Pendelschlagversuch
Aufgrund der spröden Materialeigenschaften des Werkstoffes Glas
muss dessen Verhalten unter Stoßeinwirkung bei der Dimensionierung
von absturzsichernden Glasbauteilen berücksichtigt werden. Im
Gegensatz zu statischen Lasten, wie z.B. dem Eigengewicht von
Bauteilen, ist diese Einwirkung in der Regel an einem dynamisch
reagierenden System Scheibe/Stoßkörper zu untersuchen. Sofern ein
leicht deformierbarer Körper wie beispielsweise eine stürzende
Person das Bauteil beansprucht, wird dieser Vorgang als weicher
Stoß bezeichnet.
Zur Untersuchung der Widerstandsfähigkeit von Sicherheitsglas
(VSG)
und absturzsichernden
Verglasungen gegenüber Stoßbelastungen werden
Pendelschlagversuche am Bauteil mit einem Stoßkörper nach DIN
12600 Glas im Bauwesen: Pendelschlagversuch - Verfahren für
die Stoßprüfung und Klassifizierung von Flachglas
durchgeführt. Der hierfür verwendete „weiche“ Pendelkörper
simuliert dabei den Anprall eines menschlichen Körpers. Er besteht
grundsätzlich aus zwei Reifen (Fülldruck: 3,5 bar) und einem
Stahlgewicht. Die Masse des Pendelkörpers beträgt 50 kg. Je nach
Kategorie der Verglasung beträgt die Fallhöhe des Pendels 450 mm,
700 mm oder 900 mm. Der Stoßkörper wird hierfür an einer
Aufhängevorrichtung befestigt. Die experimentelle Prüfung muss an
den Originalbauteilen durchgeführt werden; durch den Versuchsaufbau
müssen die statischen und konstruktiven Randbedingungen am Bauwerk
ausreichend genau abgebildet werden.
Die derzeitige Entwurfsfassung der DIN 18008-4 Glas im Bauwesen:
Bemessungs- und Konstruktionsregeln, Teil 4: Zusatzanforderungen an
absturzsichernde Verglasungen sieht zwei Berechnungsverfahren
zur Bemessung
von weichen Stoßvorgängen vor, die den realen Stoßversuch mit dem
Pendelkörper sehr gut abbilden. Zum einen handelt es sich um ein
vereinfachtes Verfahren mit Ersatzlasten, zum anderen um eine
transiente Berechnungsmethode. Im Gegensatz zu einer
„quasi-statischen“ Berechnung, bei der die Belastung in einem
Zeitschritt aufgebracht wird, werden bei der transienten Berechnung
die Massenträgheiten des Systems berücksichtigt und die Berechnung
in viele kleine Zeitschritte unterteilt. Der Pendelschlagversuch
wird also wie im Realen komplett dynamisch abgebildet. Oder anders
ausgedrückt: Man kann verfolgen, wie das Pendel auf die Scheibe
auftrifft, der Kontakt stattfindet und sich beide Systempartner
wieder voneinander trennen.
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