Prof. Dr.-Ing. Bernhard Weller Dipl.-Ing. Felix Nicklisch Dipl.-Ing. Sebastian Thieme Dipl.-Ing. Thorsten Weimar unter Mitarbeit von Dipl.-Ing. Kristina Härth Dipl.-Ing. Philipp Krampe Dipl.-I ng. Jan Wünsch Glasbau-Praxis Konstruktion und Bemessung Vertikal- und Überkopfverglasungen Absturzsichernde Verglasungen Begehbare Verglasungen Berechn ungshiifen 2., aktualisierte und erweiterte Auflage ~uwerk
1 Konstruieren mit Glas 15 1.1 Glas als Baustoff 15 1.1.1 Definition von Glas 15 1.1.2 Allgemeine Eigenschaften von Glas 16 1.1.3 Chemische Zusammensetzung 17 1.1.4 Transparenz 21 1.1.5 Sprödigkeit 21 1.2 Festigkeit von Glas 22 1.2.1 Bruchmechanik 22 1.2.2 Einflussfaktoren auf die Festigkeit 30 1.2.3 Festigkeitssteigerung durch Vorspannung 33 1.2.4 Charakteristische Festigkeit und Bruchbilder 39 1.3 Glasprodukte und Anwendungen 42 1.3.1 Lieferformen von Glas.42 1.3.2 Materialgerechte Planung 49 1.3.3 Anwendungen im Glasbau 57 1.3.4 Schäden im Glasbau 63 2 Baurechtliche Grundlagen 75 2.1 Allgemeines 75 2.2 Bauprodukte 77 2.3 Bauarten nach Technischen Baubestimmungen 81 2.3.1 Aktueller Normungsstand 81 2.3.2 Zukünftige Normung 86 2.4 Nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten 91 2.4.1 Genehmigungsinstrumente 91 2.4.2 Experimentelle Nachweise 99 3 Hinterlüftete Vertikalverglasung aus Einscheiben-Sicherheitsglas 111 3.1 Grundlagen 111 3.2 AufgabensteIlung 114 3.3 Allgemeine Hinweise 116 3.4 Systembeschreibung 117 3.4.1 Statisches System 117 3.4.2 Materialkennwerte 118 3.5 Einwirkungen 119 3.5.1 Hinweise 119 3.5.2 Eigenlast 119
3.5.3 Windlast 120 3.6 Berechnung 122 3.6.1 Hinweise 122 3.6.2 Analytische Berechnung Balkentheorie 123 3.6.3 Analytische Berechnung Berechnungstafeln 123 3.6.4 Numerische Berechnung 124 3.7 Nachweise 127 3.8 Konstruktive Durchbildung 128 4 Vertikale Zweischeiben-Isolierverglasung nach DIN 18008 129 4.1 Grundlagen 129 4.2 AufgabensteIlung 131 4.3 Allgemeine Hinweise 132 4.4 Systembeschreibung 133 4.4.1 Statisches System 133 4.4.2 Materialkennwerte 134 4.5 Einwirkungen 134 4.5.1 Windlast 134 4.5.2 Klimalast. 137 4.5.3 Verteilung der Einwirkungen 139 4.5.4 Lastfallkombinationen 142 4.6 Berechnung 143 4.6.1 Analytische Berechnung 143 4.6.2 Numerische Berechnung 145 4.7 Nachweise 148 4.7.1 Tragfähigkeit 148 4.7.2 Gebrauchstauglichkeit 150 4.7.3 Resttragfähigkeit 151 4.8 Konstruktive Durchbildung 152 5 Vertikale Dreischeiben-Isolierverglasung nach DIN 18008 153 5.1 Grundlagen 153 5.2 AufgabensteIlung 154 5.3 Allgemeine Hinweise 155 5.4 Systembeschreibung 156 5.4.1 Statisches System 156 5.4.2 Materialkennwerte 157 5.5 Einwirkungen 157 5.5.1 Hinweise 157
5.5.2 Windlast 158 5.5.3 Klimalast 159 5.5.4 Verteilung der Einwirkungen 160 5.5.5 Lastfallkombinationen 166 5.6 Berechnung 168 5.6.1 Analytische Berechnung 168 5.6.2 Numerische Berechnung 170 5.7 Nachweise 175 5.7.1 Tragfähigkeit 175 5.7.2 Gebrauchstauglichkeit 176 5.7.3 Resttragfähigkeit 178 5.8 Konstruktive Durchbildung 179 6 Absturzsichernde Verglasung der Kategorie A 181 6.1 Grundlagen 181 6.2 AufgabensteIlung 184 6.3 Allgemeine Hinweise 185 6.4 Systembeschreibung 187 6.4.1 Statisches System 187 6.4.2 Materialkennwerte 187 6.5 Einwirkungen 189 6.5.1 Hinweise 189 6.5.2 Windlast 189 6.5.3 Horizontale Nutzlast... 189 6.5.4 Klimalast 190 6.5.5 Anpraillast 190 6.5.6 Lastfallkombinationen 191 6.6 Berechnung 191 6.6.1 Hinweise 191 6.6.2 Eingangswerte 193 6.6.3 Isolierglasfaktor 194 6.6.4 Lastfallkombination Holmlast und halbe Windlast 196 6.6.5 Lastfallkombination Holmlast und Klimalast.. 201 6.6.6 Zusammenstellung der Ergebnisse 203 6.6.7 Anpraillast 206 6.7 Nachweise 208 6.7.1 Nachweise unter statischen Einwirkungen 208 6.7.2 Nachweis unter stoßartigen Einwirkungen nach TRAV, Abschnitt 6.4 209
6.7.3 Nachweis unter stoßartigen Einwirkungen nach TRAV, Abschnitt 6.3 210 6.8 Konstruktive Durchbildung 211 7 Absturzsichernde Verglasung der Kategorie B 213 7.1 Grundlagen 213 7.2 AufgabensteIlung 214 7.3 Allgemeine Hinweise 214 7.4 Systembeschreibung 215 7.4.1 Systemabmessungen 215 7.4.2 Statisches System 216 7.4.3 Materialkennwerte 216 7.5 Einwirkungen 217 7.5.1 Horizontale Nutzlast.. 217 7.5.2 Eigenlast 217 7.6 Berechnung 217 7.6.1 Hinweise 217 7.6.2 Analytische Berechnung 217 7.6.3 Numerische Berechnung 218 7.7 Nachweise 221 7.7.1 Nachweis unter statischen Einwirkungen 221 7.7.2 Nachweis unter stoßartigen Einwirkungen 221 7.8 Konstruktive Durchbildung 223 8 Absturzsichernde Verglasung der Kategorie C 225 8.1 Grundlagen 225 8.2 AufgabensteIlung 226 8.3 Allgemeine Hinweise 226 8.4 Systembeschreibung 227 8.4.1 Systemabmessungen 227 8.4.2 Materialkennwerte 227 8.5 Einwirkungen 228 8.6 Nachweise 228 8.7 Konstruktive Durchbildung 229 9 Linienförmige Horizontalverglasungen nach DIN 18008 231 9.1 Grundlagen 231 9.2 AufgabensteIlung 233
9.3 9.4 9.4.1 9.4.2 9.5 9.5.1 9.5.2 9.5.3 9.5.4 9.5.5 9.5.6 9.6 9.6.1 9.6.2 9.6.3 9.7 9.7.1 9.7.2 9.7.3 9.8 Allgemeine Hinweise 234 Systembeschreibung 236 Statisches System 236 Materialkennwerte 236 Einwirkungen 236 Hinweise 236 Eigenlast 237 Wind last 237 Schneelast 239 Mannlast 241 Lastfallkombinationen 241 Berechnung 242 Hinweise 242 Analytische Berechnung 243 Numerische Berechnung 247 Nachweise 248 Tragfähigkeit 248 Gebrauchstauqlichkeit 250 Resttragfähigkeit 250 Konstruktive Durchbildung 251 10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.4.1 10.4.2 10.4.3 10.5 10.5.1 10.5.2 10.5.3 10.5.4 10.5.5 10.5.6 10.6 10.6.1 10.6.2 10.7 10.7.1 Punktförmig gelagerte Überkopfverglasung 253 Grundlagen 253 AUfgabensteIlung 255 Allgemeine Hinweise 257 Systembeschreibung 258 Systemabmessungen 258 Punkthalter 259 Materialkennwerte 260 Einwirkungen 260 Hinweise 260 Eigenlast 261 Windlast 261 Schneelast 264 Temperaturlast. 266 Lastfallkombinationen 266 Berechnung 267 Hinweise 267 Numerische Berechnung 269 Nachweise 272 Nachweis unter statischen Einwirkungen 272
10.7.2 10.8 10.8.1 10.8.2 10.8.3 Resttragfähigkeit 272 Konstruktive Durchbildung 274 Längsschnitt 274 Detail 1 274 Detail 2 275 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.4.1 11.4.2 11.5 11.5.1 11.5.2 11.5.3 11.6 11.6.1 11.6.2 11.6.3 11.7 11.8 Begehbare Verglasung (TRLV) 277 Grundlagen 277 AufgabensteIlung 278 Allgemeine Hinweise 278 Systembeschreibung 279 Statisches System 279 Materialkennwerte 280 Einwirkungen 280 Eigenlast 280 Nutzlast 281 Lastfallkombinationen 281 Berechnung 282 Hinweise 282 Analytische Berechnung 283 Numerische Berechnung 286 Nachweise 288 Konstruktive Durchbildung 289 12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.4.1 12.4.2 12.5 12.5.1 12.5.2 12.5.3 12.6 12.6.1 12.6.2 12.6.3 12.7 12.7.1 Begehbare Verglasung (ZiE) 291 Grundlagen 291 AufgabensteIlung 292 Allgemeine Hinweise 293 Systembeschreibung 294 Statisches System 294 Materialkennwerte 295 Einwirkungen 295 Eigenlast 295 Nutzlast 295 Lastfallkombinationen 296 Berechnung 296 Hinweise 296 Analytische Berechnung 297 Numerische Berechnung 300 Nachweise 302 Nachweis unter statischen Einwirkungen 302
12.7.2 Nachweis der Stoßsicherheit und der Resttragfähigkeit 302 12.8 Konstruktive Durchbildung 303 13 Glasträger (ZiE) 305 13.1 Grundlagen 305 13.2 AufgabensteIlung 306 13.3 Allgemeine Hinweise 307 13.4 Systembeschreibung 308 13.4.1 Statisches System 308 13.4.2 Materialkennwerte 309 13.5 Einwirkungen 310 13.5.1 Hinweise 310 13.5.2 Eigenlast 310 13.5.3 Windlast 311 13.5.4 Schneelast 311 13.5.5 Mann/ast 313 13.5.6 Lastfallkombinationen 313 13.6 Berechnung 314 13.6.1 Analytische Berechnung 314 13.6.2 Numerische Berechnung 316 13.7 Nachweise 318 13.7.1 Tragfähigkeit 318 13.7.2 Gebrauchstauglichkeit 318 13.7.3 Stabilität 319 13.7.4 Resttragfähigkeit. 326 13.8 Konstruktive Durchbildung 327 14 Berechnungstafeln 329 14.1 Allgemeines 329 14.2 Berechnungstafeln für allseitig linienförmig gelagerte Verglasungen unter Flächenlast...330 14.3 Berechnungstafeln für allseitig linienförmig gelagerte Verglasungen unter Linienlast.. 333 14.4 Berechnungstafeln für allseitig linienförmig gelagerte Verglasungen unter Blocklast... 337 Abkürzungen 341 Literatur 343
Regelwerke '" 348 Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen (TRLV) 355 Technische Regeln für die Bemessung und Ausführung von punktförmig gelagerten Verglasungen (TRPV) 373 Technische Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen (TRAV) 385 Grundsätze für die Prüfung und Zertifizierung der bedingten Betretbarkeit und Durchsturzsicherheit von Bauteilen bei Bau- und Instandhaltungsarbeiten (GS-BAU-18) 409 Glossar 419 Sachverzeichnis 433