Siebert, G: Tragende Bauteile aus Glas

2., erweiterte Auflage 2012
ISBN: 978-3-433-02914-5
Verlag: Ernst W. + Sohn Verlag

Buch, Deutsch, 313 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 240 mm, Gewicht: 656 g

Reihe: Bauingenieur-Praxis

Glaselemente als tragende Bauteile sind aus dem Hochbau nicht mehr wegzudenken. Jedoch gehören die ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen für Entwurf, Bemessung und Konstruktion für die Mehrzahl der Planer in der Praxis noch nicht zur Routine. Dieses Buch fasst die grundlegenden Kenntnisse über den Baustoff Glas sowie die aktuellen Regelwerke und das zukünftige, auf Teilsicherheitsbeiwerten basierende Nachweiskonzept nach DIN 18008 für den Konstruktiven Glasbau zusammen. Es ermöglicht somit einen lückenlosen Planungsprozess vom Entwurf bis zum Standsicherheitsnachweis.
Als wichtige Grundlagen werden Herstellung, Veredlung und mechanische Eigenschaften von Gläsern im Zusammenhang mit den im Hochbau verwendeten Glasprodukten vorgestellt. Die Vorspannung, Kanten- und Oberflächenbeschaffenheit, die Effekte von Isolierglas u. a. glasspezifische Einflüsse auf die Festigkeit und Tragfähigkeit werden besonders erläutert.
Die komplexen technischen Regelwerke und die baurechtlichen Vorschriften werden erörtert und mit Vorschriften auf europäischer Ebene verglichen. Die Konstruktion und Berechnung, die Bemessungskonzepte und Nachweisformate sind ausführlich und praxisnah dargestellt. Besonderes Augenmerk gilt der konstruktiven Ausbildung von Details und deren rechnerischer Abbildung.
Eine Vielzahl von Bemessungsbeispielen nach den Technischen Regeln des DIBt und nach DIN 18008 dient der Verdeutlichung. Für linienförmig gelagerte Verglasungen werden Hilfsmittel zur Bemessung in Tabellenform zur Verfügung gestellt.
Gegenüber der 1. Auflage wurde das Buch wesentlich erweitert, z. B. um Abschnitte zu gebogenem Glas, Dünnglas, Oberflächenbehandlung, Photovoltaikverglasungen, Kleben, Bauteilversuche.

Autoren/Hrsg.

Siebert, Geralt

Maniatis, Iris

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Materialwissenschaft: Keramik, Glas, Sonstige Werkstoffe
• Technische Wissenschaften Bauingenieurwesen Baukonstruktion, Baufachmaterialien

Inhaltsverzeichnis

Vorwort
TEIL I GRUNDLAGEN
1 Einleitung
Einführendes Beispiel
2 Der Werkstoff Glas
Definitionen von Glas
Struktur und Zusammensetzung von Glas
Herstellung von Glas
Rohstoffe
Produktion von Flachglas
Veredelung von Flachglas
Mechanische Bearbeitung
Elemente aus mehreren Scheiben (Isolierverglasung, Verbundgläser)
Gläser mit Vorspannung
Beschichtung und Oberflächenbehandlung von Flachglas
Gestaltetes Verbundglas
Gebogenes Glas
Thermisch gebogenes Glas
Kaltverformtes Glas
Sonderprodukte
Glasrohre
Profilbauglas
Elastische Kenngrößen
Elastizitätsmodul E
Theoretische und praktische Festigkeit
Allgemeine weitere Zahlenwerte
3 Bruchmechanik und Auswertung nach Weibull
Grundgleichung der Bruchmechanik
Statistische Auswertung nach Weibull
Verteilungsfunktion
Grafische Darstellung im Weibull-Netz
Vertrauensbereiche
Beispiel 1 aus DIN 55303-7
Lösung der Grundaufgaben für Lebensdauerberechnungen
Umrechnung der Belastungsgeschichte
Umrechnung der Lastfläche und Spannungsverteilung
Umrechnung der Wahrscheinlichkeit
Beispiele zu Lebensdauerberechnungen
Berücksichtigung unterschiedlicher Belastungsgeschichten
Berücksichtigung unterschiedlicher Lastflächen und Lastformen
Berücksichtigung unterschiedlicher Bruchwahrscheinlichkeiten
4 Festigkeit und Bruchhypothese
Einflussfaktoren auf die Festigkeit
Mechanischer Bearbeitungszustand von Oberfläche und Kanten
Spannungsverteilung und Flächengröße
Umgebungsbedingungen und Alter
Belastungsgeschwindigkeit und -dauer
Vorspannung der Oberfläche
Unterscheidung von Festigkeit und Prüffestigkeit
Beispiel zur Erläuterung
Auswirkung einer Vorspannung auf Gleichungen der Bruchmechanik
Versuche nach DIN
Bruchhypothese
Versuche zur Bruchhypothese
5 Vorgespanntes Glas
Herstellung
Bruchverhalten
ESG
Spontanversagen
Heißlagerungsprüfung (Heat-Soak-Test)
TVG
Verteilung der Vorspannung über Querschnitt und Bauteil
Ermittlung der Vorspannung durch Versuch und Rechnung
Spannungsverlauf in verschiedenen Zonen
Festigkeitskennwerte
Dünnglas
6 Verbundglas und Verbundsicherheitsglas
Rohstoffe und Methoden zur Herstellung von Verbundglas
Tragverhalten von Verbundglas
Schubbeanspruchung
Biegebeanspruchung
Resttragverhalten von gebrochenem Verbundglas
Resttragfähigkeit verschiedener Zwischenschichten
Spannungsverteilung und -umlagerung im Bereich eines Risses
Resttragfähigkeit punktgehaltener abgespannter Vordächer mit unterschiedlichen Gläsern und Zwischenlagenmaterial
7 Berechnung von Verbundglas
Einachsig abtragende Bauteile (Balken)
Analytische Lösungen
Finite-Elemente-Methode (FEM)
Beispiel
Zweiachsig abtragende Bauteile (Platten)
Analytische Lösungen
Finite-Elemente-Methode (FEM)
Beispiel
8 Brandschutzverglasungen
Gegenwärtige und künftige Regelungen
Zusätzliche Anforderungen
9 Sicherheitsverglasungen
Angriffhemmende Verglasungen
Durchschusshemmende Verglasungen
Sprengwirkungshemmende Verglasungen
10 Photovoltaikverglasungen
Elementtypen
Integration in die Gebäudehülle
Anforderungen an Entwurf und Bemessung
Befestigungssysteme
11 Isolierverglasungen
Beanspruchung und rechnerische Erfassung von 2-Scheiben-Isolierglas
Der Druck im SZR
Einführung dimensionsloser Variablen und vereinfachte Lösung
Übersicht der Berechnung nach TRLV [1] bzw. DIN 18008 [3], [4]
Beispiel und Diskussion
Beanspruchung und rechnerische Erfassung von Mehrscheiben-Isolierglas
Die Drücke in den SZR
Einführung dimensionsloser Variablen und vereinfachte Lösung
TEIL II ANWENDUNGEN
12 Baurechtliche Situation
Harmonisierung technischer Regelungen
Bauproduktenrichtlinie (BPR) und Bauproduktengesetz (BauPG)
Bauproduktenverordnung (BauPVO)
Musterbauordnung (MBO)
Bauregelliste
Bauprodukte und Bauarten aus Glas
Musterliste der Technischen Baubestimmungen
Technische Regeln für Glas
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung, Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis
Zustimmung im Einzelfall
Europäische Zulassung (ETA)
Ausblick
13 Entwurf und Konstruktive Details
Anwendungsbereich und Glasauswahl
Fertigungstechnische Grenzen
Lagerung von Glasbauteilen
Mechanische Verbindungen
Klebeverbindungen
14 Berechnung und Bemessung
Linienförmig gelagerte Verglasungen
Punktförmig gelagerte Verglasungen
Nachweis der Verwendbarkeit
Klebeverbindungen
Bemessung nach ETAG 002
Versuchsgestützte Bemessung
Resttragfähigkeit
15 Überblick zu Bemessungskonzepten und Nachweisen unterschiedlicher Regelungen
Nachweiskonzepte
Zeitliche Entwicklung der Regelungen im Konstruktiven Glasbau
Nachweis auf Basis des zul-sigma Konzepts
DIN 18516-4 1990: Außenwandbekleidungen aus ESG, hinterlüftet [80]
Technische Regeln des DIBt: TRLV [1]
Technische Regeln des DIBt: TRAV [12]
Technische Regeln des DIBt: TRPV [2]
Verfahren der Teilsicherheitsbeiwerte und (sichtbare) Anwendung der Bruchmechanik
DIN 18008 [3], [4], [5]
ÖNORM B 3716 [230]
EN 13474 [11]
NEN 2608 [236]
Vergleich der Regelungen für ausgewählte Anwendungen
16 Konstruktion und Bemessung nach TRLV, TRAV und TRPV
Geltungsbereich, Bauprodukte und Anwendungsbedingungen
Nachweisformat, Ermittlung der vorhandenen und zulässigen Werte
Hilfsmittel auf Basis der TRLV
17 Konstruktion und Bemessung nach DIN 18008
DIN 18008 Teil 1 - Begriffe und allgemeine Grundlagen
Sicherheitskonzept und Konstruktionswerkstoffe
Einwirkungen
Ermittlung von Spannungen und Verformungen
Nachweis der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit
Nachweise der Resttragfähigkeit
Generelle Konstruktionsvorgaben
DIN 18008 Teil 2
Allgemeines, Anwendungsbedingungen
Zusätzliche Regelungen für Horizontal- und Vertikalverglasungen
Nachweise der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit
DIN 18008 Teil 3
Anwendungsbedingungen und Konstruktion
Zusätzliche Regelungen für Vertikal- und Horizontalverglasungen
Einwirkungen und Nachweise
DIN 18008 Teil 4
DIN 18008 Teil 5
DIN 18008 Teil 6
DIN 18008 Teil 7
18 Tragelemente
Stabilität und Lasteinleitung
Ausblick
TEIL III BEISPIELE
Beispiel 1: Vordach mit 2-seitig linienförmig gelagerten Glasscheiben
Beispiel 2: Linienförmig gelagerte Isolierverglasung
Beispiel 3: Punktgehaltene, vertikale Windfangverglasung
Beispiel 4: Punktgehaltene Überkopfverglasung
Beispiel 5: Absturzsichernde Einfachverglasung der Kategorie A
Beispiel 6: Absturzsichernde Isolierverglasung der Kategorie A
Beispiel 7: Absturzsichernde Brüstungsverglasung der Kategorie B
Beispiel 8: Vierseitig linienförmig gelagerte begehbare Verglasung

Über Autor(innen)

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Geralt Siebert ist Inhaber der Professur für Baukonstruktion und Bauphysik an der Universität der Bundeswehr München und Gesellschafter des Ingenieurbüro Dr. Siebert mit einem Schwerpunkt Glas- und Fassadenbau. Er ist Obmann des Arbeitsausschusses für die Normenreihe DIN 18008 "Glas im Bauwesen - Bemessungs- und Konstruktionsregeln".
Dr.-Ing. Iris Maniatis ist Projektleiterin im Ingenieurbüro Dr. Siebert, und Lehrbeauftragte an der Universität der Bundeswehr München. Sie hat langjährige Praxis- und Prüferfahrung im Konstruktiven Glasbau.