Modellierung eines Glasgeländers | Tipps zur Eingabe in RFEM

Fachbeitrag zum Thema Statik und Anwendung von Dlubal Software

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Fachbeitrag

Die architektonischen Anforderungen an Geländer sind nach wie vor sehr hoch und fordern meist ein großes Maß an Transparenz. Glasgeländer, bei denen keinerlei weitere Rahmenkonstruktion zu sehen ist, stellen dabei eine Möglichkeit zur Umsetzung dar.

Arten der Modellierung

Die Modellierung erfolgt dabei am besten direkt in RFEM. Hierbei stehen zwei unterschiedliche Methoden zur Verfügung. Einerseits die Abbildung als Scheibentragwerk oder andererseits die Abbildung als Volumenmodell. Beide Varianten besitzen Ihre Vorteile. Bei ersterem werden weniger FE-Elemente erzeugt, so dass eine kürzere Berechnungszeit zu erwarten ist und sich der Modellierungsaufwand sehr einfach darstellt. Die Abbildung als Volumenelemente hingegen ermöglicht es, ein exaktes Tragverhalten bei Verwendung von beispielsweise Verbundglas abzubilden (Schubverbund). Bei beiden Varianten sind sowohl gerade als auch gebogene Formen möglich. Es ist daher zu empfehlen, vor Beginn der Modellierung abzuwägen, welche Anforderungen an die Berechnung gestellt werden, und daraus die Modellierungsart zu wählen.

Möglichkeiten zur Abbildung der Auflager

Die Art der Befestigung erfolgt bei Glasgeländern ohne weitere Rahmenkonstruktion meist durch eine Einspannung oder Klemmung im unteren Bereich der Scheibe. Diese Einspannung kann mittels Federn in RFEM abgebildet werden. Eine Anordnung von festen Linienlagern wäre auch möglich, könnte jedoch den Effekt einer zu hohen Lasteinleitung im Auflagerbereich herbeiführen. In Realität wird sich eine Nachgiebigkeit bei dieser Einspannung einstellen, weshalb die Modellierung mittels nachgiebigen Federn empfohlen wird.

Belastung und Auswertung der Ergebnisse

Belastungen aus Eigengewicht sowie aus äußeren Einflüssen, zum Beispiel horizontale Nutzlasten, können in verschiedenen Lastfällen auf das System aufgebracht und mit entsprechenden Sicherheitsfaktoren miteinander kombiniert werden. Das Eigengewicht wird programmintern über das spezifische Gewicht des verwendeten Materials ermittelt und standardmäßig im Lastfall Eigengewicht mit angesetzt. Zusatzlasten können über Punkt-, Linien- oder Flächenlasten im System zugeordnet werden.

Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt als Vergleich der auftretenden Zugspannungen im System. Glas besitzt die Eigenschaft eine sehr hohe Druckfestigkeit zu besitzen, jedoch sehr spröde bei auftretenden Zugspannungen zu reagieren. Deshalb werden bei der Bemessung nur Zugspannungen untersucht. Diese müssen sehr akribisch betrachtet werden. Singularitätsstellen dürfen nicht unbeachtet bleiben oder vernachlässigt werden. Ferner sollte versucht werden, diese Stellen durch FE-Netzverfeinerung oder Geometrieveränderung aus dem System zu entfernen, um keine Schäden durch Unterbemessung zu generieren.

Autor

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Lex

Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Lex

Product Engineering & Customer Support

Herr Lex betreut die Entwicklung im Glasbau und sorgt für die Qualitätssicherung des Programms RFEM. Zudem ist er im Kundensupport aktiv.

Schlüsselwörter

Glasgeländer Balustrade Glasrailing Glas-Brüstung

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  • Aktualisiert 29. April 2021

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