Integratio® - Fensterhelfer
Grundsätze der Herstellung


Beachten Sie bitte, daß wir nur grundsätzliche Informationen - dargestellt am Beispiel des Systems Fenonyma - geben können. Sämtliche Teile dieser Serviceleistung sollen Sie beraten; eine Rechtsverbindlichkeit kann nicht abgeleitet und für den Inhalt muß jede Haftung ausdrücklich abgelehnt werden.


ERLÄUTERUNG UND EINLEITUNG IN DIE FENSTERSTATIK

Ein Fensterelement wird beispielsweise durch Winddruck in der gleichen Art belastet wie eine Betonplatte (Decke) durch die Verkehrslast bzw. die auf ihr stehenden Menschen und Gegenstände. Die Lastabtragung erfolgt an den Rändern, hier liegt die Betonplatte auf oder ist das Fensterelement an der Wand befestigt.

Bei einem einscheibigen Element ohne Unterteilung wirkt die Glasscheibe wei eine kreuzweise armierte Betonplatte und überträgt die Lasten (Windlasten) gleichmäßig auf die Ränder. Diese gleichmäßige Lastabtragung wird in der ersten folgenden Abbildung deutlich, wobei die Flächenaufteilung dabei unter 45 O erfolgt.

Bis hierhin wäre für den Fensterbauer statisch, außer der Glasdicke, nicht viel zu berücksichtigen. Wenn jedoch das Fensterelement mit Sprossen aufgeteilt wird, dann muß folglich der jeweilige Pfosten oder Riegel die Last aus der angrenzenden Fläche übernehmen und sie an das Mauerwerk abtragen können. Der hier auftretenden Belastung muß die belastete Sprosse einen entsprechenden Widerstand entgegensetzen können. Dieser Widerstand ergibt sich aus der Dimensionierung (hieraus resultiert das Trägheitsmoment) und aus dem verwendeten Material (hieraus resultiert der E-Modul).

Nachfolgende Ausarbeitung berücksichtigt

DIN 18055

Fenster; Fugendurchlässigkeit und Schlagregensicherheit, Anforderungen und Prüfung

DIN 18056*

Fensterwände, Bemessung und Ausführung.
Diese gilt für Fensterwände ab 9,0 m
2.

DIN 1055

Lastannahmen für Bauten

Pfosten- und Riegelbauweisen werden durch Winddruck und Sog sowie durch ihr Eigengewicht auf Durchbiegung beansprucht. Das Ausmaß der Durchbiegung ist abhängig von der Größe der Last (Lastannahmen nach DIN 1055), vom Werkstoff (E-Modul von PVC-hart = 26000 bis 28000, von Aluminium = 70000 und von Stahl 210000 N/mm2) und von der Profilform (davon abhängig das Trägheitsmoment = J cm4).

Folgende Werte dürfen nach DIN 18056* bei der Durchbiegung nicht überschritten werden:

Nach DIN 18055 dürfen an Rahmenteilen max. Durchbiegungen von L/300 bzw. 8 mm nicht überschritten werden.

Sinngemäß gelten diese Aussagen auch für die Flügelprofile, wobei hier die freie Stützweite beispielsweise durch das Maß zwischen den Drehbändern oder dem letzten Rollzapfen auf der Getriebeseite und dem letzten Drehband auf der Achsseite eines Drehfensters gegeben ist.

* DIN 18056 ist aus der Musterliste der technischen Baubestimmungen (auch der Länder) gestrichen; sie existiert noch, wird aber zur Bemessung nicht mehr herangezogen, wenn diese der Bauvorlage dienen soll.

BEMESSUNG

nach dem grafischen Verfahren. Diese Art der Ermittlung der erforderlichen Trägheitsmomente wurde von uns gewählt, weil sie die schnellste und trotzdem relativ genaue Möglichkeit bietet, die benötigten Werte zu ermitteln.

Selbstverständlich muß die exakte statische Berechnung dem Fachmann vorbehalten bleiben.

Bei größeren Objekten, bei denen genaueste Berechnungen angebracht erscheinen, empfehlen wir Ihnen, sich mit einem Büro für Baustatik oder mit uns in Verbindung setzen.

Unser Kurvenbild ist für Fenster bzw. Fensterwände mit einer Belastung von 0,6 kN/m2 bzw. 60 kp/m2 (das entspricht der Belastung für Gebäude bis zu einer Höhe von 8 m über Gelände) und einer Durchbiegung von max. 1/300 der frei gespannten Länge (L/300).

Die auf der linken Seite angegebenen Höhenmaße sind als frei gespannte Höhe des Pfostens zu verstehen. Bei der Berechnung eines Querriegels muß also die frei gespannte Länge des Riegels (im Element die Breite) als Höhe in das Kurvenbild übertragen werden.

Die unten angegebene Breite versteht sich als Breite des Belastungsfeldes. Die Breite des belasteten Feldes ergibt sich aus den halben Breiten der Felder neben einem Pfosten oder Riegel. Zur Verdeutlichung haben wir in der folgenden Skizze die Belastungsfelder aufgeteilt und mit der Pfeilrichtung gezeigt, welcher Rahmenteil von der belasteten Fläche beansprucht wird.

Bei den Feldern mit einer größeren Breite als Höhe braucht auf dem Kurvenbild nur die Höhe abgegriffen und dann bis zur B = H-Linie übertragen zu werden; da die Lastverteilung unter 45 O erfolgt, wird hier schon das erforderliche Trägheitsmoment an der B = H-Linie abgegriffen.

BEISPIEL

Ein Fensterband, zusammengesetzt aus einflügeligen Rahmen, wechselweise mit Flügel und einem feststehenden Verglasungsfeld. Das Fensterband wir im Erd- und im 1. Obergeschoß montiert. Wie müssen die Blendrahmen im Kopplungsbereich verstärkt werden?

1/2 B1 = 60 und 1/2 B2 = 50 cm, die Belastungsbreite ergibt sich aus 1/2 B1 plus 1/2 B2 = 110 cm.

Die frei gespannte Höhe beträgt 150 cm.

Schnittpunkt von Breite (110 cm) und Höhe (150 cm) in der Grafik aufsuchen, die nächst höherliegende Kurve bis zum rechten Rand verfolgen und das angegebene erforderliche Trägheitsmoment ablesen. Der ermittelte Wert, hier 4,0 cm4, gilt für Stahl. Wenn Aluminium-Profile verwendet werden sollen, muß man das 8fache des ermittelten Wertes (also 12,0 cm4 ) ansetzen.

Bei dieser Art der Ermittlung gehen wir von einer sachgerechten Verbindung der Blendrahmenprofile aus; weshalb hier die Tatsache, daß die Belastungsfelder unterschiedlich groß sind, unberücksichtigt bleiben kann; gemäß Regelwerk kann der Pfosten- oder Kopplungsbereich als Einheit betrachtet bzw. gerechnet werden.

Bei höheren Belastungen, nicht verbundenen Blendrahmen oder bei größeren Unterschieden in den Belastungsfeldern müssen die Werte für die jeweiligen Felder einzeln ermittelt und die Profile jeweils entsprechend verstärkt werden.

Für größere Bauhöhen, turmartige Bauwerke oder andersartige max. Durchbiegungen muß der ermittelte Grundwert mit dem entsprechenden Beiwert der nachstehenden Tabelle multipliziert werden.

-

Gebäudehöhe

Staudruck

L/200

L/300

L/500

nor-
male
Bau-
werke

0 bis 8 m
über Gelände

0,60 kN/m2
(60 kp/m
2)

Faktor 0,67

Faktor 1,00

Faktor 1,67

8 bis 20 m
über Gelände

0,96 kN/m2
(96 kp/m
2)

Faktor 1,07

Faktor 1,60

Faktor 2,67

20 bis 100 m
über Gelände

1,32 kN/m2
(132 kp/m
2)

Faktor 1,48

Faktor 2,20

Faktor 3,68

mehr als 100 m
über Gelände

1,56 kN/m2
(156 kp/m
2)

Faktor 1,74

Faktor 2,60

Faktor 4,34

turm-
artige
Bau-
werke

0 bis 8 m
über Gelände

0,80 kN/m2
(80 kp/m
2)

Faktor 0,90

Faktor 1,34

Faktor 2,24

8 bis 20 m
über Gelände

1,28 kN/m2
(128 kp/m
2)

Faktor 1,44

Faktor 2,14

Faktor 3,58

20 bis 100 m
über Gelände

1,76 kN/m2
(176 kp/m
2)

Faktor 1,97

Faktor 2,94

Faktor 4,91

mehr als 100 m
über Gelände

2,08 kN/m2
(208 kp/m
2)

Faktor 2,33

Faktor 3,47

Faktor 5,80

Eck-
fel
der

0 bis 8 m
über Gelände

1,00 kN/m2
(100 kp/m
2)

Faktor 1,12

Faktor 1,67

Faktor 2,79

8 bis 20 m
über Gelände

1,60 kN/m2
(160 kp/m
2)

Faktor 1,79

Faktor 2,67

Faktor 4,46

20 bis 100 m
über Gelände

2,20 kN/m2
(220 kp/m
2)

Faktor 2,46

Faktor 3,67

Faktor 6,13

mehr als 100 m
über Gelände

2,60 kN/m2
(260 kp/m
2)

Faktor 2,91

Faktor 4,34

Faktor 7,25

Wenn vorgenanntes Fensterband also im 10 Obergeschoß, in 30 m Höhe über Gelände montiert würde, müßte der erforderliche J-Wert von 4,0 cm4 mit 2,20 multipliziert werden, woraus sich hier ein erforderliches Trägheitsmoment von 8,80 cm4 ergäbe.

Bei sinngemäßer Benutzung dieser Arbeitshilfe werden Sie bald ähnliche Probleme, wie unser Beispiel, schnell gelöst haben.


Auf den Folgeseiten

sind die Berechnungsgrundlagen niedergelegt, um eine exakte Berechnung durchführen zu können. Welche Belastungsfälle anzusetzen sind, ist aufgrund der Elementaufteilung festzulegen. In Fällen, in denen genaue Berechnungen angebracht erscheinen, empfehlen wir Ihnen jedoch, sich mit einem Büro für Baustatik oder mit uns in Verbindung setzen.

Betrachtungen zur Dimensionierung der Flügelrahmen finden Sie auf


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