Glasaquarium seitlich überstehend

Manchmal überlegt man sich, aus Platz- oder optischen Gründen, ob ein Aquarium seitlich über den Unterbau überstehen bzw. auskragen kann. Die Frage ist, ob wassergefüllte Glasaquarien selbsttragend sein könnten. Dann könnte man also ein Glasbecken einfach so fast bis zur Hälfte überstehen lassen.

Oder doch nicht?

Glasaquarium seitlich überstehend

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Modell

Betrachtet wird nun das Modell eines 112l-Aquariums mit den Maßen 80*35*40cm, auf einem Betonsockel 41cm aufliegend. Qualitative Einschränkungen: das AQ-Modell ist als einzelner Solid ausgeführt, die AQ-Wände werden mit dem mittleren Druck von 2 kPa vollflächig beaufschlagt, die angezeigte Vergleichspannung nach von-Mises ist für spröde Werkstoffe wie Glas nur bedingt aussagekräftig.

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Bodenscheibe separat

In erster Näherung kann man annehmen, dass die Bodenscheibe die meiste Belastung übernimmt. Das Modell einer teilaufliegenden Glasscheibe zeigt unzulässig hohe Spannungen im Bereich der Auflagekante. Die Bodenscheibe allein könnte den Wasserdruck nicht aufnehmen, zumindest nicht  voll auskragend.

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Vollaquarium mit reiner Bodenlast

Die Betrachtung des teilaufliegenden Vollaquariums zeigt ein anderes Bild. Zunächst wird im Gesamtmodell nur die Bodenscheibe mit Druck beaufschlagt. Es zeigt sich ebenfalls eine Spannungsspitze im Bereich der Auflagekante, die allerdings wesentlich geringer ist als bei einer reinen Platte. Zusätzliche treten geringe Spannungen in der Bodenscheibe auf.  Interessant auch die Spannungsspitze in den Seitenscheiben im Bereich der Auflagekante.  Offenbar haben die Glaswände eine wesentliche Tragwirkung.

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Vollaquarium Gesamtlastbild

Abschließend die Vollanalyse des Gesamtmodells. Nun wird die Bodenscheibe mit 4 kPa beaufschlagt und zusätzlich die umlaufenden Wände mit 2 kPa. Die maximale Spannung tritt hier im Bereich der Auflagekante zutage. Im Vergleich Vollauflage zu seitlich überstehender Teilauflage ist die maximale Vergleichspannung bei Teilauflage um 49% höher, und zwar in den Seitenscheiben im Bereich der Auflagekante.

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Fazit

Nach den FEA-Grafiken für ein 112l-Becken könnte dieses also theoretisch seitlich auskragend aufgestellt werden. Um sicher zu gehen muß man allerdings jeden Einzelfall separat prüfen. Es besteht ein Risiko durch die Spannungsspitzen an der Auflagekante. Auch  mäßig aufregende Zahlenwerte ändern nichts daran, dass Glas Spannungsspitzen nur schlecht bis gar nicht ableiten kann. Glas bricht ohne Vorwarnung.

So ein „auf der halben Backe“ sitzender Glaskasten ist auch optisch nicht jedermanns Geschmack und ist auch gegen wegkippen nicht gesichert. Da bietet es sich an, den Unterbau als vollflächige Unterstützung auszubilden.

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Updated 2. Januar 2023 by KRH