Tragstrukturen aus Glas Dipl. Ing. (FH) Felix Schmitt Wuerzburg, Germany

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1 Tragstrukturen aus Glas Dipl. Ing. (FH) Felix Schmitt Wuerzburg, Germany 17. Januar 2013 BAU München

2 Weltweite Präsenz 2

3 Permasteelisa Gruppe Business Segments of Permasteelisa Group Aluminium Curtain Walling Gartner Interiors 3

4 Glasbrücke Eaton Center Calgary Architekt: MMC Architecture Fertigstellung: 2010 Gesamtlänge: 14,25m Breite: 3,66m Glasaufbau Boden: 8mm ESG 2x10mm TVG #1 Antirutschbedruckung #2/3 PVB-Folie matt Glasaufbau Zwischenriegel: 3x10mm TVG Glasaufbau Balustraden: 12mm ESG 12mm TVG (obere Kante zurückgesetzt) 12mm ESG 1,52mm PVB-foil 4

5 Glasbrücke Eaton Center Calgary FE - Analyse Beul-Nachweis Lokale Spannung 5

6 Glasbrücke Eaton Center Calgary Verbindung zwischen Brüstung und Riegel Bolzenverbindung mit Verguß (Hilit Hit HY 70) 6

7 Glasbrücke Eaton Center Calgary Verbindung zwischen Riegel und Bodengläser 7

8 Glasbrücke Eaton Center Calgary Montagegestell 8

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13 Glasbrücke Hotel Ritz Carlton Toronto Architekt: Halcrow Yolles Fertigstellung: 2010 Gesamtlänge: 9m Weite: 2,1m Glasaufbau: Analog der Eaton Center Brücke 13

14 Glasbrücke Hotel Ritz Carlton Toronto Transport- und Montagegestell 14

15 Glasbrücke Hotel Ritz Carlton Toronto Computeranimation Montage im Gestell 15

16 Glasbrücke Hotel Ritz Carlton Toronto 16

17 Glasbrücke Hotel Ritz Carlton Toronto 17

18 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt Architekt: Scheffler + Partner Architekten Fertigstellung:

19 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt Konstruktionsmodell Statisches Modell Glasaufbau der 15 VSG-Glaselemente: Gesamtabmessung des Gebäudes: 12mm ESG mit Frit auf der Außenseite 6m x 12m x 3,8m 2x12mm TVG 1,52mm PVB - Folie Glasbreiten: 1,25m und 1,95m Glashöhen: 3,07m bis 3,5m 19

20 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt Lagerkonstruktion zwischen Glaswand und Stahldach: Vertikale Lastabtragung über Vergußmörtel Horizontale Lastabtragung über Structural Silikon Abhebende Lastabtragung über Zugstäbe 30x6mm in den Glasfugen 20

21 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt Versuchsaufbau für Zustimmung im Einzelfall 21

22 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt Versuche: Notwendig für die ZiE 1) Diagonale Last 8,1kN + Horizontale Last (Holmlast) 1kN/m 2) Diagonale Last 8,1kN + Anpralllast (Doppelringpendelschlag mit 50kg aus 900mm Fallhöhe) 3) Diagonale Last 20kN (faktorisiert) für Knickstabilitätsnachweis 4) Test Nr.2 + vorgeschädigte äußere ESG-Scheibe Zusätzliche Versuche 5) Diagonale Last 40kN (max Pressenkraft) 6) Diagonale Last 40kN + zwei vorgeschädigte äußere Scheiben Ergebnisse: 1) Durchbiegung von 3mm / 4mm 2) Keine Schäden 3) Keine Schäden 4) Keine zusätzliche Schäden 5) Keine zusätzliche Schäden 6) Keine zusätzliche Schäden 22

23 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt 23

24 Tragende Glaswände Willy-Brandt-Platz Frankfurt 24

25 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont Bauherr: Claremont McKenna College (in der Nähe von Los Angeles) Architect Rafael Viñoly Architects, New York Fertigstellung:

26 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont Abmessungen des Gebäudes: 11,8m x 11,8m x 4m 26

27 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont Glasstützen: Last für jede Stütze: Eigengewicht und Verkehrslast: 34kN Erdbebenlast: nach California Building Code : 150% des Eigengewichts + Ungünstige Torsionssteifigkeit der Gebäudegeometrie = 175% des Eigengewichts Resultierende Bemessungslast auf die Glasstützen: Horizontal 66,5kN und Vertikal 10,5kN Aufbau der Glasstützen: 6x12mm TVG Befestigung: Fußpunkt: Stahlschuh mit vier Bolzen in der Glasstütze Kopfpunkt: Ein Bolzen als gelenkiges Lager, dieser ist horizontal elastisch gelagert. Aufbau der Fassadengläser: 2x8mm Float; 16mm Scheibenzwischenraum; 2x8mm TVG Fußpunkt: Eigengewicht durch Klotzung; Windlasten durch Toggles; Erdbebenlasten in Glasebene durch Verklebung mit Structural Silicone Kopfpunkt: Windlasten und Erdbebenlasten mit Toggles, die in U-Kanal gleiten können 27

28 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont Test 1: Einzelne Bauteilversuche Test 2: Versuch in Orginalgröße 28

29 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont Versuchsstandaufbau für Originalgröße Zeit-Kraftverlauf der Stützenprüfung Versuchsdurchführung bei Originalgröße: - Ständige Axialkraft von 12kN in Glasebene - Schrittweise ansteigende Querkräfte die jeweils 60Sekunden konstant gehalten werden Ergebnisse: - Ab 230kN Beginn mit Ausbeulen der Druckdiagonale - Bruch bei einer Last von 260kN = 400% der Bemessungsquerkraft 29

30 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont Table 1: Bemessungslasten Column forces Resulting force for pair of bolts Combination acc. ASCE-07 N [kn] V [kn] R pressure [kn] R tension [kn] DL + LL R 34 DL + 0,7 EL 17 66, ,6 DL + 0,7 EL 10,5 66,5 191,5 181 Table 2: Versuchsergebnisse DL (Dead Load), LL R (Life Load), EL (Earthquake Load) Test body Load of break of the glass panels Maximum peak load first second all glass glass panel glass panel panel Safety factor 1) 2 719,5 755,0 4, ,0 682,0 3, ,9 733,2 800,0 4, ,2 578,9 476,7 578,9 3, ,0 801,4 4, ,8 742,8 4,10 1) global safety factor in relationship to the force at bolts (181 kn) 30

31 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont 31

32 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont 32

33 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont 33

34 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont 34

35 Tragende Glasstützen Kravis Center Claremont 35

36 Bauherr SC Johnson + Sons Inc.; Racine, USA Architekt Foster + Partners Ltd. Fertigstellung

37 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson Zugstäbe: D=55 mm Ringträger aussteifende Verglasung 37

38 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson Glasaufbau: VSG aus 2x12mm ESG warm gebogen Radien 13m und 26m Abmessung: Ca. 2,2m x 5,7m Abmessung des ovalen Gebäudes ohne überstehendes Dach: 30m x 41m Fassadenhöhe 11m 38

39 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson System 1: keine Aussteifung durch die Verglasung Draufsicht Ansicht A-A A A Wetterfugen reißen Gläser stoßen aneinander 39

40 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson System 2: Aussteifung durch alle Glasbahnen Draufsicht Ansicht A-A A A 40

41 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson System 3: Aussteifung durch die mittleren Glasbahnen Draufsicht A A Ansicht A-A Gleitlager erforderlich 41

42 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson Strukturelle Verklebung Gleitlager am Fußpunkt 42

43 Aussteifende Glaswände Fortaleza Hall SC Johnson 43

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45 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 45