Manchmal überlegt man sich, aus Platz- oder optischen Gründen, ob ein Aquarium vorne oder hinten 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 vorne überstehend
Das Modell – Glasaquarium vorne überstehend
Betrachtet wird nun das Modell eines 112l-Aquariums mit den Maßen 80*35*40cm, auf einem Betonsockel 18,5cm 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.
Die Bodenscheibe
In erster Näherung kann man annehmen, dass die Bodenscheibe die meiste Belastung übernimmt. Das Modell einer teilaufliegenden Glasscheibe zeigt auch eine nennenswerte Spannungsspitze im Bereich der Auflagekante. Die Bodenscheibe allein könnte den Wasserdruck aufnehmen, wäre aber rechnerisch schon gut ausgelastet.
Das Vollaquarium
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 am Übergang zu den Wandscheiben auf. Interessant auch die – allerdings geringe – Spannungsspitze in den Seitenscheiben im Bereich der Auflagekante. Offenbar haben die Glaswände eine wesentliche Tragwirkung.
Der Vergleich
Abschließend die Analyse des Gesamtmodells im Vergleich. Nun wird die Bodenscheibe mit 4 kPa beaufschlagt und zusätzlich die umlaufenden Wände mit 2 kPa. Im Vergleich Vollauflage zu vorne überstehender Teilauflage ist die maximale Vergleichspannung bei Teilauflage um 3% höher.
Das Fazit
Nach den FEA-Grafiken für ein 112l-Becken könnte dieses also theoretisch nach vorn oder seitlich auskragend aufgestellt werden. Um sicher zu gehen muß man allerdings jeden Einzelfall separat prüfen. Es besteht ein Restrisiko durch die Spannungsspitzen an der Auflagekante. Auch unaufregende Zahlenwerte ändern nichts daran, dass Glas Spannungsspitzen nur schlecht bis gar nicht ableiten kann.
Glas bricht ohne Vorwarnung.
Updated 30. April 2022 by KRH