Glas · Lasten

Winddruck auf Verglasungen berechnen

Der Winddruck auf eine Fassade ist der Böengeschwindigkeitsdruck mal einem Druckbeiwert. Der Böengeschwindigkeitsdruck wächst mit der Basiswindgeschwindigkeit, mit der Höhe über Grund und mit der Offenheit der Umgebung. Der Beiwert hängt davon ab, wo die Scheibe sitzt: An einer Gebäudeecke ist der Sog weit größer als in der Mitte einer Wand. Diese Seite berechnet beides, nach Eurocode oder nach ASCE 7, und zeigt jeden verwendeten Faktor.

Standort

Grundwert der Basiswindgeschwindigkeit v_b,0 (m/s)

Aus der Windkarte Ihres Nationalen Anhangs – 10-Minuten-Mittel, 10 m über Grund, Geländekategorie II, Wiederkehrperiode 50 Jahre. In Deutschland ist das die Windzonenkarte von DIN EN 1991-1-4/NA; in Spanien (CTE DB SE-AE) sind es 26 m/s in Zone A, 27 in Zone B und 29 in Zone C. Schlagen Sie Ihren Wert nach; schätzen Sie ihn nicht.

Geländekategorie

Höhe der Scheibe über Grund z (m)

Bei einer Fassade nehmen Sie die Gebäudehöhe, wenn das Gebäude nicht hoch ist – der Eurocode erlaubt, die ganze Wand mit der Bezugshöhe nachzuweisen.

Lage der Scheibe

Bereich der Fassade

Im Zweifel A lassen: Es ist der ungünstigste Bereich, und dort bricht das Glas tatsächlich.

Gebäudeform h/d

Höhe geteilt durch die Tiefe in Windrichtung. Ändert nur die Bereiche D und E.

Innendruck c_pi

—

Sog (nach außen)

— kN/m²

Druck (nach innen)

— kN/m²

Böengeschwindigkeitsdruck q_p

— kN/m²

Maßgebender Wert

— kN/m²

dieser Wert gilt für das Glas

Eurocode DIN EN 1991-1-4, Schritt für Schritt

q_b = ½ · ρ · v_b² // ρ = 1,25 kg/m³, v_b = c_dir·c_season·v_b,0, beide gleich 1,0 k_r = 0,19 · (z₀ / 0,05)^0,07 // Geländefaktor c_r(z)= k_r · ln(z / z₀) // Rauigkeitsbeiwert, unten durch z_min begrenzt v_m = c_r · c_o · v_b // c_o = 1,0, ebenes Gelände I_v = 1 / (c_o · ln(z / z₀)) // Turbulenzintensität q_p = (1 + 7·I_v) · ½ · ρ · v_m² // Böengeschwindigkeitsdruck w = q_p · (c_pe − c_pi) // resultierender Druck auf die Scheibe

Gelände	z₀ (m)	z_min (m)
0 – offene See	0,003	1
I – flach, ohne Bewuchs	0,01	1
II – niedriger Bewuchs	0,05	2
III – Vorstadt	0,3	5
IV – Stadt	1,0	10

Die Außendruckbeiwerte sind die lokalen, c_pe,1, die für Lasteinzugsflächen bis 1 m² gelten. Das ist die richtige Spalte für eine Glasscheibe oder eine Befestigung; die Werte c_pe,10 gelten für ganze tragende Bauteile und würden hier zu niedrig liegen.

Bereich	A	B	C	D	E
c_pe,1, h/d ≥ 5	−1,4	−1,1	−0,5	+1,0	−0,7
c_pe,1, h/d = 1	−1,4	−1,1	−0,5	+1,0	−0,5
c_pe,1, h/d ≤ 0,25	−1,4	−1,1	−0,5	+1,0	−0,3

Innendruck: Lassen sich die Öffnungen nicht abschätzen, verlangt DIN EN 1991-1-4 den ungünstigeren Wert von c_pi = +0,2 und −0,3. Genau das macht „Unbekannt“ hier, und deshalb ist der Sog größer, als der Außendruckbeiwert allein vermuten ließe.

Charakteristisch oder Bemessungswert? Der Wert oben ist charakteristisch. Für den Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit multiplizieren Sie mit dem Teilsicherheitsbeiwert für Wind, γ_Q = 1,5 nach den empfohlenen Werten von DIN EN 1990 – und diese Zahl verlangt der Glasdicken-Rechner. Beide werden angezeigt.

ASCE 7-16, Schritt für Schritt

K_z = 2,01 · (z/z_g)^(2/α) // z mindestens 15 ft q_h = 0,00256 · K_z · K_zt · K_d · V² // psf; K_zt = 1,0, K_d = 0,85 p = q_h · (GC_p − GC_pi) // GC_pi = ±0,18, geschlossenes Gebäude Exposition B: α = 7,0, z_g = 1200 ft Exposition C: α = 9,5, z_g = 900 ft Exposition D: α = 11,5, z_g = 700 ft

GC_p nimmt mit wachsender wirksamer Windfläche ab, logarithmisch zwischen 10 ft² und 500 ft². Für Wände von Gebäuden bis 60 ft: Bereich 4 geht von +1,0 / −1,1 bis +0,7 / −0,8, Bereich 5 von +1,0 / −1,4 bis zu denselben +0,7 / −0,8. Windlasten nach ASCE 7 liegen bereits auf Festigkeitsniveau, ein zusätzlicher Faktor 1,5 entfällt – für einen Nachweis mit zulässigen Spannungen nähmen Sie stattdessen das 0,6-Fache des Wertes.

Was diese Seite nicht leistet

Sie weiß nicht, wo Sie bauen. Die Basiswindgeschwindigkeit geben Sie aus der Karte Ihres Nationalen Anhangs oder aus dem Gefährdungswerkzeug der ASCE ein. Ist diese Zahl falsch, ist alles darunter falsch.
Nur ebenes Gelände. Der Topographiebeiwert c_o ist 1,0. Auf einem Hügel, an einer Böschung oder einer Steilküste ist er größer, manchmal viel größer.
Rechteckige Gebäude, senkrechte Wände. Keine Dächer, Vordächer, freistehenden Wände, Brüstungen oder gekrümmten Flächen.
Keine Abminderung nach Jahreszeit oder Windrichtung: c_dir und c_season sind beide 1,0, das liegt auf der sicheren Seite.
ASCE-Teil: geschlossene Gebäude bis 60 ft, K_zt = 1. Teilweise geschlossene und offene Gebäude haben andere Innendruckbeiwerte.

Rechenbeispiel zum Nachrechnen von Hand

v_b,0 = 27 m/s, Geländekategorie II, z = 10 m, Bereich A, c_pi unbekannt.

q_b = ½ · 1,25 · 27² = 0,4556 kN/m² k_r = 0,19 · (0,05/0,05)^0,07 = 0,1900 c_r = 0,19 · ln(10/0,05) = 1,0067 v_m = 1,0067 · 27 = 27,180 m/s I_v = 1 / ln(10/0,05) = 0,18874 q_p = (1 + 7·0,18874) · ½ · 1,25 · 27,180² = 2,32119 · 0,46172 = 1,0717 kN/m² Sog = 1,0717 · (−1,4 − 0,2) = −1,715 kN/m² charakteristisch × 1,5 = −2,572 kN/m² Bemessungswert

Bitte beachten. Dies ist eine Hilfe zur Vorbemessung für Fachleute, die das Thema bereits kennen. Es ist keine statische Berechnung und ersetzt weder die Norm noch Ihren Nationalen Anhang noch den Ingenieur, der das Projekt unterschreibt. Für die richtige Basiswindgeschwindigkeit und die Topographie sind Sie verantwortlich.

Diesen Rechner auf Ihrer Website einbinden – kostenlos, mit einem Link auf diese Seite (Anleitung auf Englisch).

Winddruck auf Verglasungen berechnen

Eurocode DIN EN 1991-1-4, Schritt für Schritt

ASCE 7-16, Schritt für Schritt

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