Konstruktiver Glasbau - Stand der Technik

Diplomarbeit
Konstruktiver Glasbau
-Stand der Technik-
Zusammenfassung
Kaum ein anderer Baustoff erfreut sich im Moment bei Architekten und Ingenieuren einer
ähnlich großen Beliebtheit wie Glas.
Bauen mit Glas fasziniert! Architekten begeistern sich und ihre Bauherren für neue und
innovative Konstruktionen die entsprechend den Gebäudeanforderungen besonders filigran
bzw. transparent sein sollen.
Bild 1: Realschule in Geldern
Das Thema konstruktiver Glasbau ist ein relativ junger Begriff er umfasst Glaskonstruktionen
jenseits der einfachen Fenster- oder Fassadenverglasungen, bei denen innovative
Glasfixierungen, weiter- oder neuentwickelte Tragwerke oder Glas anderweitig konstruktiv
oder tragend eingesetzt wurden.
Das in der Bauindustrie verwendete Alkali-Kalk Hartglas setzt sich zusammen aus:
• Dem Glasbildner Kieselsäure, die in Form von Sand zugeführt wird (70 bis 72 %)
• Einem Flussmittel, dem Soda, in Form von Karbonat und Sulfat (ca. 14 %)
• Einem Stabilisierungsmittel, dem Kalk, in Form von Kalkstein(ca. 10 %)
• Verschiedenen anderen Oxiden wie Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, die die
physikalischen Eigenschaften von Glas verbessern, vor allem die Widerstandsfähigkeit
gegenüber atmosphären Wirkstoffen.
• Bei einigen Glasarten erfolgt eine Färbung in der Masse durch Zusetzen verschiedener
Metalloxide
Die Zusammensetzung ist europaweit in der EN 572 Teil 1 festgelegt.
Aumer Ernst-Matthias
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Erste Glaserzeugnisse in Form von Perlen entstanden wahrscheinlich zufällig bei der
Erzverhüttung oder beim Tonbrennen (datiert durch Funde Ende des Jahrt. v. Chr.).
Im konstruktiven Glasbau findet heute vor allem das Floatglas und durch Weiterverarbeitung
entstehende Produkte Anwendung.
Die Entwicklung des Glases vom füllenden zum tragenden Baustoff ist für das Thema
Glaskonstruktionen ein entscheidender Punkt. Erst das Zusammenspiel von Bauaufgabe,
Konstruktionswissen, Glastechnik und Gestaltungswille trägt zu einer Weiterentwicklung bei.
Konstruieren mit Glas verlangt eine genaue Kenntnis der mechanischen Eigenschaften dieses
hochfesten, aber leider sprödbrechenden Materials. Die konstruktive Durchbildung hat als
Oberstes Ziel die Umsetzung der Sicherheitsanforderungen. Die Lagerung von Glaselementen
kann als Linienlagerung (häufigster Fall) oder als Punktlagerung ausgeführt werden. Die
Wahl der richtigen Verbindungstechnik setzt eine intensive Auseinandersetzung mit den zu
verbindenen Materialien und den an die Verbindung gestellten Anforderungen voraus.
Basierend auf den vorhandenen Erfahrungen aus dem konstruktiven Ingenieurbau wurden
Klebe-, Reib- und Lochleibungsverbindungen untersucht und bis zu praktischen Einsatz
entwickelt.
Bild 2: Lochleibungsverbindung im Glasbau
Glas kann sowohl als Primärtragelement (Tragwerke bei denen Glas planmäßig Systemlasten
übernimmt) als auch als Sekundärtragelement (Tragwerke bei denen Glas nur eine
raumabschließende Funktion ohne Tragwirkung primärer Systemlasten besitzt) eingesetzt
werden.
Ausgewählte Beispíele: Glas als Primärtragwerk
Bild 3: Glasbrücke in Rotterdam
Bild 4: Glas-Stahl-Tragwerk in Aachen
Aumer Ernst-Matthias
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Glas als Sekundärtragwerk kam bei folgenden Beispielen zur Anwendung
Bild 5: Parts Distribution Centre for Renault UK in Swindon
Bild 6: Car-Show-Room in Hamburg
Neben der Art des Tragwerks spielt auch die Fugenausbildung eine wichtige Rolle.
Abdichtungen in der Fuge besitzen die Aufgabe, Glas und Rahmen dauerhaft gegen Luft und
Feuchtigkeitseintritt zu schützen und gleichzeitig den Durchlass von Schall und Wärme zu
verhindern. In der Fuge müssen Bauteil-, Untergrundbewegungen, Temperaturdehnungen und
feuchtigkeitsbedingte Längenänderungen ausgeglichen werden, um Zwängungsbeanspruchungen
des Glases zu vermeiden.
Durch die Sprödigkeit des Glases und Schwierigkeiten bei der rechnerischen Erfassung
möglicher Spannungsspitzen erfordern in vielen Fällen, dass die Sicherheit durch Versuche
nachgewiesen wird. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Planung der
Glaskonstruktionen ist das Erstellen eines Sicherheitskonzeptes: Zur Zeit erfolgt dies durch
die Betrachtung des Risikopotentials der Konstruktion und des Ausfallrisikos des
Gesamtsystems sowie der einzelnen Komponenten. Hierbei werden Vertikalverglasungen mit
und ohne Absturzsicherung, Überkopfverglasungen und begehbare Verglasungen
unterschieden.
Normen und Richtlinien
Technische Normen, Verordnungen und Richtlinien dienen dazu, Grundlagen für die
Konstruktion zu schaffen und Anforderungen zu stellen. Sie ergeben sich aus Erfahrungen
und sollten laufend überarbeitet werden. Normen und Richtlinien, die Bestandteil des
Baurechts sind, müssen eingehalten werden.
Die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung wird vom DIBt auf Antrag des Herstellers oder
Anbieters für Bauprodukte oder Bauarten erteilt.
Für Sonderkonstruktionen ist eine Zustimmung im Einzelfall das derzeit übliche Verfahren.
Aumer Ernst-Matthias
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Bei der Bemessung von Glasbauteilen gibt es verschiedene Bemessungskonzepte
(Deterministische Bemessung, Probabilistische Bemessungskonzepte, Bemessungskonzept
nach E DIN EN 13474).
Am Ende der Zusammenfassung möchte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. Othmar Springer für die
Betreuung und die Unterstützung danken, auch möchte ich mich bei der Firma ABACUS
GmbH in Falkenstein/Völling (www.abacus-plan.de) bedanken, die mir Infomaterial und
Referenzen zur Verfügung gestellt haben.
Bild 7 und Bild 8: Bürohaus in Düsseldorf
Aumer Ernst-Matthias
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