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Glas · Statik

Glasdicke bei Windlast berechnen

Eine Glasscheibe unter Windlast wird zweimal nachgewiesen: Biegespannung und Durchbiegung. Für eine rechteckige, allseitig gelagerte Scheibe ist die Spannung σ = β·q·b²/t² und die Durchbiegung w = α·q·b⁴/D, wobei b die kurze Spannweite und t die Dicke ist. Die Scheibe erfüllt den Nachweis, wenn σ unter der Bemessungsfestigkeit dieser Glasart und w unter der vereinbarten Grenze bleibt.

Scheibe
Zwei- und dreiseitige Lagerung sowie Punkthalter sind eine andere Rechnung. Sie sind in Vorbereitung; verwenden Sie diese Seite nicht dafür.
Glas
Last und Kriterien
Bereits als Bemessungswert, mit Teilsicherheitsbeiwert. Ermitteln Sie ihn nach DIN EN 1991-1-4 (Eurocode) oder ASCE 7 – diese Seite berechnet den Winddruck nicht aus dem Standort.
Viele Normen und nationale Anhänge setzen für Wind 10 Minuten an; prüfen Sie das anhand der Norm, die in Ihrem Land gilt. Die 5-Sekunden-Böe ergibt eine höhere Bemessungsfestigkeit: Verwenden Sie sie nur, wenn diese Norm es zulässt.
DIN EN 16612 legt keine Durchbiegungsgrenze fest. Sie ist eine Anforderung des Projekts oder des Landes – prüfen Sie Ihre.
—
Biegespannung σ
— N/mm²
Grenze —
Rechenweg anzeigen
Durchbiegung w
— mm
Grenze —
Rechenweg anzeigen
Ausnutzung
— %
ungünstigerer der beiden Nachweise
Rechenweg anzeigen
Dünnste ausreichende Dicke
— mm
gleiche Glasart, gleicher Aufbau
Rechenweg anzeigen

Diese Scheibe im Windlabor biegen sehen (Englisch) →

Eine ganze Fassade prüfen? Glasliste einfügen, und jede Scheibe wird auf einmal geprüft – das dünnste Glas für jede, ihr Gewicht und die wenigsten Aufbauten für den ganzen Auftrag. Glaslisten-Prüfung (Englisch) →

Alles wird in Ihrem Browser berechnet – kein Upload, keine Anmeldung, nichts über Ihr Projekt verlässt Ihren Rechner. Jeder Koeffizient und jede verwendete Norm steht unten, damit Sie das Ergebnis prüfen können, statt ihm zu vertrauen.

Tabelle: Glasdicke bei Windlast

Das dünnste monolithische Glas, das beide Nachweise erfüllt – Biegespannung und Durchbiegung innerhalb der Grenze kurze Spannweite / 65 – für gängige, allseitig gelagerte Scheibengrößen. Lesen Sie in der Spalte Ihres Bemessungswinddrucks ab. Es sind die Zahlen des Rechners selbst, mit demselben Code erzeugt, für einen 10-Minuten-Wind (k_mod 0,74): Eine Scheibe 1200 × 2200 mm bei 1,2 kN/m² braucht 6 mm ESG oder 8 mm Floatglas.

ESG (Einscheiben-Sicherheitsglas), mm

Scheibe, mm0,8 kN/m²1,2 kN/m²1,6 kN/m²2,0 kN/m²2,4 kN/m²
600 × 90033444
900 × 120044555
1000 × 150055666
1200 × 180056888
1200 × 220066888
1500 × 2000688810
1800 × 240088101010
2000 × 30001010121212

Floatglas, nicht vorgespannt, mm

Scheibe, mm0,8 kN/m²1,2 kN/m²1,6 kN/m²2,0 kN/m²2,4 kN/m²
600 × 90034455
900 × 120045688
1000 × 150056888
1200 × 18006881010
1200 × 220068101012
1500 × 200088101212
1800 × 2400810121515
2000 × 30001012151519

VSG, eine andere Durchbiegungsgrenze, die 5-Sekunden-Böe oder eine Größe, die hier fehlt: oben eintragen. Für eine ganze Fassade prüft die Glaslisten-Prüfung (Englisch) jede Scheibe in einem Durchgang und fasst sie in möglichst wenige Aufbauten zusammen.

So wird gerechnet

Lineare Plattentheorie (kleine Durchbiegungen) für eine rechteckige Platte unter Gleichflächenlast, allseitig gelenkig gelagert – die klassische Lösung nach Timoshenko. b ist immer die kurze Spannweite.

D = E · t³ / (12 · (1 − ν²)) // Biegesteifigkeit w = α · q · b⁴ / D // größte Durchbiegung, in Feldmitte σ = β · q · b² / t² // größte Biegespannung, in Feldmitte E = 70 000 N/mm² ν = 0,23 // Kalk-Natronsilicatglas

α und β hängen nur vom Seitenverhältnis r = lange / kurze Spannweite ab. Zwischen den Tabellenwerten wird interpoliert:

r = a/b1,01,21,41,61,82,03,0≥5,0
α (Durchbiegung)0,004060,005640,007050,008300,009310,010130,012230,01302
β (Spannung)0,28740,37620,45300,51720,56880,61020,71340,7500

Offen gesagt: Die tabellierten Beiwerte sind die klassischen, berechnet für eine Querdehnzahl ν = 0,3, während Glas eher bei 0,23 liegt. Wir verwenden 0,23 in der Steifigkeit D und die Beiwerte für 0,3 in der Tabelle. Für die Vorbemessung macht das wenige Prozent aus und liegt bei der Durchbiegung auf der sicheren Seite. Wir sagen es lieber, als es zu verschweigen.

Bemessungsfestigkeit

Die Bemessungswerte der Biegefestigkeit folgen der Form von DIN EN 16612:

nicht vorgespannt: f_gd = (k_mod · k_sp · f_gk) / γ_MA vorgespannt: f_gd = (k_mod · k_sp · f_gk) / γ_MA + k_v · (f_bk − f_gk) / γ_MV f_gk = 45 N/mm² γ_MA = 1,8 γ_MV = 1,2 k_mod = 0,663 · t^(−1/16) // t = Lastdauer in Stunden = 0,74 // Wind, 10 Minuten: Vorgabe des Rechners = 1,00 // Böe, 5 Sekunden, wenn Ihre Norm es zulässt k_sp = 1,0 // Floatglas k_v = 1,0 // horizontale Vorspannung

Die Lastdauer zählt: Glas ist unter einer langen Last schwächer als unter einer kurzen. Viele Normen und nationale Anhänge setzen für Wind 10 Minuten an, und das verwendet der Rechner, wenn Sie nicht die 5-Sekunden-Böe wählen; prüfen Sie, was die in Ihrem Land geltende Norm verlangt. kmod ist dieselbe Formel wie im Rechner für Glasgeländer (Englisch).

Glasartf_bkBemessungsfestigkeit, Wind 10 Minuten (k_mod 0,74)Bemessungsfestigkeit, Böe 5 Sekunden (k_mod 1,00)
Floatglas, nicht vorgespannt (DIN EN 572)45 N/mm²18,5 N/mm²25,0 N/mm²
TVG (DIN EN 1863)70 N/mm²39,4 N/mm²45,8 N/mm²
ESG (DIN EN 12150)120 N/mm²81,0 N/mm²87,5 N/mm²

Verbundsicherheitsglas

Ein VSG liegt irgendwo zwischen zwei losen Scheiben und einer massiven Scheibe, je nachdem, wie viel Schub die Zwischenfolie überträgt – und das hängt von der Temperatur und der Lastdauer ab. Statt für Sie eine Zahl zu wählen, berechnet diese Seite beide Grenzfälle und nimmt für das Ergebnis den ungünstigeren:

ohne Schubverbund (untere Grenze, für das Ergebnis): t_ef,w = (t₁³ + t₂³)^(1/3) // für die Durchbiegung t_ef,σ = √( (t₁³ + t₂³) / t_max ) // für die Spannung in der dickeren Scheibe voller Schubverbund (obere Grenze): t_ef = t₁ + t₂

Der tatsächliche Wert liegt dazwischen. DIN EN 16613 und das Verfahren nach Wölfel–Bennison liefern ihn aus dem Schubmodul der Zwischenfolie bei Bemessungstemperatur und Lastdauer. Eine steife Ionoplast-Zwischenlage an einem kalten Tag kommt der oberen Grenze nahe, ein weiches PVB an einem heißen Tag der unteren. Gerechnet wird durchgehend mit Nenndicken. Reales Glas kann innerhalb seiner Fertigungstoleranz etwas dünner sein, was Spannung und Durchbiegung leicht erhöht: Das wirkt gegen Sie, nicht für Sie – lassen Sie also etwas Reserve, wenn die Ausnutzung an 100 % herankommt.

Was diese Seite nicht leistet

Rechenbeispiel zum Nachrechnen von Hand

Eine Scheibe 1200 × 2200 mm, 10 mm ESG, unter 1,20 kN/m².

b = 1200 mm, a = 2200 mm, r = 1,8333 → interpoliert zwischen den Spalten 1,8 und 1,9: α = 0,009453 und β = 0,5762. q = 1,20 kN/m² = 0,0012 N/mm².

D = 70000 · 10³ / (12 · (1 − 0,23²)) = 6,159 × 10⁶ N·mm w = 0,009453 · 0,0012 · 1200⁴ / 6,159×10⁶ = 3,82 mm // Grenze 1200/65 = 18,46 mm → 21 % ausgenutzt σ = 0,5762 · 0,0012 · 1200² / 10² = 9,96 N/mm² // Grenze 81,0 N/mm² (Wind, 10 Minuten) → 12 % ausgenutzt Ausnutzung = die ungünstigere der beiden = 21 %, maßgebend ist die DURCHBIEGUNG, nicht die Spannung

Tragen Sie diese Zahlen oben ein, und Sie sollten genau diese Werte erhalten – auch die 21 %, die aus dem Durchbiegungsnachweis stammen und nicht aus dem Spannungsnachweis. Bei ESG ist das der Normalfall: Die Scheibe ist weit vom Bruch entfernt, und über ihre Dicke entscheidet, wie stark sie sich biegt. Sollte der Rechner einmal von diesem Beispiel abweichen, ist der Rechner falsch, und wir wollen es wissen.

Bitte beachten. Dies ist eine Hilfe zur Vorbemessung für Fachleute, die das Thema bereits kennen. Es ist keine statische Berechnung, sie ist von keinem Ingenieur unterschrieben und ersetzt weder die geltende Norm noch die Verantwortung dessen, der das Glas festlegt. Prüfen Sie das Ergebnis anhand der für Ihr Projekt geltenden Regeln, bevor Sie etwas bestellen.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Glasdicke bei Windlast?
Eine Scheibe unter Windlast wird zweimal nachgewiesen. Für eine rechteckige, allseitig gelagerte Scheibe ist die Biegespannung σ = β·q·b²/t² und die Durchbiegung w = α·q·b⁴/D, mit q dem Bemessungswinddruck, b der kurzen Spannweite, t der Dicke und β, α abhängig vom Seitenverhältnis. Die Dicke reicht, wenn σ unter der Bemessungsfestigkeit der Glasart und w unter der vereinbarten Durchbiegungsgrenze bleibt.
Welche Durchbiegungsgrenze gilt für Glas unter Windlast?
DIN EN 16612 legt keine Durchbiegungsgrenze fest. Sie ist eine Anforderung des Projekts oder des Landes; prüfen Sie, welche für Sie gilt. Im Rechner wählen Sie sie aus, und er zeigt, welcher Nachweis maßgebend ist, Spannung oder Durchbiegung.
Wie berechnet man die Durchbiegung von Glas unter Windlast?
Für eine allseitig gelagerte Scheibe ist die Durchbiegung in Feldmitte w = α·q·b⁴/D, mit D = E·t³/(12·(1 − ν²)), E = 70 000 N/mm² und ν = 0,23. Die Scheibe, mit der diese Seite öffnet, 1200 × 2200 mm aus 10 mm ESG unter 1,20 kN/m², biegt sich in Feldmitte um 3,82 mm durch: 21 % der Grenze kurze Spannweite / 65 = 18,46 mm, während ihre Biegespannung bei einem 10-Minuten-Wind 12 % der Bemessungsfestigkeit ausnutzt. Über ihre Dicke entscheidet die Durchbiegung, nicht die Spannung.

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