FS1 Fiedler Stöffler Ziviltechniker GmbH Wilhelm Greil Straße 18 A-6020 Innsbruck Tel. +43 (0)512.26.04.40 DI Dr. Michael Fiedler Scherben bringen (kein) Glück Die Basisgläser Floatglas Glasdicken 2 3 4 5 6 8 10 12 15 19 (25) mm Bandmaß 3,20 x 6,00 m 1
Veredelungsprodukte Thermisch behandelte Gläser ESG TVG gebogene Gläser Mehrkomponentengläser VSG VG Isoliergläser Bruchbilder von Glas: Float 2
Bruchbilder von Glas: Float Bruchbilder von Glas: ESG 3
Bruchbilder von Glas: ESG Bruchbilder von Glas: TVG 4
Spontaner Glasbruch- Nickelsulfid Spontaner Bruch in ESG möglich Vermeidbar durch Heißlagerungstest (Heat Soak Test) der Scheiben im Werk Spontaner Glasbruch- Nickelsulfid 5
Verbundglas hohe Resttragfähigkeit Folienverbund PVB - Folie EVA - Folie Gießharzverbund Isolierglas 2 oder 3 Scheiben mit Beschichtung und Gasfüllung Dichtebene Polysulfid oder Silikon 6
Sicherheit von Verglasungen Anforderungen an ein Tragwerk Standsicherheit Tragfähigkeit Gebrauchstauglichkeit Resttragfähigkeit Risikobehandlung Begrenzung der Versagenswahrscheinlichkeit (Bemessung) Begrenzung des Schadensumfanges (Resttragfähigkeit) Resttragfähigkeit 7
Resttragfähigkeit Resttragfähigkeit 8
OIB Richtlinien = Bauordnung 2008 / 2011 OIB Richtlinie 1: Mechanische Festigkeit und Standsicherheit OIB Richtlinie 2: Brandschutz OIB Richtlinie 3: Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz OIB Richtlinie 4: Nutzungssicherheit und Barrierefreiheit OIB Richtlinie 5: Schallschutz OIB Richtlinie 6: Energieeinsparung und Wärmeschutz OIB-Richtlinie 4 Relevante Bestimmungen für Verglasungen 4.3 Verglasungen mit absturzsichernder Funktion 5.1 Glastüren und Verglasungen ohne absturzsichernde Funktion 5.3 Glasdächer, Oberlichten, Dachflächenfenster und Glashäuser (Horizontalverglasungen) 9
ÖNORM B 3716 ÖNORM B 3716-1 (11.2009): Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 1: Grundlagen ÖNORM B 3716-2 (11.2009): Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 2: Linienförmig gelagerte Verglasungen ÖNORM B 3716-3 (11.2009): Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 3: Absturzsichernde Verglasungen ÖNORM B 3716-4 (11.2009): Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 4: Begehbare und befahrbare Verglasungen g ÖNORM B 3716-5 (12.2007): Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 5: Punktförmig gelagerte Verglasungen Europäische Bauteilbemessung Umstellung auf neues Normenkonzept EUROCODE Lasten auf Grundlage der 50-jährigen Wiederkehr Angabe von Regeln für Lastkombinationen Bemessungsregeln Tragfähigkeit Gebrauchstauglichkeit 10
ÖNORM B 3716-1: Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 1: Grundlagen Ausgabedatum 11.2009 Anwendungsbereich Grundlagen des Konstruktiven Glasbaus Gilt für alle Verglasungskonstruktionen, die nicht in anderen Normen geregelt sind Anforderungen an die Sicherheit Versagen ist für normgemäße Belastung über die Nutzungsdauer auszuschließen Resttragfähigkeit Durch Versagen einzelner Glasteile ist eine Gefährdung von Personen auszuschließen Temperatur-Wechselbeständigkeit Gefahr des thermischen Bruches ist auszuschließen (Projektabhängig) 11
Auflagerungsbedingungen Es gilt ÖNORM B 2227 (Falze, Klotzung) Kein Kontakt zwischen Glas und Metall unter Last- und Temperatureinwirkung Verrutschen muss dauerhaft verhindert werden Baustoffe der Lagerung entsprechend der Nutzungsdauer Abtrocknung freiliegender Kanten muss bei VSG und VG ermöglicht werden Klotzung 12
Gegenüberstellung von Beanspruchungen und Bauteil-Widerständen Beanspruchung durch Eigengewicht Nutzlasten Atmosphärische Lasten (Wind, Schnee) Bauteil-Widerstand Werkstoff-Festigkeit Querschnitts-Festigkeit Tragfähigkeit des Bauteils Einwirkungen auf Glastragwerke Eigengewicht (ÖNORM 1991-1-1) Schnee (ÖNORM 1991-1-3) Wind (ÖNORM 1991-1-4) Verkehrslasten (ÖNORM 1991-1-1) Klimalasten (Isolierglas) (ÖNORM 3716-1) Stoßlasten (ÖNORM 3716-3) 13
Nutzlasten nach ÖNORM B 1991-1-1 Einteilung der Gebäude in Nutzungskategorien Kategorie A: Wohnflächen Kategorie B: Büroflächen Kategorie C: Flächen mit Personenansammlungen Kategorie D: Verkaufsflächen Kategorie H: Dachflächen Horizontallasten Linienlast: zwischen 0,5 und 3,0 kn/m Vertikallasten Gleichlast: zwischen 2,0 und 5,0 kn/m² Punktlast: zwischen 1,5 und 5 kn Sonderfall Isolierglas - Klimalasten Druck- und Temperaturdifferenz bei Isolierverglasungen Einwirkungskombination ΔT in K Δp met in ΔH in m p 0 in kn/m 2 kn/m 2 Sommer +20 2 +600 +16 Winter 25 +4 300 16 Es bedeutet: ΔT Temperaturdifferenz zwischen Herstellung und Gebrauch, Δp met Differenz des meteorologischen Luftdrucks am Einbauort und bei der Herstellung, ΔH Differenz der Ortshöhe zwischen Einbauort und Herstellungsort, p 0 aus ΔT, Δp met und ΔH resultierender isochorer Druck (siehe Gleichung A5 in Anhang A). Falls die Differenz der Ortshöhen ΔH bekannt ist, so ist statt der Rechenwerte nach Tabelle 2 der tatsächliche Wert zu berücksichtigen. Voraussetzung für den Ansatz der Rechenwerte für die Temperaturdifferenz ΔT nach Tabelle 2 ist die Verwendung von Isolierglas, das einen Gesamtabsorptionsgrad von weniger als 30 % aufweist und nicht durch andere Bauteile oder Sonnenschutzeinrichtungen aufgeheizt wird. 14
Glasbruch durch Klimalasten Glasbruch durch Klimalasten 15
Anprall-Lasten nach ÖNORM B 3716-3 Weicher Stoß Anprall einer Person Modelliert durch Pendel Unterschiedliche Fallhöhen Harter Stoß Anprall von Gegenständen Stahlkugel oder Torpedo Lastkombinationen, EN 1990 Vertikalverglasungen, Tragfähigkeit Wind und Nutzlast S d = 1,35 G k + 1,5 W k + 1,05 H k Oder S d = 1,35 G k + 0,9 W k + 1,5 H k Weicher Stoß S d = G k + 1,0 A k 16
Traglast Spannungsbegrenzung Glasart Verwendung zweiseitig Lagerung vierseitig Float Vertikalverglasung 24 N/mm² 30 N/mm² Float Horizontalverglasung 14,4 N/mm² 18 N/mm² TVG 46,67 N/mm² ESG 80,0 N/mm² Gebrauchstauglichkeit Durchbiegungsbegrenzung Lagerung Horizontalverglasung Vertikalverglasung vierseitig 1/100 der Scheibenstützweite in Haupttragrichtung Keine Anforderungen Einfachverglasung: 1/100 der Zwei- und dreiseitig Scheibenstützweite in Haupttragrichtung 1/50 der freien Kante 1 ) Isolierverglasung: 1/200 der freien Kante 1/70 der freien Kante 2 ) 1) Größere Durchbiegungen zulässig bei Mindestglaseinstand von 5 mm im belasteten Zustand 2) Die Durchbiegungsbegrenzungen des Isolierglasherstellers sind zu beachten 17
Fehlerquellen Glasbemessung Fehler Mögliche Probleme Falsche Klotzung Überschreiten der Widerstandswerte Verrutschen der Verglasung, Kantenbruch Zu geringe Glasdicken und Glasbruch bei Belastung Zu geringe Resttragfähigkeit Zu dünne Verglasungen Zu große Verformungen Überbeanspruchung des Randverbunds und Undichtigkeiten Vergessen auf Klimalasten in der Lastkombination Große Pumpbewegungen infolge Klimalasten Glasbruch bei kleinen Glasscheiben infolge Spannungsüberschreitung Linienförmig gelagerte Verglasungen Vertikalverglasungen Neigungswinkel 15 zur Vertikalen Horizontalverglasungen Neigungswinkel > 15 zur Vertikalen 18
Vertikalverglasung Vertikalverglasung 19
Besondere Anforderungen an ESG Problem Nickelsulfid ESG-HST Heißlagerungstest nach ÖNORM EN 14179-1 mit Werksbescheinigung Alle Scheiben, die einer besonderen Temperaturbelastung unterliegen, sind in ESG-HST auszuführen Eingefärbte Scheiben Spezielle Wärmeschutzbeschichtungen Kantenverletzungen < 10% der Glasdicke Anwendungsbedingungen für Horizontal-Verglasungen g zweiseitige Lagerung nur bis 120 cm Breite Einzelscheiben nur VSG aus Float oder TVG untere Scheiben von Isolierglas aus VSG aus Float oder TVG Berechnung für Bruch der oberen Scheibe bei Isolierglas Die untere Scheibe muss die Lasten der oberen Scheibe abtragen können. Hier muss jedoch ein geringeres Sicherheitsniveau eingehalten werden. Scheiben müssen zu Wartungs- und Reinigungszwecken betretbar sein Mannlast nach ÖNORM B 1991-1-1: 1,5 kn auf 10 x 10 cm (auch auf die untere Scheibe, meist für die Bemessung maßgeblich) 20
Absturzsichernde Verglasungen ÖNORM B 3716-33 (11.2009): Glas im Bauwesen Konstruktiver Glasbau Teil 3: Absturzsichernde Verglasungen Sturzzugewandte Verglasung muss aus Sicherheitsglas sein: VSG oder ESG Bei Isolierglas dürfen bei Bruch der äußeren Scheibe keine Bruchstücke herabfallen Die Verglasung muss dem Stoß einer stürzenden Person stand halten Modelliert durch Pendelschlagversuch h OIB-Richtlinie 4: Einzelscheiben aus VSG, eine Scheibe bei Isolierglas aus VSG, Innenscheibe aus Sicherheitsglas Fehlerquellen Linienförmig gelagerte Verglasungen Fehler Falscher Glasaufbau Mögliche Probleme Horizontalverglasungen ohne VSG Keine Resttragfähigkeit Zu weiche Unterkonstruktion große Verformungen, Scheibe kann nicht mehr als linienförmig gelagert berechnet werden, Beanspruchung größer als bei allseitiger Lagerung Zu dünne VSG-Scheibe bei Isolierglas Bei Bruch der oberen Scheibe kann die untere Scheibe die Lasten nicht aufnehmen, ein Gesamtversagen des Bauteils wäre möglich Einsatz von ESG Keine Heißlagerung (ESG-H) ESG bei zweiseitiger Lagerung und Einbau über 4 m über Verkehrsflächen 21
Absturzsichernde Verglasung Tragfähigkeit Statische Einwirkungen (Wind, Holmlast, Klima) Dynamische Einwirkungen Weicher Stoß: Anprall einer stürzenden Person Modell: Pendelschlagversuch (50 kg, unterschiedliche Fallhöhen 300-900 mm) Resttragfähigkeit Auch in beschädigtem Zustand muss eine gewisse Schutzfunktion gegeben sein. Verglasungsgruppe 1.1 Linienförmig gelagerte Vertikalverglasungen, die keinen tragenden Brüstungsriegel oder vorgesetzten Handlauf in baurechtlich erforderlicher Höhe zur Aufnahme von Horizontallasten besitzen. Meist geschoßhohe Verglasungen g 22
Verglasungsgruppe 1.2 An einem Rand in einer Klemmkonstruktion linienförmig oder über Punkthalter gelagerte tragende Glasbrüstung Nur Verglasung aus VSG / TVG oder VSG/Float zulässig Verglasungsgruppe 1.3 An mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten linienförmig und / oder punktförmig gelagerte Geländerausfachungen Nur Verglasung aus VSG / TVG (Float) zulässig 23
Verglasungsgruppe 2 An einem Rand in einer Klemmkonstruktion linienförmig oder über Punkthalter gelagerte tragende Glasbrüstung mit aufgestecktem durchlaufendem Holm. Der Handlauf muss die sichere Abtragung der planmäßigen Horizontallasten in Handlaufhöhe (Linienlast) auch beim Ausfall eines Brüstungselements sicherstellen. VERGLASUNG IMMER AUS VSG Verglasungsgruppe 3 24
Verglasungsgruppe 3 Verglasungsgruppe 3 25
Verglasungsgruppe 3 Verglasungsgruppe 3.2 26
Nachweis der Tragfähigkeit unter stoßartigen Lasten 3 Möglichkeiten Experimenteller Nachweis Ausführung mit versuchstechnisch bekannten Aufbauten rechnerischer Nachweis Experimenteller Nachweis Pendelschlagversuch nach EN 12600 Pendelkörper mit einem Zwillingsreifen - Masse: 50 kg, Reifendruck: 4,0 bar Pendelfallhöhen ÖNORM B 3716-3 (11.2009) Im Allgemeinen 2 Scheiben pro Ausführungsvariante 27
Fehlerquellen absturzsichernde Verglasungen Fehler Falscher Glasaufbau Kein oder zu dünnes VSG Mögliche Probleme Kein Sicherheitsglas auf der zugänglichen Seite Unterkonstruktion ist zu wenig tragfähig Verglasungen würden der Stoßbelastung widerstehen, verlassen aber die Lagerung und stürzen ab Außenscheibe bricht Gefährdung von darunter liegenden Verkehrsbereichen Pendelschlag mit 450 mm Fallhöhe 28
Resttragfähigkeit Pendelschlag mit 700 mm Fallhöhe 29
Pendelschlag mit 700 mm Fallhöhe Pendelschlag mit 700 mm Fallhöhe 30
31