Funktionsweise Stahlglas

In verglasten Stahlglaswerken, wie zum Beispiel Glasdächern und Treppen mit Ganzglasbrüstungen, haben die Glasscheiben keine global lastabtragende Funktion. Die erstaunlich hohe Druckbeanspruchbarkeit bleibt ungenutzt. Bei der Stahlglasbauweise hingegen wird sie konsequent genutzt, wie der Vergleich des verglasten Stahlträgers mit dem funktionsgleichen Stahlglasträger zeigt.

Tragverhalten

Verglaster Stahlträger
(Stahlträger mit Ganzglasbrüstung)

Stahlglasträger

Statisches System
des Stahlglasträgers
(Fachwerk)

Der Stahlglasträger verhält sich wie ein Fachwerkträger, bei dem die Brüstungsscheiben die Funktion der Obergurtstäbe und der Diagonalstäbe übernehmen. Gegenüber dem verglasten Stahlträger kommen die zwischen den Scheiben liegenden Pfostenstäbe hinzu, der Stahlträger selbst wird zum Untergurt. In die Glasscheiben werden die Kräfte ausschließlich über Kontakt eingetragen, so dass die Scheiben in ihrer Ebene nur durch Druckkräfte beansprucht werden.

Ebene Tragwerksformen

In Fortführung der Idee vom Fachwerk lässt sich aus einzelnen Scheiben aus Glas eine beliebig große Scheibe aus Stahlglas erzeugen. Es entsteht eine Scheibe mit hoher Schubsteifigkeit und geringer Biegesteifigkeit - wie ein Blatt Papier.

Durch Knicken erhält man Faltwerke. Man kann die Stahlglasscheibe aber auch unterspannen, aufhängen oder als Druckgurtebene eines Raumfachwerks verwenden.

Bild: Papiermodelle, durch Falten aus Stahlglasscheiben entstanden.

Gekrümmte Tragwerksformen

Aus einzelnen Glasscheiben lassen sich auch räumlich gekrümmte Flächen fügen. Es entstehen Stahlglasschalen, mit denen man ähnlich verfahren kann wie mit den Stahlglasscheiben.

Vorteile von Stahlglastragwerken

Transparenz

Ins Auge fallend ist die fast vollständige Transparenz - keine störenden Stahlprofile wie bei verglasten Stahltragwerken. Beim schrägen Blick auf Stahlglasdächer wird das besonders deutlich. Die Stahlbewehrung liegt zwischen den Scheiben und wird kaum wahrgenommen. Beim schrägen Blick auf Stahlglasdächer wird dies besonders deutlich.

Unbeschränkte Tragwerksabmessungen

Bei Ganzglastragwerken werden die Abmessungen durch die verfügbaren Scheibengrößen, bzw. die Lochschwächungen der Verbindungen und die fehlende Duktilität beschränkt. Tragwerke aus Stahlglas können grundsätzlich aus nahezu beliebig vielen Scheiben zusammengesetzt werden.

Hohe Robustheit

Bei Glaskonstruktionen muss im Allgemeinen mit Beschädigung einzelner Scheiben durch unplanmäßige Nutzung, zum Beispiel mit harten Gegenständen, gerechnet werden. Auch milder Vandalismus kann im Allgemeinen nicht unberücksichtigt bleiben. Im Gegensatz zur Zugfestigkeit wird die Druckfestigkeit der Scheiben durch Risse nur wenig reduziert.

Aufgrund der durch die Scheibenverbinder bewirkten Duktilität des Tragwerks können die Steifigkeitsänderungen im Falle von Beschädigungen durch Beanspruchungsumlagerungen aufgefangen werden.

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