Strukturverhalten von Fenstern in der Schiffskonstruktion

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird der Stand der Technik und Forschung in Bezug auf das Struktur-verhalten, die Konstruktion und Auslegung von Schiffsfenstern dargelegt. Anschließend werden Versuchsergebnisse präsentiert, die das erhebliche Mittragen der Fensterschei-ben bei Schubbelastungen in der Wandebene bei großen Öffnungsgraden der Metall-struktur zeigen. Die Berechnung der zusätzlichen Schubsteifigkeit durch die Fenster auf numerische oder alternativ analytische Weise sowie die Berücksichtigung dieser in Finite-Elemente-(FE)-Globalmodellen von Schiffen wird erläutert. Die Auswirkungen auf die Spannungen in den Fensterecken werden an zwei Beispielyachten gezeigt. Es kann demnach, je nach Konstruktion, zu Reduktionen, aber auch erheblichen Erhöhungen der Spannungen kommen. Außerdem werden Versuchsergebnisse von quasi-statischen und dynamischen Traglastversuchen mit lateralen Drucklasten präsentiert. Die Tests und begleitenden FE-Berechnungen zeigen beispielsweise, dass große Glasscheiben häufig frühzeitig versagen, weil sie aus der Verbindung herausrutschen. Eine Methode zur Ermittlung der Versagenswahrscheinlichkeit der Glasscheiben wird beschrieben. Dieses erfordert eine Datenbasis zur Glasfestigkeit, die zusätzlich zur Literatur in Vierschneidenbie-geversuchen mit Glasproben geschaffen wurde. An einem Beispielschiff wird die Simulation eines Wellenschlages auf die Fenster des Frontschottes erläutert.
Schlagwörter: Schiffsfenster, Glas, Schubsteifigkeit, Traglast