Schubverbund bei Verbundgläsern (VG/VSG)

Je nach Temperaturbereich und Belastungsdauer herrscht bei Verbund-  oder Verbundsicherheitsgläsern ein mehr oder weniger guter Schubverbund zwischen den Scheiben, da die üblicherweise verwendeten PVB-Folien (thermoplastische Kunststoffe) und reaktionsfähige Harze ein ausgeprägtes Kriechverhalten aufweisen. Bei Kurzzeitbelastungen (z.B. Wind) und Temperaturen unter 40°C besteht eine nahezu vollständige Verbundwirkung. Für Langzeitlasten (z.B. Schnee) herrscht bei niedrigen Temperaturen um den Gefrierpunkt ein sehr hoher Schubverbund, bei Raumtemperatur teilweise Schubverbund, bei hohen Temperaturen ab etwa 50°C nahezu kein Schubverbund mehr. Die Bemessungsvorgaben in DIN 18008 Glas im Bauwesen - Bemessungs- und Konstruktionsregeln sehen vor, dass bei der Spannungs- und Verformungsermittlung von Verbundgläsern (VG) und Verbundsicherheitsgläsern (VSG) ein günstig wirkender Schubverbund zwischen den Einzelscheiben nicht berücksichtigt werden darf. Hingegen muss ein ungünstig wirkender Schubverbund, beispielsweise bei Zwangsbeanspruchungen wie Klimalasten bei Isolierverglasungen, genau untersucht werden.

Gallerie

Schon ein im Vergleich zum Glas sehr geringer Schubmodul (G) der Zwischenschicht führt zu einer starken Schubkopplung der Glasplatten. Für gängige baupraktische Anwendungen (symmetrisches VSG mit zwei Glasplatten, linienförmige Lagerung, flächige Belastung, übliche Abmessungen) bewirkt ein Schubmodul von G = 0,4 MPa eine Reduktion der Glasspannungen um 30% bis 50% gegenüber einem fehlenden Verbund (G = 0,0 MPa). Ein Schubmodul von G ≥ 10 MPa führt zu einem nahezu vollständigen Verbund. Für einige Zwischenschichten haben die Hersteller eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) erwirkt, die einen günstig wirkenden Schubverbund bei der Glasbemessung ermöglicht (z.B. für SGP-Folie, EVA-Folie und auch ausgewählte PVB-Folien).

In allen baupraktischen Temperaturbereichen kann man von einem vollständigen Haftverbund ausgehen. Um die Zwischenmaterialien bei Verbundgläsern vor Witterungseinflüssen zu schützen, sollten an den Kanten entsprechende Maßnahmen wie etwa ein Verklebung vorgesehen werden. Eine Ablösung des Zwischenmaterials kündigt sich durch eine deutliche Eintrübung an. Bei vollem Schubverbund verhalten sich die beiden Scheiben des VSG wie ein monolithischer Aufbau. Die Biegespannungen und Verformungen der Scheiben können unter Ansatz der gesamten Querschnittshöhe ermittelt werden. Hingegen verteilt sich die Belastung ohne Schubverbund auf die beiden Einzelscheiben, entsprechend dem Verhältnis der einzelnen Biegesteifigkeiten zur gesamten Biegesteifigkeit. Beide Scheiben verformen sich hierbei gleich. Die Verformungen der VSG-Scheibe ohne Verbund können auch mit einer ideellen Ersatzdicke d* ermittelt werden.

Die Biegespannungen der Scheiben sind mit dem jeweiligen Belastungsanteil unter Ansatz des Widerstandsmoments der Einzelscheibe zu ermitteln. Aufgrund der stark temperaturabhängigen Kriecheigenschaften der PVB-Verbundfolie sind z.B. bei Isoliergläsern beide Grenzzustände bei der Bemessung zu berücksichtigen, da klimatisch induzierte Belastungen und die Beanspruchungen der einzelnen Scheiben von den effektiven Steifigkeitsverhältnissen abhängig sind.

Fachwissen zum Thema

Nachweise und Normen

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ)

Die Produktzulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik wird nach Beurteilung durch einen Sachverständigenausschuss erteilt.

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