt, bei deren Konzeption die Klebtechnik eine zentrale Rolle spielt. Nach einer kurzen Vorstellung der klebtechnischen Grundlagen, der Klassifizierung und Auswahl von Klebstoffen für den Stahlbau sowie der thermomechanischen Eigenschaften polymerer Klebstoffe werden Beispiele für zur Zeit laufende Entwicklungen und bereits erfolgreiche Lösungen im Stahlbau mit Hilfe der Klebtechnik gegeben. Diese weisen folgende Merkmale auf: eine klebgerechte Detaillierung, die Auswahl robust-zuverlassiger Klebstoffsysteme über den Temperatur- und Langzeitbereich, deren spezifisches elastisch-plastisches Last-Verformungsverhalten genügend duktil eingestellt ist, daß zusammen mit Klebschichtdicke und Klebschichtlänge Spannungsspitzen abgebaut werden und Spannungen aus ständigen Lasten auf langzeitvertraglichem niedrigen Niveau gehalten werden sowie die Abpufferung unterschiedlichen Temperaturausdehnungsverhaltens insbesondere bei Hybrideinsatzen (Stahl/ Glas). Damit können die Bemessungsfunktionen für den Tragwiderstand möglichst einfach und im Format ähnlich der konventionellen Verbindungstechnik gehalten werden. Interessante Lösungen aus dem Brückenbau und dem Fassadenbau werden vorgestellt. Für den Brückenbau bedeutet dies die Entwicklung von neuen, hoch belastbaren geklebten Stahlfahrbahnen mit Dünnschichtklebung oder Dickschichtklebung, die die Chance bieten, die Grenzen, an die herkömmlichen Vollschweißversionen wegen ihres Ermüdungsverhaltens gestoßen sind, zu überwinden. Sicherlich ist hier noch weitere Entwicklungsarbeit notwendig. Im Glasfassadenbau, einem Bereich, in dem schon länger geklebt wird, ist insbesondere die Integration der schubaussteifenden Wirkung von Glaspaneelen in die tragende Struktur aus architektonischen Gründen sehr interessant. Nicht nur allein auf die Randverklebung für statische und Temperaturbeanspruchung ist hier das Augenmerk zu richten, sondern der Standsicherheitsnachweis der Primärkonstruktion muß dann unter Ausfall einer oder mehrerer Glaselemente geführt werden.

The question how to produce a structural member and to assemble them is of crucial importance for steel constructions. Since high performance adhesive bonding techniques are available, new developments in the field ofnew structural elements made of steel or of steel and glass are possible. In this paper new structural elements out of the field of steel or steel-glass structures are presented that would not have been feasible without adhesive bonding. After a short introduction Into the basics of bonding engineering some examples of still ongoing developments or already successfully introduced solutions of structurally bonded steel are given.