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Glasbau - Dokumentation

Glasstatik nach DIN 18008







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Lastannahmen



Die Berechnung der Glasstatik erfolgt auf Grundlage der DIN 18008:
Es können rechteckige Verglasungen, die allseitig oder zweiseitig linienförmig gelagert sind, berechnet werden.
Nachfolgend wird der Screenshot für Dreifachverglasungen der Software wiedergegeben. 
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Geben Sie die Werte in die weißen Textfelder ein und wählen Sie die entsprechenden Glasarten über das Pulldown-Menü. Klicken Sie anschließend den berechne Button. Das Programm ermittelt die größte Belastung auf die Außen- und gemäß Lastverteilung nach DIN 18008-2 auf die nachfolgenden Glasscheiben (z. B. Innenscheibe) und berechnet hierfür, die maximalen Hauptzugspannungen und die maximalen Durchbiegungen f.
Bei anklicken des Kontrollkästchen für zweiseitig linienförmig gelagert werden die entsprechenden Bilder und Texte umgestellt. Nachfolgend ist der entsprechende Screenshot wiedergeben.
DreifZwei

Es werden die üblichen Lastfallkombinationen berücksichtigt. Die verwendeten Lastfallkombinationen stellen wir Ihnen auf Wunsch zur Verfügung. Des Weiteren können bei allen Verglasungen eigene Lastfallkombinationen eingegeben werden. Es kann nur mit den zusätzlich eingegeben Kombinationen gerechnet werden, oder diese werden zusätzlich zu den einprogrammierten Kombinationen ausgewertet.
Die Berechnung prüft, ob die Bemessungswerte der Tragfähigkeit, ermittelt nach DIN 18008 eingehalten werden. Die Bemessungswerte werden dabei auf Grundlage der nachfolgend wiedergegebenen charakteristischen Zugfestigkeiten bestimmt. Die Bemessungswerte der Tragfähigkeit werden gemäß Einwirkungsdauer berechnet und bei zweiseitiger Lagerung auf 80 % gemindert (bei thermisch nicht vorgespannten Gläsern). Sofern die berechneten Hauptzugspannungen größer sind als die berechneten Bemessungswerte der Tragfähigkeit (Spannungen), wird der Warnhinweis ?? Statik ?? eingeblendet.
Bei großen oder kleinen Scheiben können die Glasdicken erhöht oder die Glasart geändert werden, um den zulässigen Berechnungsbereich einzuhalten.

Bitte beachten Sie: 
  • Die Glasabmessungen sind beschränkt auf die Mindestabmessung 200 x 200 mm² bzw. Größtabmessung 3500 x 7000 mm²
  • Das Seitenverhältnis der zu berechnenden Glasscheiben ist auf Länge zu Breite L2 /L1 ≤  10 (1:10) beschränkt. 
  • Es können nachfolgende Glasarten berechnet werde:
    • Spiegelglas (SP) entspricht Floatglas (charak. Zugfestigkeit 45 N/mm²).
    • Einscheibensicherheitsglas (ESG) aus SP (charak. Zugfestigkeit 120 N/mm²).
    • Teilvorgespanntesglas (TVG) aus SP (charak. Zugfestigkeit 70 N/mm²).
    • Verbundsicherheitsglas (VSG) aus SP.
    • Verbundsicherheitsglas (VSG) aus TVG.
    • Verbundsicherheitsglas (VSG) aus ESG.
    • Gussglas (charak. Zugfestigkeit 25 N/mm²).
  • Bei Eingabe von Verbundglasscheiben (VSG) über die ComboBox wird die Verglasung hinsichtlich der Spannung zusätzlich mit vollem Schubverbund überprüft.  
  • Bezüglich der Durchbiegung bestehen bei Verglasungen Anforderungen aus der DIN 18008. Als Bemessungswert des Gebrauchstauglichkeitskriteriums ist 1/100 der Stützweite anzusetzen.
  • Im Programm erscheint deshalb der Hinweis ?? f > l/100 ??, wenn die Durchbiegung auf über l/100 ansteigt. 
  • Des Weiteren der Hinweis ?? f > 8 mm ??, wenn die Durchbiegung 8 mm überschreitet, da Glashersteller diesbezüglich Vorgaben treffen (Vorgaben der Glashersteller bezüglich der Durchbiegungen sind zu beachten).  
  • Auch bei großen Verformungen muss die sichere Auflagerung der Glasscheiben gegeben sein! Ggf. ist die Sehnenverkürzung der Glasscheiben aufgrund der Verformung entsprechend zu berechnen. Hierfür können Sie das Modul Sehnenverkürzung verwenden. 
  • Es ist dann nachzuweisen, dass infolge Sehnenverkürzung eine Mindestauflagerbreite von 5 mm nicht unterschritten wird, wenn die gesamte Sehnenverkürzung auf nur ein Auflager angesetzt wird.
  • Es können vertikale und horizontale (alpha < 80°) Verglasungen (Überkopfverglasungen) entsprechend der Eingabe des Neigungswinkels berechnet werden.
  • Des Weiteren wird die untere Glasscheibe für den Versagensfall der oberen Scheibe berechnet. Ist die untere Scheibe zu gering bemessen gibt das Programm einen entsprechenden Warnhinweis aus. 
  • Es werden immer die in den weißen Textfeldern eingegebenen Werte der Berechnung zugrunde gelegt. Deshalb sind ggf. Winddruck und Windsog gesondert zu berechnen.
  • Es wird die Ausnutzung hinsichtlich der Zugspannung angegeben. Dadurch können die Glasscheiben optimiert werden.
  • Im Programm wurde ein Globaler Sicherheitsfaktor fVergl. eingeführt. Auf Grundlage unserer Validierungsrechnungen sollte dieser wie eingestellt bei fVergl. = 1,20 (entspricht 20 % Zuschlag) bei vierseitiger Lagerung belassen werden.
  • Das Programm unterstützt Sie bei der Berechnung der Glasstatik. Es sind jedoch auch noch weitere Kriterien (z. B. zu erwartende Temperaturunterschiede) bei der Auswahl der Verglasungen zu berücksichtigen. 
  • Es sind deshalb grundsätzlich die Vorgaben des Glasherstellers zu beachten!   
In der Expertenansicht werden die der Berechnung zugrunde liegenden Bemessungswerte der Beanspruchung Pa,d, etc. bei vierseitiger Lagerung in kN/m² und bei zweiseitiger Lagerung in kN/m angezeigt. Pi,dx gibt den Bemessungwert für die außergewöhnliche Belastung (Bruch der oberen Scheibe) wieder. Des Weiteren werden die jeweiligen Tragwiderstände der jeweiligen Scheiben in N/mm² angezeigt. Nachfolgend wird der entsprechende Screenshot für obige Berechnung wiedergegeben.
Expertansicht

Wird der globale Sicherheitfaktor verändert ist anschließend der berechne Button zu drücken, um den neuen Sicherheitsfaktor in die Berechnung einfliesen zu lassen.
Die Berechnung stellt ein Näherungsverfahren dar, das auch große Verformungen berücksichtigt, wie diese in der Praxis häufig vorkommen. Es liegt eine nicht lineare Berechnung zugrunde, die auch Membranspannungen berücksichtigt. Aufgrund des relativ genauen Verfahrens wurde der Globale Sicherheitsfaktor eingeführt, um eine entsprechende Sicherheit vorzusehen. 
Durch anklicken des Button Windlast berechnen (bzw. im Pulldown-Menü Lastannamen) können die Windlasten nach dem vereinfachten Verfahren gemäß DIN EN 1991-1-4 bestimmt werden. Für die detaillierte Ermittlung der Windlasten kann zudem der jeweilige cpe-Wert bestimmt werden (s. a. in der Dokumentation unter Lastannahmen).
Es kann die Windlast wa von außen (+/-) sowie bei beispielsweise offenen Gebäuden die Windlast von innen wi (Raumseite) eingegeben werden. Als Windlast sind die Fälle Winddruck und Windsog zu unterscheiden und ggf. getrennt zu überprüfen. Bitte beachten Sie die Vorzeichenregelung.
Aufgrund der Eingangsgrößen (z. B. Windlast) kann es im Einzelfall sinnvoll sein, das genauere Verfahren zur Lastermittlung anzuwenden. Beispielsweise, wenn bei großen Stückzahlen aus Kostengründen die Glasdicken optimiert werden sollen.
Bitte beachten Sie auch die Nachweiserleichterungen der DIN 18008. Die Hinweise der DIN 18008 bezüglich der Nachweiserleichterungen sind zu beachten. Diesbezüglich können kleine Glasscheiben, die unter die Nachweiserleichterung fallen, durch das Programm ggf. nicht nachzuweisen sein.

Die Klimalasten können detailliert mit nachfolgend dargestellten Fenster ermittelt werden, das aufklappt sofern der Button Klimalast berechnen angeklickt wird.
 
Klimalasten

Ändern Sie die Werte in den weißen Textfeldern entsprechend ab und klicken Sie den berechne Button sofern Sie eine detaillierte Klimalastberechnung wünschen. Die vorgegebenen Werte entsprechen den Standardannahmen für die Klimallastberechnung. Sie können auch zusätzliche Klimalasten Pzusätzl. eingeben, die Sie unter Sonstiges im Menü aufrufen können (s. a. DIN 18008).
Durch Auswahl einer VSG-Scheibe (Combobox Glasart) wird nachfolgendes Fenster bei vierseitiger Lagerung geöffnet, das die Berechnung der äquivalenten Glasdicken einer Verbundsicherheitsglasscheibe (VSG) erlaubt.

d* VSG

Die äquivalenten Glasdicken werden bei Ansatz ohne Schubverbund der Berechnung zugrunde gelegt (s. DIN 18008). Die berechnete Glasdicke wird durch das Schließen des Fensters übernommen.
 
Für VSG-Scheiben gilt:
ohne Verbund =>    d* f,äqu =  3(d13 +d23 + ...),  (für Verformung)
ohne Verbund =>    d* s,äqu =  3(d12 +d22 + ...),  (für Spannung)
mit Verbund =>     d* =  d1 + d2 + ...  ,  

Bei Angabe von Verbundglasscheiben (VSG) über die ComboBox wird die Verglasung zusätzlich mit vollem Schubverbund hinsichtlich der Spannung geprüft. Sofern die Berechnung mit vollem Verbund maßgebend wird, erfolgt die Einblendung eines entsprechenden Hinweises.
Ansonsten werden stets die eingegebenen Glasdicken der Berechnung zugrunde gelegt.
Bei der Auswahl von Verbundgläsern bei zweiseitiger Lagerung öffnet sich nachfolgendes Fenster. Es sind dann die Glasdicke und die Anzahl der Glasscheiben anzugeben, da dann die Scheiben als übereinander gestapeltes Paket berechnet werden.

dvsgZ

Die Angaben werden durch klicken des Angaben übernehmen Buttons in die Berechnung eingeführt.

Die "Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen" TRLV 2006, welche in weiten Teilen in die DIN 18008 eingeflossen ist, können Sie hier beziehen: TRLV 2006.pdf.
Die Kenntnis der DIN 18008 wird für die statische Berechnung von Glasscheiben als Voraussetzung angesehen. 
Des Weiteren können Sie für die detaillierte Zuordnung der Windzonen und Schneelastzonen nach Verwaltungsgrenzen die vom DIBt zur Verfügung gestellten Excel-Tabellen abrufen unter:
                        Windlastzonen.xls
                        Schneelastzonen.xls

Nachfolgend werden auszugsweise weitere Screenshots der Software Glasbau dargestellt:
Horizontale (geneigte) Dreifachverglasung: 
Geneigte Dreifachverglasung

Geneigte Zweifachverglasung:
Geneigte Zweifachverglasung

Nachfolgend exemplarisch der Ausdruck zu obenstehender Berechnung:
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Impressum, 2016 Ingenieurbüro Dipl.-Ing. (FH) Guido Strasser, info@Fenster-Soft.de 
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