Praktische Glasdimensionierung DIN Wintergarten Terrassendach Fassade

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1 Praktische Glasimensionierung DIN Wintergarten Terrassenach Fassae Prof. Dr. Franz Felmeier Hochschule Rosenheim Historie Dimensionierung - Nachweis Beispiel Fassae Einwirkungen Beispiel Terrassenach Vor-Dimensionierung Beispiel Wintergarten Bil Fa. Knopp Seite 1

2 Werkstoff Glas Transparent Spröe Statik Festigkeit Bemessung Wärmeschutz Sommer Winter Sicherheit Schall Glas bricht spröe! Glas als transparente Ausfachung Traitionelles Sicherheitskonzept: Glas arf brechen! Begrenzung er Belastung nur Eigengewicht un Win Begrenzung von Folgeschäen nur Ausfachung Einfacher Ersatz bzw. Austausch Seite 2

3 Glas arf brechen? DIN : 1966 Fensterwäne (zurückgezogen) Glas arf nicht brechen! Glas bricht spröe! Sicherheitskonzept? Festigkeit? Ingenieurgemäße Bemessung incl. Materialwerte vorgespanntes Glas ESG (TVG) Biegefestigkeit Verbun(sicherheits)glas VSG Resttragfähigkeit Seite 3

4 Regelwerke TRLV 1998 Technische Regeln für ie Verwenung von linienförmig gelagerten Verglasungen Zulässige Biegezugspannung (Float) 18 MPa Überkopfverglasung Resttragfähigkeit VSG Regelwerke TRAV 2003 Technische Regeln für ie Verwenung von absturzsichernen Verglasungen Zulässige Glasproukte VSG ESG Statische Belastung Holmlast Dynamische Belastung Penelschlag Seite 4

5 Regelwerke Anforerungen an begehbare Verglasungen; Empfehlungen für as Zustimmungsverfahren Regelwerke Anforerungen an für Reinigungs- un Wartungsmaßnahmen betretbare Verglasungen GS-Bau 18 Grunsätze für ie Prüfung er Arbeitssicherheit Ausgabe Februar 2001 Seite 5

6 Regelwerke TRPV 2006 Technische Regeln für ie Verwenung von punktförmig gelagerten Verglasungen DIN? EN? ISO? Lastabtragene Konstruktionen Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung abz Zustimmung im Einzelfall an ZiE Aussteifung er Tragkonstruktion urch Glas DIBt - Technische Regeln DIN Seite 6

7 DIBT SVA Glas NA AA Technische Regeln DIN TRLV Teil 1 Grunlagen Teil 2 Linienförmig gelagert TRPV Teil 3 Punktförmig gelagert TRAV Teil 4 Absturzsichern Zustimmung im Teil 5 begehbar Einzelfall Teil 6 betretbar (in Arbeit) Alle wesentlichen Anforerungen un Regelungen er TR wuren beibehalten! DIN : Teil 4: Zusatzanforerungen an absturzsicherne Verglasungen 1 Anwenungsbereich 4 Bauproukte 5 Anwenungsbeingungen 6 Einwirkungen un Nachweise alles wie TRAV bisher! 6.1 Grenzzustäne für statische Einwirkungen (Holm-Last) 6.2 Grenzzustäne für stoßartige Einwirkungen (Penelschlag) Anhang A Nachweis er Stoßsicherheit un Resttragfähigkeit urch Bauteilversuche Anhang B Konstruktionen, eren Stoßsicherheit un Resttragfähigkeit urch Versuche bereits erbracht ist Seite 7

8 DIN : Absturzsicherne Verglasung NEU Anhang C Nachweis er Stoßsicherheit von Glasaufbauten urch Berechnung C.2 Vereinfachtes Nachweisverfahren: Statische Ersatzlast C.3 Dynamisch transiente Simulation es Stoßvorganges Versuch kann urch Berechnung ersetzt weren Historie Dimensionierung - Nachweis Beispiel Fassae Einwirkungen Beispiel Terrassenach Vor-Dimensionierung Beispiel Wintergarten Seite 8

9 Der statische Nachweis Ein Arbeitsplan 1. Beschreibung es Systems - Geometrie: Scheibenaufbau, Abmessungen un Lagerung - Material: Beschreibung, Festigkeit - Gebäue un Einbaubeingung 2. Bestimmung aller Einwirkungen (Lastannahmen) - Win, Schnee, Eigengewicht, Holmlast, Anprall, Klimalasten,... - Definition er Lastfallkombinationen un Lastverteilung 3. Berechnung er Auswirkung - Verformung un Biegespannung 4. Nachweis - Tragfähigkeit Tragwieerstan (Kriterium: Biegespannung) - Gebrauchstauglichkeit (Kriterium: Verformung) 5. Konstruktive Durchbilung Der statische Nachweis Ein Beispiel Geometrie: Float; 1600 x 1600 mm² vierseitig; vertikal Lastannahmen: Winruck 0,8 kn/m²; Klimalast 16 kpa TRLV 2014 LF1 Einwirkung Win 0,8 kn/m² Spannung 17,4 kn/mm² zulässige Spannung 18,0 kn/mm² LF2 Einwirkung Win + Klima Spannung 19,5 kn/mm² zulässige Spannung 18,0 kn/mm² +15% Konstruktion Glaseinstan 15mm viel zu kompliziert? nicht praxisgerecht? Bemessungsiagramme Seite 9

10 TRLV (Vor)Bemessungsiagramme er einfache Weg Stan er Technik 1998: TRLV Lastannahmen: DIN : 1986 Winlasten DIN : 1975 Schneelasten bei Isolierglas: Klimalasten Sommer Winter Kombinationsregeln: Win + 0,5Schnee + Klima viele Lastfälle Nachweis: Sigma-zulässig viel zu kompliziert! Bemessungsiagramme ift Forum Haamar Nr Software Seite 10

11 Nachweis nach DIN Was hat sich geänert? Stan er Technik 2005: TRLV 1998 Lastannahmen: DIN : 2005 Winlasten DIN : 2005 Schneelasten bei Isolierglas: Klimalasten Stansicherheitsnachweis: Zulässige Spannung vorhanen zulässig Stan er Technik 2015: DIN Lastannahmen: DIN : 2010 Winlasten DIN : 2010 Schneelasten bei Isolierglas: Klimalasten Grenzzustan er Tragfähigkeit DIN EN 1990 (GZT): Methoe er Teilsicherheitsbeiwerte E R Float: zul = 18 (12) N/mm² E R Bemessungswert Beanspruchung Bemessungswert Tragwierstan. Der statische Nachweis Ein Beispiel Geometrie: Float; 1600 x 1600 mm² vierseitig vertikal Lastannahmen: Win 0,8 kn/m²; Klimalast 16 kpa TRLV 2014 LF1 Einwirkung Win Spannung 17,4 kn/mm² zulässige Spannung 18,0 kn/mm² LF2 Einwirkung Win + Klima Spannung 19,5 kn/mm² zulässige Spannung 20,7 kn/mm² DIN LF1 Einwirkung Win x 1,5 Spannung 26,2 kn/mm² Tragwierstan 31,5 kn/mm² LF2 Win x 1,5 + Klima x 1,5 x Spannung 28,3 kn/mm² Tragwierstan 31,5 kn/mm² Ergebnis: keine wesentliche Änerung Seite 11

12 Konzept er Teilsicherheitsbeiwerte (DIN = DIN EN 1990) charakteristischer Wert er Einwirkung F k z.b. Winlasten nach charakteristischer Wert es Wierstanes R k z.b. Glasfestigkeit EN Bemessungswert er Einwirkung F F Fk Kombinationsregeln er Einwirkung F j F, j statisches Moell E E ( F ) statisches Moell E E ( F ) Kombinationsregeln er Beanspruchung E j E, j Bemessungswert er Beanspruchung E Teilsicherheitsbeiwerte Einwirkung F Material M Möglichkeit ungünstiger Abweichung, Unsicherheit er Annahmen Unsicherheit im statischen Moelle Unsicherheit er Geometrie? < weitere Einflüsse k mo z.b. Einwirkungsauer Bemessungswert es Tragwierstans R kmo Rk / M Konzept zulässige Spannung (TRLV) charakteristischer Wert er Einwirkung F k z.b. Winlasten nach charakteristischer Wert es Wierstanes R k z.b. Glasfestigkeit EN Kombinationsregeln er Einwirkung F j F, j statisches Moell E E ( F ) statisches Moell E E ( F ) Kombinationsregeln er Beanspruchung E j E, j vorhanene Spannung Bemessungswert er Beanspruchung E Teilsicherheitsbeiwert Einwirkung F Material M Möglichkeit ungünstiger Abweichung, Unsicherheit er Annahmen Unsicherheit im statischen Moelle Unsicherheit er Geometrie? < weitere Einflüsse k mo z.b. Einwirkungsauer zulässige Spannung Bemessungswert es Tragwierstans R Rk / Seite 12

13 Stan er Technik 2015: DIN Einwirkungen: DIN EN : 2010 Winlasten, Schneelast,... DIN Klimalasten (Wetter un Ortshöhe) DIN 1990: 2010 Grunlagen Tragswerkplanung: Nachweis DIN EN 1990: 2010 Teilsicherheitsbeiwert Last, Kombinationsbeiwert sehr viele Lastfälle Grenzzustan er Tragfähigkeit (GZT): Auswirkung (Biegespannung) : Tragwierstan: DIN 18008: E E R k F mo k M c f k E R Stan er Technik 2015: DIN Tragwierstan Für Gläser ohne thermische Vorspannung: mo c k M Dabei ist f k charakteristische Wert er Biegezugfestigkeit (Float = 45 MPa) M = 1,8 Teilsicherheitsbeiwert (Material~) k mo R k k Beiwert zur Berücksichtigung er Lasteinwirkungsauer: k mo = 0,7 Einwirkungskombinationen mit kurzzeitigen Einwirkungen (Win, Holmlast, etc.) k mo = 0,4 mittlerer Dauer (Schnee, Klimalast) ohne kurzzeitigen Einwirkungen k mo = 0,25 für ausschließlich Dauerlast (Ortshöhe!) f Seite 13

14 TRLV Bemessungsiagramme er einfache Weg DIN Bemessungsiagramme er einfache Weg Seite 14

15 Bunesverban Wintergarten 2015 Berlin 30. Sep 2015 Überarbeitung un -2 beschlossen DIN : 2016?? Gebrauchstauglichkeit? Seite 15

16 Die Glasimensionierung nach DIN ist einfach umsetzbar wie bisher! Bemessungsiagramme Software Historie Dimensionierung - Nachweis Beispiel Fassae Einwirkungen Beispiel Terrassenach Vor-Dimensionierung Beispiel Wintergarten Seite 16

17 Win Win Wan Aeroynamischer Beiwert C p,1 Gebäuegeometrie Gebäueteilfläche stark ifferenziert Winruck 0,8... 1,3 kn/m² Winsog 1,1... 1,9 kn/m² Seite 17

18 Win Dach Aeroynamischer Beiwert C p,1... C p,10 Gebäuegeometrie Gebäueteilfläche stark ifferenziert Winsog 1,9... 3,3 kn/m² Schnee Seite 18

19 DIN Schneelasten Charakteristische Wert: s k Schneelast am Boen Schneelastzonen Höhe über Meeresniveau (=NN) DIN Schneelasten Formbeiwert: Schnee 0, kn/m² Gebäue-Geometrie Dach-Teilfläche Schnee 10 kn/m² Seite 19

20 Druckifferenz bei MIG : DIN Klima 16 kn/m² komplex Nachweis einfach Haamar Nr.2 TRLV Überkopfverglasung Klimalast DIN EN 1990 Grunlagen er Tragwerksplanung EN Lastannahmen zu kompliziert? Seite 20

21 Lastannahmen EN x mit Programmunterstützung Software Historie Dimensionierung - Nachweis Beispiel Fassae Einwirkungen Beispiel Terrassenach Vor-Dimensionierung Beispiel Wintergarten Seite 21

22 Bemessung DIN Bemessung DIN Teil 3: Punktförmig gelagerte Verglasungen Teil 4: Zusatzanforerungen an absturzsicherne Verglasungen Teil 5: Zusatzanforerungen an begehbare Verglasungen Teil 6: Zusatzanforerungen an zu Reinigungs- un Wartungsmaßnahmen betretbare Verglasungen Teil 7: Sonerkonstruktionen Seite 22

23 Sichere Seite? I. Viel Win: 3,9 kn/m² Winsog 1,5 kn/m² Schnee II. Viel Schnee: 2,7 kn/m² Winsog 3,5 kn/m² Schnee ohne Anwehen, Abgleiten oben 8 mm ESG - unten 2 x 6 mm VSG Float ist (meist?) ausreichen ausreichen? Statisch Wirtschaftlich Sichere Seite? Seite 23

24 Sichere Seite? Die Glasimensionierung nach DIN ist umsetzbar! Praktisch? so einfach wie bisher Bemessungsiagramme Software Vielen Dank! Seite 24