Glasstatik-Software GLASTIK Professional: 10 Schritte
zur punktgehaltenen Verglasung
(4.10.2003) Statische Berechnungen von
Glas
und
Glasfassaden waren bislang recht aufwändig: Denn allgemeine
Statik-Programme müssen erst zeitraubend auf Glas umgestellt werden. Die
verfügbaren Glaslösungen dagegen boten bisher nicht die erforderliche
Exaktheit bei der Dimensionierung der Glasdicke.
Mit dem Erscheinen von GLASTIK Professional im Herbst letzten Jahres ist
dieses Problem gelöst: Damit steht erstmals eine speziell auf das Material
Glas zugeschnittene Glasstatik-Software zur Verfügung.
Finite Elemente für exakte Ergebnisse
Als erstes und bislang einziges Programm dieser Art verwendet GLASTIK
Professional bei der Dimensionierung die Finite-Elemente-Methode, sicherlich
der exakteste Weg der statischen Berechnung. Trotz der umfangreichen
Einstellmöglichkeiten und der komplexen Rechenverfahren überrascht das
Programm durch vergleichsweise einfache Bedienung und schnelle Ausgabe der
Ergebnisse. Ein spezielles Highlight: Mit dem Zusatzmodul "Punkthalter"
erlaubt GLASTIK Professional die Berechnung der Glasdicke auch für gebohrte
und punktgehaltene Scheiben!
Im folgenden Beispiel soll eine Hauseingangsüberdachung aus Glas
dimensioniert werden, mit einer Breite von 1800 mm und einer Ausladung von
1200 mm - an der Wand linienförmig gelagert und am Ende der Ausladung durch
zwei Punkthalter. Auch diese Kombination von Lagerungsarten lässt sich
schnell und trotzdem exakt berechnen, in nur zehn Schritten: Dabei kann man
der Reihenfolge der Menüpunkte im Hauptmenü "Verglasung" folgen.
1. Schritt: Zunächst wird die "Glasgeometrie" definiert. Im Beispiel
wählt man aus den fünf Grundformen - Drei-, Vier-, Fünf-, Sechseck oder
Kreis - das "Viereck" aus und bestimmt die exakte Form, indem man die Lage
der Eckpunkte im Koordinatensystem angibt: hier also 0 / 0, 1800 / 0,
1800 / 1200 und 0 / 1200. Während der Eingabe wird das Viereck auf dem
Bildschirm eingezeichnet, jeder Punkt vervollständigt das Bild weiter.
Linien- und punktförmige Lagerung kombiniert
2. Schritt: Per Mausklick wird die Kantenlagerung bestimmt: Kante 1 des
Vordachs, also die Breite an der Wand, ist "linienförmig gelenkig" gelagert,
die Kanten 2 bis 4 sind nicht aufgelagert also "frei".
3. Schritt "Punkthalter": Im Beispiel sind die Bohrungen 200 mm von der
Kante entfernt. Damit ergeben sich die Koordinaten "200 / 1000" für
Punkthalter 1 und "1600 / 1000" für Punkthalter 2. Außerdem lässt sich die
Art der Halter vorgeben - im Beispiel: Tellerkopfhalter.
Das Programm geht standardmäßig von "Punkthaltern mit Gelenk" aus. Werden
statt dessen starre Punkthalter verwendet, kann diese Einstellung im Menü
"Berechnungsvorgaben" getroffen werden. Hier kann auch der Radius der Halter
bestimmt werden: Standardeinstellung für Tellerkopfhalter ist - wie im
Beispiel - innen 25 mm, außen 40 mm.
4. Schritt: Nun ist die "Glasart" zu bestimmen. Beim Glasvordach handelt
es sich um ein "Einfachglas", und zwar ein "VSG" aus 2 x "TVG". Diese
Einstellungen sind mit je einem Mausklick getroffen.
5. Schritt "Berechnungsart": GLASTIK Professional ermöglicht zwei
Rechenwege, je nachdem ob die Glasdicke bereits bekannt ist oder die
erforderliche Glasdicke noch zu ermitteln ist. Für beide Fälle wird eine
prüffähige Statik erstellt. Im Beispiel ist die Verglasung noch zu
dimensionieren - also "Ermitteln + Statik".
Wirkende Lasten
6. Schritt: Der Einbauwinkel unterscheidet zwischen Überkopf- und
Vertikalverglasung. Unser Vordach soll eine Neigung von 10° zur Horizontalen
haben.
7. Schritt: Die Windlasten kann man direkt eingeben oder komfortabel nach
DIN 1055 berechnen lassen. Dazu bestimmt man die Geländehöhe (bei einem
Vordach "0-10 Meter"), die Gebäudeart (hier natürlich nicht geschlossen
sondern "teilweise offen") und den Einbauort (hier "Fläche", nicht Rand-
oder Eckbereich).
8. Schritt: Auch die Schneelasten werden eingegeben oder nach DIN
berechnet. Dazu braucht das Programm nur die Höhe über NN und die
Schneelastzone. Nehmen wir einen Ort mit 0-200 m über NN und Schneelastzone
1 an.
9. Schritt: Der Eigengewichtsfaktor für Spannungs- und
Verformungsnachweis wird zurzeit noch bei 1 belassen. Diese Rubrik ist ein
Vorgriff auf die kommende, EU-weit harmonisierte Lastennorm.
10. Schritt: Als letztes ist die Durchbiegungsbegrenzung zu bestimmen.
Das Programm macht hier die Vorgabe "5 mm" - eine sehr vorsichtige Grenze:
Meist kann man eher l/200 oder nur l/100 ansetzen, also die Vorgabe durch
"9" bzw. "18" mm einfach überschreiben.
Damit kann man die Berechnung starten. GLASTIK Professional prüft, ab
welcher Glasdicke die Scheibe für alle Lasten ausreichend dimensioniert ist.
Der Schubverbund des VSG wird dabei wie vorgeschrieben nicht berücksichtigt.
Prüffähige Statik als Text und Grafik
Das Ergebnis der Berechnung: Die Software empfiehlt ein VSG aus zwei
Scheiben teilvorgespanntem Glas mit je 6 mm Dicke. Dieses Ergebnis wird als
prüffähige Statik ausgegeben, und zwar in einer übersichtlichen Tabelle und
zusätzlich als farbige Grafik mit drei Ansichten:
- Die Verformung der Glasscheibe wird durch farbige Zonen angezeigt. Um
das Ausmaß noch deutlicher darzustellen, kann man die Verformungen mit
verschiedenen Faktoren "überhöhen" und die Scheibe dann einfach mit dem
Mauszeiger in alle Richtungen drehen.
- Spannung Oberseite: Hier kennzeichnen die Farben Zonen
unterschiedlicher Spannung. Deutlich erkennbar treten die Spannungsspitzen
bei den Punkthaltern auf.
- Spannung Unterseite ist das komplementäre Bild: Hier liegt die höchste
Spannung etwa in der Scheibenmitte, wo die Scheibe sich am meisten
verformt.
Auch Linien- und Punktlasten möglich
Bei anderen Verglasungen bietet GLASTIK Professional die Angabe weiterer
Lastannahmen: Bei Isolierverglasungen werden zum Beispiel die Klimalasten
mit einbezogen - nach dem Gasdruckgesetz berechnet. Mit dem Zusatzmodul
"Linien- und Punktlasten" lässt sich die Palette der wirkenden Lasten
nochmals entscheidend erweitern: Damit können nämlich auch Linienlasten mit
variabler Holmhöhe sowie frei positionierbare Punktlasten vorgegeben werden,
etwa für kurzzeitig betretbare Verglasungen - ebenfalls eine Neuheit.
Übrigens: Unter
www.glastik.de steht eine Test-Version zum Download bereit. Sie
ermöglicht keinen Ausdruck der Ergebnisse, ansonsten verfügt sie über
dieselbe Funktionalität wie die Vollversion - aber nur 10 Tage lang: Danach
muss sie durch die Eingabe einer Lizenznummer wieder freigeschaltet werden
und ist dann dauerhaft funktionabel - inklusive technischer Unterstützung
per E-Mail oder telefonischer Hotline.
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12.
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