Gleitlager und Gleitfolien unterFlachdächern. Flachdachlagerung

F 1683

Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopiedes Abschlußberichtes einer vom Bundesmini sterium fürVerkehr, Bau- und Wohnungswesen -BMVBW- geförder-ten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeitenthaltenen Darstellungen und Empfehlungen gebendie fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diesewerden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nichtunbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder desHerausgebers wieder.

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Technischen Hochschule Aachen

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GLEITLAGER '

LEITLAGER UND GLEITFOLIEN UNTER -LACHDACHERN

/FLACHDACHLASERUN5 - 101)

8ormSCHLU3SBERlCHT

ÄUFTRAGGEBER:l ER BUNDESMINISTER FOR RAUMORDNUNG, BAUWESEN UND

STÄDTEBAU

(8 Z. 3 I 5 _ 00 01/b _ 31)

BERICHTERSTATTER: T INGOuER[[HTERSTATTER^ uIPL.-^N5. ^NGO CHRAGE

-2-

Inhaltsverzeichnis Seite

0 . Vorbemerkung 3

1. Anlaß des Forschungsvorhabens 4Schadensfälle 4Normforderungen 6Folgerungen 8

2. Erkenntnisstand 8Reibungsverhalten von Chemiewerkstoffen 8Untersuchungen an Baulagern 11

3. Versuchsplanung 14Zielgrößen und Zielrichtung 14Einflußgrößen 14

4. Versuchsanlage 16Aufbau 16Steuerung 17Meßwerterfassung 18

5. Versuchsmaterial 18Gleitfolien 18Gegenkörper 18

6. Vorversuche 19Umfang 19Versuchsdurchführung 19Versuchsergebnisse 20

7. Beurteilung 22Diskussion der Versuchsergebnisse 22Einpassung in frühere Arbeiten 23Schlußfolgerung 23Ausblick 24

8. Literaturhinweise 26TabellenBilder

-3-

a VorbemerkungDieser Bericht stellt abschließend Anlaß, Durchführung und

Ergebnisse eines Forschungsvorhabens dar, dessen experimen-

teller Teil das Stadium der Vorversuche nicht verlassen hat.

Der vorzeitige Abbruch der Arbeiten erfolgte in Übereinkunft

mit fördernder Stelle und Betreuergruppe.

Die Berichterstattung dient zum einen als Verwendungsnachweis

für den Teilverbrauch der zu Verfügung gestellten Forschungs-

mittel. Vorrangiges Ziel aber ist es, Planung, Aufbau und

Durchführung der Reibungsversuche noch einmal zusammenfassend

darzustellen, da diese Informationen für eine Weiterführung

der Untersuchungen mit geänderter Fragestellung nutzbar sind.

Die bisherigen Festlegungen zu diesen Punkten wurden mit

einer engagierten Betreuergruppe, der an dieser Stelle gedankt

werden soll, gemeinsam getroffen.

Die in den Versuchen ermittelten Bewegungswiderstände gaben

neben konstruktiven Bedenken gegen den Einsatz bestimmter Auf-

bauten der Folienpakete den Anlaß für die Aussetzung der geplan-

ten Arbeiten. Die erhöhten Anforderungen an den baulichen

Wärmeschutz lassen zudem erwarten, daß die Relativbewegungen

zwischen Wand und Flachdach bei einer Vielzahl von Dachlage-

rungen nicht mehr ein vorrangiges Problem sein werden®

Die Versuchsergebnisse deuten Tendenzen an, die nicht im Gegen-

satz zu den Aussagen stehen, die sich aus den wenigen einschlä-

gigen und gleichzeitig wertbaren Literaturstellen extrapolieren

lassen. Diese Tendenzen wurden einvernehmlich nicht bis zu

statistisch fundierten Aussagen weiterverfolgt.

Das Versuchsmaterial wurde von den Firmen Isogleitchemie,

Nell-Lagertechnik, Speba aus laufender Produktion und - soweit

es sich um ungeschmierte Folien handelte - als Sonderanfertigung

zu Verfügung gestellt. Zur Zeit der Entnahme boten diese Firmen

eine breite Produktpalette an.

Wir bedanken uns auch hier für die Unterstützung.

-4-

1. Anlaß des Forschungsvorhabens

1.1 Schadensfälle

Im Gegensatz zum geneigten Dach kann ein Flachdach Unverträg-

lichkeiten zwischen Wand und Deckenplatte mit sich bringen, die

aus Relativverschiebungen (Kriechen, Schwinden, Temperatur)

sowie aus Verdrehungen der Deckenplatte (Durchbiegung infolge

Eigengewicht, Temperaturgradient) herrühren.

Bei der Auswertung einer Umfrage über Bauschadensfragen im

Wohnungsbau aus dem Jahre 1974 kommen Schild et al. /S1/S2/

zu dem Ergebnis, daß der eindeutige Schwerpunkt der Schäden

bei einschaligen massiven Dachkonstruktionen liegt. Als Primär-

schäden werden ausschließlich Risse im auflagernahen Mauerwerk

benannt, die durch zu große thermische Bewegungen der Decken-

platte in Verbindung mit mangelhaften Gleitmöglichkeiten in der

Auflagerfuge hervorgerufen wurden. Nur bei einigen Bauwerken

werden Schwinden und Setzungen als zusätzliche Schadensursachen

angegeben.

Schild folgert, daß bei Wohngebäuden mit Massivdecken und oben-

liegender Mindestwärmedämmung (Stand 1974) ab einer zusammen-

hängenden Deckenlänge von rd. 15 m Auflagerschäden eintreten

können, wenn Gleitfugen fehlen.

Ausgehend von den Forderungen der Normen DIN 1045 - Beton

und Stahlbeton /Y1/, DIN 1053 - Mauerwerksbau /Y2/ und DIN

18 530 - Dächer mit massiven Deckenkonstruktionen /Y3/, über

die in Abschn. 1,2 ausführlicher zu sprechen sein wird, disku-

tiert Moritz /M1/ Bauteilgrößen, Festpunktanordnung und Fugen-

ausbildungen bei Flachdächern. Er berücksichtigt, daß in den

Lagerungen außer Verschiebungen auch Verdrehungen auftreten

können, die neben der Trennung von Platte und Mauerwerk durch

gleitfähige, d.h. reibungsarme Zwischenschichten noch zusätz-

liche Maßnahmen erfordern, um die Auflagerreaktionen im Kern

der Wand einzuleiten.

Abhängig vom Material und vom Aufbau teilt er die Lager in

drei Gruppen ein, die jeweils wachsenden Beanspruchungen ge-

recht werden (diese Einteilung ist nicht zu verwechseln mit

-5-

der von DIN 4141 /Y5/ vorgesehenen Einteilung von Lagerungen

in die Klassen I und II):

a) Gleitfolienlager

für geringe Beanspruchungen - Moritz versteht darunter

Verschiebungen kleinerer Bauteile, deren schädliche

Wirkung durch Trennung von Wand und Massivplatte ausge-

schaltet werden kann - bestehen aus einem nackten oder

kaschierten randseitig verklebten Folienpaket, z.B.

aus PE geringer Dicke. Auflager-Drehwinkel können nicht

aufgenommen werden.

b) Kernstreifen- und Punktlager

für mittlere Beanspruchungen bestehen aus einem Folienpaket,

dem auf einer Seite mittig ein nicht über volle Wandbreite

reichender Elastomerstreifen ausreichender Dicke aufkaschiert

ist, um auch bei Bauteilverdrehungen die Reaktionskräfte in

den Kern des Mauerwerks einzuleiten. Der Elastomerstreifen

kann auch in Einzelpunkte aufgelöst sein.

c) Elastomerlager

für hohe Beanspruchungen werden in unbewehrter oder bewehr-

ter Ausführung und nach Erfordernis auch mit zusätzlich

angeordnetem Gleitteil geliefert. Unbewehrte Elastomerlager,

die wohl als einzige Vertreter dieser Gruppe für Dachauf-

lagerungen in normalen Wohnbauten infrage kommen, werden in

ihrer Beanspruchbarkeit in den Richtlinien /Y4/ sowie in

Eggert et al./E1/ beschrieben.

Moritz wertet die Lagergruppe a wegen der ungenügenden Aus-

schaltung von Kantenpressungen kritisch und weist auf die Un-

möglichkeit hin, die hierfür geforderten "ideal" ebenen Bau-

teiloberflächen herzustellen. Er übernimmt aber pauschale Angaben

über unrealistisch niedrige Reibungszahlen.

Moritz faßt die verschiedenen Normforderungen dahingehend

zusammen, daß eine Gleitlagerausbildung bei nahezu sämtlichen

Flachdachdecken erwünscht und mindestens dort erforderlich ist,

wo die Abmessungen zusammenhängender Bauteile 10 bis 12 m über-

schreiten und eine noch wirtschaftliche Wärmedämmung (Stand 1974)

zugrundegelegt werden soll.

-6--

Rybicki /R1/ versucht,die Bewegungen zwischen Wand und

Platte durch formelmäßige Angaben von Zusammenhängen und

Mitteilung von zugehörigen Baustoffkenngrößen berechenbar

zu machen. Er stellt klar, daß die elastischen Durchbie-

gungen unter Eigengewicht und Nutzlast für Deckenplatten

des Hochbaus von untergeordneter Bedeutung sind bzw. durch

überhöhung oder durch die Verformungswilligkeit des frischen

Fugenmörtels aufgenommen werden können. Für Verdrehungen aus

plastischen Durchbiegungen infolge Kriechen und Schwinden,

die nach seiner Erfahrung fast ausschließlich bei Wandschäden

maßgebend sind, verlangt er ein Zentrieren des Deckenauflagers,

was nach der Art der Darstellung einem im Kernbereich angeord-

neten Lagerstreifen aus elastomerem Material entspricht.

Hauptsächliches Augenmerk richtet Rybicki auf die temperatur-

bedingten Verschiebungen im Lagerungsbereich. Er stellt zu

Recht fest, daß Temperaturrisse im allgemeinen für die Stand-

sicherheit unbedeutend sind und nur Schönheitsfehler darstellen.

Ansonsten geht er auch von den durch die Normen /Y1/Y2/Y3/ ge-

prägten Vorstellungen aus, daß Wände durch Ringanker abzuschlie-

ßen sind, wobei zwischen Wand und Deckenplatte eine Möglichkeit

für translatorische Bewegungen mittels Gleitfolien zu schaffen

ist. Reibungszahlen für Kunststoff-Gleitfolien werden wie bei

Moritz /M1/ mit f = 0,08 sehr gering und pauschal angegeben.

Sofern genügende handwerkliche Sorgfalt bei der Ausbildung der

Flächen angrenzender Bauteile aufgewendet wird, betrachtet

Rybicki die Frage der erforderlichen Gleitflächen dadurch technisch

gesehen als gelöst.

1.2 Normforderungen

Die drei zuvor genannten DIN Normen 1 Y1/Y2/Y3/ verlangen ein-

heitlich für eine Lagerung von Massivdecken auf Mauerwerk die

Anordnung eines Ringankers unter Zwischenschaltung einer zwän-

gungsarmen Gleitschicht. Ausnahmen sind nur für eingeschossige

Bauwerke bei sehr geringen Größen der zusammenhängenden, nicht

durch Fugen unterteilten Dachflächen und bei Berücksichtigung'

der Durchbiegungen möglich.

1) Zitiert in der z.Z. der Versuchsplanung vorliegenden Fassung

-7-

DIN 18 530 /Y3/ gibt Rechengänge und Beispiele für die

Ermittlung von Dehnungsdifferenzen zwischen Wand und Decke

an. Zu den Biegeverformungen sagt sie aus, daß deren Ermitt-

lung im allgemeinen nicht sinnvoll ist, da die Steifigkeit

der Dachdecke in der Regel zur Verhinderung von waagerechten

Rissen am Auflager nicht ausreicht. Sie zeigt aber auf, daß

Schäden infolge Biegung durch folgende konstruktive Maßnahmen

verhindert werden können:

- Trennung der Wandränder von der Dachdecke auf je rd. 1/3

der Wanddicke bei schubfester Verbindung.

- Anordnung von Kernstreifen Gleitiagern, sofern diese

aufgrund der Verschiebungsberechnungen erforderlich werden.

Die Breite des Kernstreifens soll dabei max. rd. 1/3 der

Wanddicke betragen.

Für den zweiten Ausführungsfall wird Ebenheit der Gleitschichten

ebenso gefordert wie auch eine geringe Reibungszahl.

Obgleich die Forderungen sehr allgemein gehalten sind, lassen

sie doch die Vermutung zu, daß dem Normausschuß bekannt war,

daß die Reibungszahlen von Werkstoffen für Gleitlager geschwin-

digkeitsabhängig sind (vgl. 2.1), und daß sich Zwängungen nicht

unbedingt an der vorgesehenen Stelle innerhalb eines nicht

näher definierten Gleitlagerpakets abbauen müssen.

Bemerkenswert ist auch, daß DIN 18 530 /Y3/ in ihrer Entwurfs-

fassung bereits 1971 die Forderung nach einer Einleitung der

Vertikalbeanspruchung im Kernbereich der Wände formulierte,

wohingegen die heute noch marktgängigen Gleitfolien überwie-

gend die bereits von Hakenjos /H1/ aufgezeigten technischen

Mängel aufweisen. Die derzeitige Situation stellt sich so dar,

daß auch die mit diesem Forschungsvorhaben kooperierenden Fir-

men auf dem Folienbereich lt. Aussage ihre wesentlichen Um-

sätze mit Produkten tätigen, die bestenfalls der Lagergruppe a

nach der Einteilung von Moritz /M1/ entsprechen. Unter Nicht-

beachtung der Normforderungen werden somit planmäßig die scha-

densfreie Aufnahme von Verdrehungen und der dabei auftretende

Bedarf nach Zentrierung der Pressung vernachlässigt.

-8-

1.3 Folgerungen

Das Forschungsvorhaben wurde in Kenntnis der zuvor genannten

Normforderungen im wesentlichen aufgrund der von Schild et al.

/S1/S2/ zusammengestellten Angaben über das Schadensausmaß

konzipiert.

Untersucht werden sollten die Bewegungswiderstände von zen-

trisch gepreßten Folienpaketen bei Raumtemperatu.r zwischen

Bauteiloberflächen praxisüblicher Beschaffenheit. Die zu

betrachtenden Kaschierungen sollten zunächst nicht derartig

aufgebaut sein, daß eine Zentrierung der Lasten im Kern

erreicht wurde, es sollte dadurch vielmehr lediglich ein

Pressungsausgleich zwischen den Rauhspitzen der angrenzenden

Bauteile angestrebt werden.

Alleinige Zielgrößen der Untersuchungen sollten Bewegungs-

widerstände (Anlauf- und Gleitreibungszahlen), verbunden mit

den bei bestimmten Folienaufbauten und -materialien erwarteten

Verschleiß - und Freßerscheinungen bei größeren summierten

Gleitwegen sein.

2. Erkenntnisstand

2.1 Reibungsverhalten von Chemiewerkstoffen

Systematische Forschungsarbeiten zum Reibungsverhalten fester

Körper werden erstmalig bei Coulomb /C1/ mitgeteilt, der auf-

grund eigener breit angelegter Untersuchungen folgende Beob-

achtungen über die Reibungszahl f in Worte faßt, die später

"Coulomb'sche Reibungsgesetze" genannt werden:

- H-V-xf= E/V = const.

Proportionalität Reibkraft H/Normalkraft V

- f f(A)

Unabhängigkeit von der nominellen Kontaktfläche A

- f = f(tv)

Abhängigkeit von der Zeit des ruhenden Kontakts tv;

nach längerer Ruhe steigt die Reibkraft

-9

- f f(s)

Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit mit

zunehmender Geschwindigkeit steigt die Reibkraft

- fA > fGRuhereibung (Anlaufreibung) f a größer als Bewegungsreibung(Gleitreibung) f

GDiese Beobachtungen gelten für Reibpaarungen, an denen unge

schmierte und geschmierte, nicht ausschließlich metallische

Partner beteiligt sind. Eine zusammenfassende Darstellung

früher Erkenntnisse in Reibungsfragen gibt Vogelpohl /V1/.

Bei hochpolymeren Werkstoffen wurden zunächst für Gummi ab

etwa 1930 ausgehend von Fragestellungen der Reifenindustrie

Reibungsuntersuchungen durchgeführt. Eine zusammenfassende

Darstellung findet sich z.B. bei Moore /M2/.

Die Versuche wurden vorwiegend unter Randbedingungen gemacht,

die sich in Lagergröße, Pressung und Beanspruchungsgeschwindig-

keit um Größenordnungen von den bei Baulagern vorliegenden

Verhältnissen unterscheiden. Weiterhin beziehen sich die Aus-

sagen auf den Bewegungszustand Gleiten, während bei Elastomer-

Lagern im Bauwesen der Zustand Ruhe herrschen soll.

Die Ubertragbarkeit der Coulomb'schen Aussagen auf die Reibung

von Polymeren, speziell die Gummireibung wurde und wird von

einigen Forschern generell bestritten. Wesentlich ist die

Feststellung:

- f = f(om )

Abhängigkeit von der mittleren nominellen Pressung um.

Diese Feststellung besagt, daß die seinerzeit von Coulomb

als voneinander unabhängig dargestellten Parameter Normal-

kraft und nominelle Kontaktfläche in einem funktionalen

Zusammenhang stehen (Thirion /T1/).

Ferner wird ergänzt:

- f f(T)

Abhängigkeit von der Temperatur T; mit zunehmender Tempera-

tur sinkt die Reibkraft. Temperatur und Bewegungsgeschwin-

digkeit sind über die sogenannte WLF-Transformation mitein-

ander verknüpft /W1/.

- FR.RuneRuhereibung ist nicht existent.

-10-

Nichteiastomere Chemiewerkstoffe, d.h. Thermoplaste (Duromere

finden z.T. in Form von GFK-Platten als Gegenkörper von Thermo-

plasten ebenfalls Verwendung.) wurden und werden vornehmlich

für Lagerungen des Maschinenbaus eingesetzt. Die Beanspruchungen

unterscheiden sich von denen der Baulager in ähnlichen Relationen

wie die der Autoreifen.

Die Abhängigkeiten f = f(am ) bzw. f = f(T) werden z.B. von Flom/

Porile /F1/, King/Tabor /K1/ und Pascoe/Tabor /P1/ auch für

nichtelastomeres Material bestätigt.

Umfassende Untersuchungen an Gleitelementen aus thermoplasti-

schen Kunststoffen werden von Erhard/Strickle /E2/ durchgeführt.

Die Verfasser betrachten das Reibungs- und Verschleißverhalten

u.a. von PA, PE, POM und PTFE bei geschmierter und ungeschmier-

ter Bewegung auf gehärtetem Einsatzstahl.Untersucht werden die

Einflußgrößen Rauhtiefe des Gegenkörpers, Pressung, Bewegungsge-

schwindigkeit, summierter Reibweg und Temperatur.

Die Verfasser machen folgende Aussage, die für die Belange des

Vorhabens "Flachdachlagerung" von Bedeutung sind und hier stark

vereinfacht wiedergegeben werden:

- Das Gleitverhalten wird umso günstiger, je härter der Gleit-

partner ist.

- Sobald die Gleitpartner mit einem Schmiermittel benetzt sind,

bestimmen dessen Eigenschaften das Gleitverhalten, und die

Gleiteigenschaften des Kunststoffes bleiben nahezu einflußlos.

- Bei Trockenlauf übernimmt der Abrieb die Funktion des Schmier-

mittels.

- Bei sehr glatten und harten Gleitkörpern bilden einige Kunst-

stoffe Adhäsions- und Klebebrücken aus, die Rauheit des Kunst-

stoffes ist dabei von untergeordneter Bedeutung.

- Der Einfluß der Pressung kann isoliert nur im Kurzzeitversuch

ermittelt werden, weil sonst z.B. Erwärmung und Veränderung

des Oberflächenprofils das eigentliche Ergebnis verfälschen.

- Ungleichförmige Anlagerung des Abriebs führt zu stick-slip-

Bewegung. Außerdem sind Gleitlager mit oszillierender Bewegung

stick-slip-anfällig, da ein ständiger Wechsel zwischen Haft-

und Gleitreibung vorliegt.

- Im Gegensatz zu Elastomeren zeigen die untersuchten Thermo-

plaste überwiegend ab einer Pressung oberhalb von rd. 0,1 N/mm 2

einen Wiederanstieg der Reibungszahl.

- Bei PTFE bewirkt eine geringere Gleitgeschwindigkeit ein deut-

liches Absenken der Reibungszahl (Es wurden allerdings Ge-

schwindigkeiten > 5 mm/s untersucht, die für Dachlagerungen

nicht erreicht werden.).

- Das Gleitverhalten kann von der Länge der zurückgelegten Gleit-

strecke abhängen.

- Eine einmalige Fettschmierung behält (im Maschinenbau) je nach

Betriebsbedingungen ihre Wirkung für 300 bis 1000 h.

- Von den untersuchten Thermoplasten zeigte nur HDPE im Bereich

bis +500C einen Abfall der Reibungszahl. Alle anderen Stoffe<erwiesen sich im Bereich +10°C = T = +50 °C als nicht tempe-

raturbeeinflußt.

2.2 Untersuchungen an Baulagern

Für die Gruppe der Gleitlager des Brückenbaus wurden im Rahmen

der Eignungsversuche Erfahrungen über das Gleitverhalten der

Paarungen von freigesintertem PTFE-weiß mit austenitischen

Stahlblechen verschiedener Oberflächenbehandlungen, mit Hart-

chrom sowie mit POM-Hartgewebe gesammelt.

Alle diese Lager weisen Schmierstoffspeicherung in Vertiefungen

der PTFE-Scheibe auf. Zusammenfassende Darstellungen der Ver-

suchspraxis und Ergebnisse finden sich bei Eggert et al. /E1/,

Hakenjos/Richter /H2/, Uetz/Hakenjos /U1/U2/, sowie Uetz/

Breckel /U3/.

Als geeignete, auf die Belange des Bauwesens abgestimmte Ver-

suche wurden u.a. der Tieftemperatur-Programmversuch sowie der

Dauerversuch über einen aufsummierten Gleitweg von 1 bzw. 5 km

bei oszillierender Bewegung herausgestellt.

Wie auch bei Erhard/Strickle /E2/ zeigt sich ein nicht unbe-

deutender Einfluß des Schmierfettes und der Oberflächenbehand-

lung des starren Gleitpartners.

-12-

Für das Verhalten von PTFE im Kontakt mit Hartchrom bei

Siliconschmierung macht Favre /F2/ folgende zusätzliche

Bemerkungen zur Einflußgröße Bewegungsgeschwindigkeit: •

- Läßt man der Gleitpaarung die Zeit, einer Zwängung durch

Viskosität auszuweichen, so ist der Bewegungswiderstand fA

ungefähr dreimal kleiner als die Anlaufreibung bei einer

konstanten Bewegungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/s.

- Das Verhältnis der Gleitreibungszahlen f G beträgt in dem

genannten Fall 1:2. Der Bewegungswiderstand ist vorrangig

eine Viskositätsfrage des Schmiermittels.

- Bei geschmierten Flächen stellt sich im Kriechversuch ein

konstanter Bewegungswiderstand unabhängig von der Höhe der

Pressung ein.

Baustellenmessungen an Gleitlagerungen sind von Favre/Kropf /F3/

an der Sihlhochstraße, Zürich, bekannt. Vergleichbare Messungen

werden in Deutschland z.Zt. an einer Straßenbrücke im Bereich

Stuttgart ausgeführt.

Derzeitige Hochbaugleitlager - speziell Gleitfolien unter Flach-

dächern - sind durch die an maschinenbaumäßig ausgebildeten Brücken-

lagern gewonnenen Erkenntnisse nur unzureichend erfaßbar.

Wesentliche Unterschiede in Werkstoff, konstruktiver Ausbildung

und Betriebsart ergeben sich in folgenden Punkten:

- fehlende Schmierstoffspeicherung,

- mangelnde Planparallelität und Ebenheiten der Kontaktflächenim Bereich der Lagerspalten,

- Reibung von gleichartigen Thermoplasten gegeneinander bei

Trockenlauf,

- nicht vorgesehene - bzw. nicht mögliche - Entfernung der

Montagehilfen (Randverklebung),

- sehr geringe Flächenpressung.

Systematische Untersuchungen, wenngleich auch unter idealisierten

Randbedingungen, wurden bislang nur von Hakenjos/Richter /H3/

vorgenommen. Betrachtet wird das Gleitverhalten von PE-Folien

bei folgenden Bedingungen:

-13-

- Gleitmeg + 10 mm,

- summierter Gleitweg rd. 100 m,

- Gleitgeschwindigkeit 0,1 mm/s

- Längen von 20,40 und 175 mm,

randverklebt,

- zentrische Pressung zwischen Schmirgelleinen,

- minimale Pressung rd. 0,2 N/mm 2 .

Bei ungeschmierten randverklebten Folien werden Gleitreibungs-

zahlen von rd. 40 bis 60 % erzielt.

Bei geschmierten randverklebten Folien werden die Einflüsse aus

- Flächenpressung,

- Kaschierung ,

- Vorlastzeit,

- Temperatur

in Kurzzeitversuchen betrachtet.

Abgeleitet von den Untersuchungen bei Brückenlagern werden weiter-

hin Dauerversuche mit zwischenzeitlicher Bewegungsunterbrechung

sowie Tieftemperatur-Programmversuche durchgeführt.

Die größte erreichte Anlaufreibzahl beträgt 25 %, sie tritt bei

PS-kaschierten, geschmierten PE-Folien nach einer Vorlastzeit

von 64 h unter einer Pressung von rd. 0,2 N/mm 2 auf.

Die Verfasser weisen auf die reibungsmindernde Wirkung einer

Schmierung und einer beidseitigen Kaschierung hin. Eine Vergrö-

ßerung zumindest der Anlaufreibung wird durch lange Vorlastzei-

ten im ruhenden Kontakt, durch Bewegungsunterbrechungen, sowie

durch größere summierte Reibwege erreicht, Diese Phänomene lassen

sich teilweise durch ein Wegdrücken bzw. einen Verbrauch des

Schmierstoffes deuten. Man folgert, daß sich ein anfänglich nied-

riges Reibungsniveau ohne Schmierstoffspeicherung oder Nachschmie-

rung auf Dauer nicht halten läßt.

Aus den Darstellungen der Versuchsergebnisse ist ersichtlich,

daß das Niveau der Reibungszahlen bei kurzer Vorlastzeit mit

zunehmender Pressung sinkt. Aussagen zum Zustand der Randver-

klebungen bei Versuchsende werden nicht gemacht. Anhand der prin-

zipiellen Darstellungen von Reibkurven läßt sich aber vermuten,

daß die Klebstreifen sogar auf den relativ großen Gleitwegen

-14-

von + 10 ram bis zum 10. Doppelhub noch weitgehend ungeschädigt

sind, da sie - und nicht die Anlaufreibung - in diesem Bereich

für das jeweilige Maximum des Bewegungswiderstandes verantwortlich

sind.

3. Versuchsplanung

3.1 Zielgrößen und Zielrichtung

Im Rahmen des Forschungsvorhabens "Flachdachlagerung" sollten

Baustoffkenngrößen für marktübliche Folienaufbauten unter praxis-

nahen Randbedingungen (allerdings zunächst nur bei zentrischer

Pressung) ermittelt werden. Diese Kenngrößen sollten dem Planver-

fasser ein gesichertes Bemessen der von den einschlägigen DIN-

Normen geforderten Ausbildung von Gleitfugen unter Flachdächern

ermöglichen. Eine Einarbeitung der Erkenntnisse in die Lagernorm

/Y5/ war beabsichtigt.

Baustoffkenngrößen in diesem Sinne sind Bewegungswiderstand und

dessen von Nutzungsdauer und Betriebsbedingungen abhängige Ver-

änderungen, sowie das Verschleißverhalten.

Die Frage, ob die Zielrichtung des Vorhabens auf

- ein "Wegprüfen" ungeeeigneter Folienaufbauten,

Produktentwicklung,

- oder auf die Entwicklung eines praxisnahen,

allgemeingültigen Prüfverfahrens

ausgerichtet sein sollte, wurde zunächst offengelassen.

3.2 Einflußgrößen

Zu folgenden Parametern wurden gemeinsam mit der Betreuergruppe

unter Berücksichtigung von /H3/ Festlegungen getroffen:

- Lasten (P): 1 bis 4 Mp/m

Ausgehend von einem üblichen Flachdachaufbau wurde diese

Belastung als Beanspruchung je lfdm Wand abgeschätzt. Die

Pressung der Lagerprüflinge richtet sich nach deren übli-

cher Verwendungsbreite, z.B. bei 30 cm Wandbreite bedeutet

das 0,033 N/mm2 (0,33 kp/cm

2) bis 0,133 N/mm

2 (1,33 kp/cm 2 ).

Diese Pressungen liegen deutlich unterhalb des bisherigen

Erfahrungsbereiches.

-15-

- Reibweg (s): 1 bis 50 mm (max s), Regelfall: 20 bis 40 mm

Extreme Annahme: 30 m lange Betonplatte,AT = 60 K,

a = 10-5 ergeben s = 18 mm. Der Hub soll von der Nullage

aus einseitig aufgebracht werden, nicht beidseitig um eine

Mittellage (einmalige Vorbelastung aus Schwinden).

- Reibgeschwindigkeit ( ):

Ein Folienaufbau soll mit 0,01; 0,1; 1,0 mm/s geprüft werden,

anschließend erfolgt Festlegung einer Reibgeschwindigkeit für

alle Versuche.

Versuche in der MPA Stuttgart werden in der Regel mit 0,4 mm/s

gefahren. Die Realbeanspruchung liegt wesentlich niedriger:

30 m Betonplatte, Temperaturveränderung 10K in 6 h ergibt

= 0,00014 mm/s

Erste Bewegungen bis max s sollen stichprobenartig mit

0,001 oder 0,0001 mm/s untersucht werden.

- Gesamtreibweg, aufsummierter Reibweg: i s 1 100 m

Annahme: Nutzungsdauer 50 a, 200 d je a, Tagestemperaturschwan-

kung 10K, 30 m Betonplatte

2 x 50 x 200 x 10 x 30 = 30 m10 5

- Prüftemperatur:

Raumtemperatur, d.h. rd. +20 bis 25°C

- Stillstandszeiten:

Wegen des Einflusses von Vorbelastungs-, Halte- und

Richtungsumkehrzeiten werden die Werte von der MPA

Stuttgart übernommen, um Vergleiche zu ermöglichen

(vol. /H3/)

- Reibpartner:

Auf Betonkörper definierter Oberfläche wird der Folien-

streifen aufgelegt und anschließend Frischbeton mit'etwa

der Masse üblicher Deckenplatten im Attikabereich aufbe-

toniert (Höhe rd. 25 cm).

- Oberflächen:

Beton abgerieben bzw. glattgestrichen.

Als baustellenübliche Oberflächen wird ein mit dem

-16-

Reibebrett abgeriebener Beton sowie ein glattgestrichener

Mörtel (Stahlkelle) angesehen. Die Oberfläche wird durch

Messung mit einem Profilmeßgerät beschrieben.

- Lagerarten:

Die Folienpakete aus den Werkstoffen PE bzw. PVC sollen

folgende Aufbauten vorweisen:

a) unkaschiert, randverklebt, geschmiert,

b) unkaschiert, randverklebt, ungeschmiert,

c) einseitig kaschiert (Schaumstoff bzw. Elastomer)

d) zweiseitig kaschiert

e) Kernstreifenlager

Reine Elastomerlager werden nicht untersucht.

- Exzentrizität der Lasteinleitung:

Wird nicht vorgesehen.

Der endgültige Bewegungsablauf sollte anhand von Vorversuchen

festgelegt werden.

4. Versuchsanlage

Detaillierte Beschreibungen werden in /S3/, sowie im Vergleich

mit anderen im Bereich der Bundesrepublik Deutschland vorhan-

denen Anlagen in /M3/ gegeben.

4.1 Aufbau

Die Aachener Anlagen haben folgende Merkmale:

- Reibflächen bis rd. 350 x 350 mm2 ,

- Vertikalkräfte bis 2 MN (hydraulisch), Horizontalkräfte

bis 750 kN (Anlage 1), bis 100 kN (Anlage 2),

- Reibwege bis + 125 mm,

- Reibgeschwindigkeiten von 10 -5 bis 10 6 mm/s

(abhängig von Pumpenleistung - z.Zt. 220 1/min - und

Typ des Servoventils)

- variable Bewegungsfunktionen (z.B. Sägezahn, Sinus, Pausen

am Umkehrpunkt oder in der Rampe),

- variable Funktionen der Vertikalpressung (nur bei Anlage 1);

derzeit sind Frequenzen von 12 Hz bei einem Unterlast/Ober-

last-Verhältnis von 0,95 und 1 Hz bei einem Verhältnis von

0,3 möglich.

Anlage 2 unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von

Anlage 1, daß sie für geringere Pressungen konzipiert wurde

und deshalb mit Totlasten 150 kg 1500 kg arbeitet.

Das Leerlaufspiel bei Bewegungsumkehr liegt bei rd. 0,2 mm.

Steuerungsprinzip und Meßwertverarbeitung sind bei beiden

Anlagen ähnlich bzw. identisch. Die Vorversuche an Gleit-

folien wurden ausschließlich auf Anlage 2 durchgeführt.

Die Anlagen bestehen aus einem starren und aus einem beweglichen

Rahmen ( Bilder 1 und 2).

Der starre Teil trägt einen servohydraulisch ansteuerbaren Druck/

Zugkolben (horizontal) und eine Halterung air die Probenfläche,

die die Krone des aufgehenden Mauerwerks repräsentiert. Der

bewegliche Rahmen faßt den Teil der Lagerung, der die Decken-

platte repräsentiert. Die Reibflächen werden unter Zwischen-

schaltung der zu untersuchenden Gleitfolie durch die Masse eines

angehängten Totlastkorbes gegeneinander gepreßt.

Die Achse des Horizontalkolbens liegt in Reibebene, zwischen

Kolben und beweglichem Rahmen ist ein Kugelgelenk eingeschaltet.

4.2 Steuerun2

Die Zwängung wird servohydraulisch durch Vergleich der auf einem

Funktionsgenerator eingestellten Sollwerte mit den Signalen eines

induktiven Wegaufnehmers weggeregelt aufgebracht.

Im Vergleich zu der z.B. in /H3/ beschriebenen Stuttgarter

Anlage ist zu bemerken, daß auf die Einschaltung eines Leer-

laufgliedes verzichtet wurde und daß die Kraftmessung sowohl

bei der Hin- als auch bei der Herbewegung erfolgt.

4.3 Meßwerterfassung

Der Gleitweg wird durch einen im Horizontalkolben integrierten

induktiven Wegaufnehmer (MTS 0,5 %) erfaßt.

Der Bewegungswiderstand wird durch eine Wägezelle (HBM 2 t, 1 %)

erfaßt.

Die Meßsignale werden nach entsprechender Verstärkung auf einem

x-y-Schreiber als Reibkurven registriert.

-18-

Zusätzlich werden die aktuellen Werte von einem Digitalvoltmeter

angezeigt und wahlweise in einem Spitzenwertspeicher für die je-

weilige Versuchsdauer abgesetzt.

5. Versuchsmaterial

5.1 Gleitfolien

Im August 1978 wurden gemeinsam mit einem Vertreter des MPA

Stuttgart Proben aus der laufenden Produktion der Firmen Iso-

gleitchemie, Nell-Lagertechnik und Speba entnommen. Gleitfolien

ohne Schmierung, die außerhalb des Produktionsprogramms der

genannten Firmen liegen, wurden auf Anforderung gesondert kon-

fektioniert.

Die MPA Stuttgart entnahm ebenfalls Proben, die z.T. im Rahmen

einer freiwilligen Fremdüberwachung in Stuttgart geprüft wer-

den sollten.

Bei den Vorversuchen wurden Aufbauten des Folienpakets in einer

Breite von rd. 115 mm verwendet, die in Bild 3 schematisch dar-

gestellt sind.

Bei den Produkten der Firma Isogleitchemie wurden lt. Angabe

PVC-Folien verwendet, während die Firmen Nell-Lagertechnik

und Speba PE-Folien einsetzen. Nähere Angaben über die verar-

beiteten Materialien wurden z.T. von den Firmen abgelehnt.

Angesichts der in 6.3 mitgeteilten Ergebnisse erübrigt sich

eine weitergehende Differenzierung.

5.2 Gegenkör2er

Bei den Versuchen wurden als Bauteiloberflächen Betonplatten

verwendet, die mit einem Stahllineal gegen die Oberkante der

Schalung abgezogen waren, und zum Zeitpunkt der Prüfung ein

Alter von rd. 1 a aufwiesen.

-19-

6. Vorversuche

6.1 Umfang

An 46 Folienstreifen 115 x 300 mm 2 wurden Gleitreibungsversuche

bis zu einem summierten Reibweg von 100 m durchgeführt.

Punktuell - nicht statistisch abgesichert - wurden Versuche

zu den Einflußgrößen

- Pressung,

- Schmierung,

- Randverklebung,

- Kaschierung,

- Vorlastzeit

vorgenommen. Als Standardversuchsbedingungen wurden gewählt:

- s = + 5 mm nach einer einmaligen Verschiebung um 5 mm,

- s = 1 mm/s bei dem ersten Bewegungszyklus, sowie bei je

einem Zyklus nach summierten Reibwegen von 50 und 100 m,

die Zwischenhübe wurden mit der Geschwindigkeit 100 mm/s

durchgeführt,

- P = 1 Mp/m entsprechend. 0,09 N/mm2 bzw.

P = 4 Mp/m entsprechend 0,35 N/mm2.

Eine übersicht über die Vorversuche wird in Tabelle 1 bis 3

gegeben. Weitere Versuchsbedingungen bzw. Abweichungen von den

Standardbedingungen sind diesoa Tabellen zu entnehmen.

6.2 Versuchsdurchführun2.

Die Betonplatten wurden von losen Partikeln gesäubert. Die

Folienpakete wurden auf die untere Betonplatte zentrisch auf-

gelegt. Die obere Betonplatte wurde mitsamt Rahmen und Totlast-

korb aufgesetzt.

Die Proben Nr. 1 bis 20 waren zuvor 24 h mit der vorgesehenen

Pressung vorbeansprucht worden.

Anschließend wurde die mechanische Verbindung zwischen dem

beweglichen Rahmen, der die obere Betonplatte umschließt, und

dem am Horizontalkolben montierten Kugelgelenk hergestellt.

-20-

Da die Anlage ohne horizontales Leerlaufglied arbeitet, waren

die Proben beim Einbau nicht zwangsläufig spannungsfrei.

Die geringe tangentiale Vorlast, die zufailsbedingt mit Druck-

oder Zugvorzeichen auftrat, wurde bei der endgültigen Auswer-

tung berücksichtigt.

An dieser Stelle ist ein Kommentar zum Nutzen eines Leerlauf-

gliedes angebracht: Ein derartiges Element ermöglicht einen

vorlastfreien Versuchsaufbau mit dem geringstmöglichen Auf-

wand. Die mögliche Form oszillierender gsvorgänge wird

allerdings auf Doppelrampen mit Warteze geschränkt.

Anlagen, die weitgehend spielfrei arbeiten, vermeiden diese

Einschränkung. Sie erfordern aber während des Versuchsaufbaus

die Anwesenheit von 2 Laboranten, um eine vorlastfreie Montage

zu bewerkstelligen.

Die Aachener Vorversuche wurden weggeregelt durchgeführt.

Da die Bewegung lt. Versuchsplan um einen um 5 mm ausgelenkten

Nullpunkt oszillieren sollte, waren die Folienpakete bei Wieder-

erreichen der Nullstellung nicht zwängungsfrei, sofern nicht

zwischenzeitlich die Randverklebung gerissen bzw. zumindest

soweit gedehnt oder verschoben war, daß sie keinen Einfluß mehr

auf den Bewegungswiderstand ausübt.

Einzelne Versuche mußten vorzeitig abgebrochen werden, da bei

0,8 mm Dicke des Folienpakets die überstehenden Betonflächen

oder deren Abrieb miteinander in Kontakt kamen.

6.3 Versuchsergebnisse

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 bis 3 zusammengestellt.

Angegeben ist der jeweils größte Bewegungswiderstand bezogen

auf die mittlere vertikale Pressung des ersten Bewegungszyklus,

sowie der Bewegungswiderstand nach einem summierten Reibweg von

50 m, jeweils getrennt für den Hinweg (-0 und den Rückweg (÷).

Zwischen den Bewegungswiderständen bei 50 und 100 m zeigte sich

trotz des nicht als schonend zu bezeichnenden p.v-Verhältnisse

bei den schnellen Zwischenhüben kein merklicher Unterschied.

Einzige Ausnahme bildeten die ungeschmierten PVC-Folien ohne

Randverklebung.

21

Nach Versuchsende waren nicht alle Randverklebungen vollständig

aufgerissen.

Exemplarische Weg-Last-Aufschriebe sind in Bild 4 bis 11 dar-

gestellt.

Die Kurven zeigen das Gleitverhalten bei Beginn der Bewegung,

sowie nach summierten Reibwegen von 50 m (und 100 m). In hori-

zontaler Richtung ist der Gleitweg s aufgetragen, in vertika-

ler Richtung der Bewegungswiderstand H.

Der Versuchsbeginn wird durch das Symbol angezeigt. Sofern

die Proben bei Versuchsbeginn nicht zwängungsfrei waren (vgl.

6.2), zeigt das Symbol die Nullage von H an.

Der jeweils erste Bewegungszyklus wird durch das Symbol 0

hervorgerufen. Auf ihn beziehen sich die Maßstabsangaben

(Man beachte, daß die Folgezyklen z.T. mit abweichender Ver-

stärkung registriert wurden.).

Die mehr oder minder stark ausgeprägte Sinusschwingung, die

die Kurven nach 50 bzw. 100 m überlagert, rührt (mit großer

Wahrscheinlichkeit) vom Pendeln des aus den schnellen Zwischen-

hüben abgebremsten Lastkorbes her.

Bei allen geschmierten Folien erfolgte die Bewegung ausschließ-

lich innerhalb des Folienpaketes.

Bei ungeschmierten nicht randverklebten Folien ergab sich

folgendes Bild:

- PVC, 1 Mp/m

Gleiten innerhalb des Folienpakets mit lokal starkem Abrieb

fA40 %

- 60 ... 70 %f 50 m

- PVC, 4 Mp/m

Gleiten zwischen Folie und Beton, bei einer Probe verschweißen

die Folien, nach 100 m Reibweg ist eine Folienlage örtlich

durchgescheuert

f 30 %-Af 50 in = 40 ... 50 %

-22-

- PE, 1 Mp/m

Gleiten zwischen Folie und Beton, kein nennenswerter Abrieb

fA= 35 ... 45 %

f50 m = 30 ... 40 %

- PE, 4 Mp/m

Gleiten zwischen Folie und Beton, kein nennenswerter Abrieb,

Auswölben (Verstreckung) der Folien an den Stellen engster

Berührung

fA = 30 ... 40 %

f50 m = 25 ... 35 %

7. Beurteilung

7.1 Diskussion der Versuchsergebnisse

Die Untersuchungen an marktüblichen, randverklebten Gleit-

folien laufen auf eine Prüfung der Reißfestigkeit bzw. der Dehn-

fähigkeit der angewendeten Klebestreifen hinaus:

Die Anlaufreibung liegt bei Folien im Lieferzustand, die längs

zur Randverklebung mit einer mittleren Pressung von 0,09 N/mm2

geprüft werden, oberhalb von fA = 40 %.

Die Randverklebung ist nach einem Hub von 5 rum, ausgehend von

einem um 5 mm verschobenen Bewegungsnullpunkt, nur teilweise

gerissen.

Der als Anlaufreibung bezeichnete Wert ist weniger auf Reibungder Folien oder Viskosität des Schmierfilms als auf einen Bewe-gungswiderstand der Randverklebung zurückzuführen.

Bis zu einem summierten Reibweg von 100 m kann bei geschmier-

ten Folien kein Fressen und auch kein Ansteigen der Reibungs-

zahlen festgestellt werden.

Ungeschmierte Folien, die gegen den Beton reiben und somit

als verschleißbeanspruchte Trennfolie wirken, ergeben fA-Werte,

die etwas geringer sind als die der Gleitfolien in Originalaus-

führung.

Die PE-Pakete, d = rd. 0,8 mm, verhalten sich bei den unter-

suchten Verhältnissen wie relativ reibungs- und verschleißarme

Trennfolien. Im Vergleich mit den Anlaufwiderständen der

-23-

randverklebten Gleitfolien muß man feststellen, daß diese

zum Teil aufwendigen Erzeugnisse keine Vorteile zu bieten

scheinen. PVC-Folien zeigen stärkere Verschleißerscheinungen

als PF-Folien.

7.2 Einpassung in frühere Arbeiten

Die Versuche an randverklebten Folien sind keine Reibungsver-

suche im eigentlichen Sinne.

Als Vergleichsmöglichkeit bieten sich nur die Untersuchungen

von Hakenjos/Richter /H3/ an: Die dort in Bild 10 und 11 mit-

geteilten Ergebnisse stimmen quantitativ mit den Bewegungswi-

derständen der Aachener Vorversuche bei 4 Mp/m überein, bei

1 Mp/m liegen die Ergebnisse innerhalb der aus /H3/ extrapo-

lierbaren Tendenz.

Für die Verhältnisse im Bauwesen ist die dynamische Reibungs-

zahl von untergeordneter Bedeutung. Maßgebend ist die Anlauf-

reibung bzw. der Bewegungswiderstand infolge Randverklebung,

weil dadurch die größten und damit ggf. rißverursachenden Hori-

zontalkräfte in der Mauerwerkskrone verursacht werden.

7.3 Schlußfol2.erung

Bei dem abschließenden Zusammentreffen der Beratergruppe

wurden die Ergebnisse der Vorversuche zur Kenntnis genommen.

Das Erfordernis der Anordnung von Gleitfolien unter Flach-

dächern mit außenliegender Wärmedämmung nach den neuen Anfor-

derungen für beheizte Gebäude wird bestritten, vgl. Pfeffer-

korn /P2/: Bei derartigen Dächern muß eine Gleitfolie zwar

nicht schaden, ausreichend erscheinen aber Trennschichten

als Vorgabe für Risse infolge Deckendurchbiegung.

Angesichts der Forderung nach erhöhtem Wärmeschutz besteht die

Notwendigkeit der Anordnung von Gleitlagern im Dachbereich nur

noch bei Nebenbauwerken (z.B. Garagen) und Sonderkonstruktionen

(z.B. Sperrbeton-Flachdächern mit raumseitiger Dämmung). Für

den Dachbereich von Wohnbauten ist eine volle Erhaltung. des

Verbundes zwischen aufgehendem Mauerwerk und Deckenplatte aus

statischen Gesichtspunkten anzustreben. Trenneinlagen sollen

lediglich den Rißverlauf aus Deckendurchbiegung vorgeben.

-24--

Sofern Gleitlager angeordnet werden müssen, sollte ihr Bewe-

gungswiderstand für einen zielsicheren Stabilitätsnachweis

bekannt sein. Ein Verbraucherschutz gegen kostenverursachende

und nicht erforderliche bzw. sogar schädliche Baumaßnahmen

ist z.Zt. nicht Sache der Bauforschung. Es wurden dazu andere

Wege empfohlen.

Die in den Voruntersuchungen betrachteten Folien weisen nur

zum Teil die Merkmale auf, die für Gleitlager des Hochbaus

erfüllt sein sollten. Als unabdingbar werden

- ausgleichende, drucksteife Kaschierung,

- in oberen und unteren Werten dauerhaft gesicherte

Gleitreibung,

- widerstandsarmerRandabschluß.

angesehen.

Empfehlungen der Beratergruppe:

- Die auf der Sitzung geäußerten Anregungen zur Frage der

Notwendigkeit von Gleitfolien unter Flachdächern mögen

in geeigneter Weise publiziert werden (Verbraucherschutz).

Die Erforschung des Verhaltens der einfachen Lagerfolien

erübrigt sich damit.

- Die Zielrichtung des Forschungsvorhabens soll sich künftig

nicht allgemein auf Flachdachlagerungen beziehen, sondern

auf Gleitlager im Hochbau, die funktionell erforderlich sind.

- Diese Gleitlager müssen ingenieurmäßig bemessen und demgemäß

in DIN 4141 unter Lagerungsklasse II angesprochen werden.

Dabei soll eine deutliche Abgrenzung zu gewissen z.Zt. ange-

botenen Gleitfolien erfolgen.

7.4 Ausblick

Die im abzuändernden Forschungsvorhaben zu untersuchenden

Lager bzw. Lagerstreifen sollen keinen Schutzrechten unter-

liegen. Sie sollen folgende allgemeine Merkmale aufweisen:

-25-

- zweiseitige Kaschierung mit Werkstoff, der gewisse

Rauheit, Unebenheit und Verkantung des Bauteils ausgleicht,

dabei aber relativ drucksteif ist (z.B. Gummi, Bitumenpappe,

nicht Polystyrolschaumstoff, Kork),

- dauerhafte Gleiteigenschaften,

- Randabschluß bzw. gegenseitige Transport- und Montage-

fixierung der Einzelteile des Lagers in der Art, daß inner-

halb des bei der Bemessung zugrundegelegten maximalen Gleit-

weges kein nennenswerter Bewegungswiderstand durch diese

Teile auftritt.

Weitere Untersuchungen an den Proben der Vorversuche so len

nicht durchgeführt werden.

Es sollen folgende Parameter je Lagertyp untersucht werden:

- Kriechen der Kaschierung,

- Vorlastzeit (bis zu 1 Jahr),

- Pressung (praxisnahe Grenzwerte)

- Zwischenentlastung,

- Gleitgeschwindigkeit

- summierter Gleitweg, unterschiedliche Einzelwege (z.B.

100 m aufsummierter Gleitweg infolge + 5 mm und + 0,5 mm

Verschiebeweg),

- Auflagerdrehwinkel (z.B. 1 %).

-26-

8. Literaturverzeichnis

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/Y2/ DIN 1053, 11.62 - vgl. auch DIN 1o53, B1.1, 11.74:Mauerwerk, Berechnung und Ausführung

/Y3/ DIN 18530, 4.71 (Entwurf)- vgl. auch DIN 1853o, 12.74 VomoIDächer mit massiven Deckenkonstruktionen

/Y4/ IfBT-Richtlinien, 6.72:Richtlinien für die Herstellung und Verwendung vonunbewehrten Elastomer-Lagern

/Y5/ DIN 4141:Lager im Hochbau (z.Zt. in Bearbeitung)

22

30

4 171517

101010

f50m ("

{

8 817 1218 139 7

15 13

17 18

5 4

5 67 56 5

10 108 7

10 10

7 312 1210 8

12 13

s

x

Q

= +

VVV

lO mm V

V

V

V

V

K.

K

K

K

V

V

QQQ

QOQQ

V

VV

QQQ

sss

===

0,1 mm /s0, 1 mm/s0,1 mm/s

Bemerkungen

I

_

K ... einseitig mit Polystyrol-Schaumstoff kaschiertQ Bewegungsrichtung quer zur RandverklebungV ... 24 h vorbelastet

Tabelle 1: Vorversuche an Folien 115 x 300 mm 2Randverklebung an Längsseiten mit Schmierung

42 32 59 5943 31 71 55

7 35 33 28 25

38 37 24 31 2825

44 37 38 3534 28 33 29

36 -46 6149 63

30

i5155

23 2722 25

272525

i

VersuchNr.

Last(MP/m)

5859

30

35

2322

loom (I )

33 2724 3027 29

394044

(%) (%50mVersuch Last Bemerkungen

Nr. (Mp /m)

4 1 10 5 6 4 V9 8 6 10 8 Pausen V

11 4 3 5 4 V25 8 4 4 4

16 9 4 5 4 V27 10 3 3 433 7 3 6 4

V ... 24 h vorbelastet

Tabelle 2: Vorversuche an Folien 115 x 300 mm 2ohne Randverklebung mit Schmierung

Bei den Versuchen Nr. 34 / 35 / 41 / 42 / 43wurden PVC-Folien verwendet.

Tabelle 3: Vorversuche an Folien 115 x 300 mm 2ohne Randverklebungohne Schmierung

•B

MeAwerterfassung Last

KMD (horizontal) 5/20 kN:

Meßwerterfassung Weg

Gleitweg LVDT

E

7--7-----71Ay,

Fester Rahmen

Beweglicher Rahmen

Hydraulik

A Vertikal 2 MN

B Horizontal 0,75/0,10 MN

C Justiereinrichtung

1212ferterfassung Last 0 Vertikal KMD

E Horizontal KMD

eßwerterfassung Weg

F Hub LVDT

G Reibweg LVDT

Reibebene

Bild 1: Reibungsanlage ibac 1Funktionsprinzip

Fester Rahmen

Beweglicher Rahmen

Hydraulik / Totlast

A Totlast (vertikal) 15 kN

Hydraulik (horizontal) 100 kN

C Justiereinrichtung

Gleitebene

Bild 2: Reibungsanlage ibac 2Funktionsprinzip

IsogleitchemieFD-Lager GPVC o,4 mm / PVC o,4 mm

SpebaTyp 300HDPE o,4 mm / HDPE o,4 mm

SpebaTyp 3ooHDPE o,4 mm / HDPE o,4 mmSiliconfett

SpebaTyp 3o1HDPE o,4 mm / HDPE o,4 mm /PS 2 mmSiliconfett

Nell-LagertechnikTG 1APE o,4 mm / PE o,4 mm

Nell-LagertechnikTG 1APE o,4 mm / PE 0,4 mmSchmierfett

Nell-LagertechnikTG 1A + b1PE 0,4 rmn / PE 0,4 mm / PS 2 mpSchmierfett

b = 115

Bild 3: Aufbauten der Gleitfolienpakete

Versuch Nr. 6H: 10 mm = 12,5 / 12,5 / 6,25 kps: 10 mm = 2,5 mm

Bild 4: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

Versuch Nr. 8H: lo mm = 62,5 / 6,25 / 6,25 kps: lo mm = 2,5 mm

Bild 5: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

Versuch Nr. 4H: 10 mm .==.. 6,25 / 6,25 kps: 10 mm 1,25 mm

Bild 6: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

Versuch Nr. 35H: lo mm 2o / 2o / 2o kps: lo mm 2,5 mm

Bild 7: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

Versuch Nr, 26H: 10 mm 2o / 10 / lo Hps: lo mm :=1, 2,5 mm

Bild 8: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

Versuch Nr, 28H: lo mm n 2o / 2o / 2o kps: lo mm = 2,5 mm

Bild 9: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

I

/

Versuch Nr® 16H: 10 mm-14 12,5 / 12,5 / 12,5 kps: 10 mm 2,5 mm

Bild 1o: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie

Versuch Nr. 43H: lo mm =-= loo / loo / loo kps: 10 mm ==.-- 2,5 mm

Bild 11: Bewegungswiderstand einer Gleitfolie