Load Carrying Glass - Project Work

Forside: Bakgrunn Realfagbygget, NTNU, Trondheim

Detaljer fra venstre Apple Store, Chicago

Prosjekt, Badenweiler Kjelhuset, NTNU, Trondheim Elektrobygget, NTNU, Trondheim

FORORD

iii

Forord Høst og vårsemesteret 2002/03 hadde jeg et utvekslingsår ved Universität Karlsruhe i Tyskland. Her fulgte jeg et fag, Tragwerke aus Glas und Stahl, som omhandlet konstruksjoner i glass. Glass som materiale er spennende og gir mange muligheter arkitektonisk så vel som konstruktivt, jeg ønsket derfor å jobbe videre med glass etter at jeg kom tilbake til NTNU. Å gjennomføre et fordypningsemne om glass viste seg vanskelig da det i Norge i dag ikke finnes noe forskningsmiljø på glass tilsvarende det i utlandet. Lenge trodde jeg at jeg måtte gjennomføre et fordypningsemne ved instituttet for så å reise til utlandet igjen og gjennomføre diplomarbeid om glass i Tyskland. Interessen ved NTNU var imidlertid tilstede og jeg kom etter hvert i kontakt med professor Karl Vincent Høiseth ved institutt for konstruksjonsteknikk og Terje Jacobsen ved Byggforsk. Sistnevnte satte meg i kontakt med Tor Steinar Johansen og Bjørn Strandholmen ved Byggforsk, og professor Jan Siem ved institutt for byggekunst, historie og teknologi. Denne prosjektoppgaven er et resultat av et møte mellom de nevnte parter, 27. november 2003, og vil siden utvides til en diplomoppgave høsten 2004. Jeg vil gi en stor takk til professor Karl Vincent Høiseth som har vært veileder under dette prosjektet, uten ham ville trolig ikke denne prosjektoppgaven om bærende glass funnet sted. Jeg vil også takke Stine Eriksen i National Geographic Channel for kopi av filmen ”Frontlines of Construction: Glass”, Norges Byggforsknings Institutt for bruk av Byggforsk kunnskapssystemer og Sebastian Brage Hansen for utarbeiding av forside, bakside, topptekster og generelle råd vedrørende layout.

Alexander Brage Hansen Trondheim 26/8/2004

BÆRENDE GLASS

Sammendrag Glass oppstår ved at egnet stein smelter ved høy temperatur og stivner hurtig igjen. I naturen forekommer materialet naturlig, skapt under vulkanutbrudd, meteoritt- eller lynnedslag. Naturlig glass ble brukt til redskaper allerede under steinalderen. Vi anser begynnelsen på den beviste glassproduksjonen for å være ca 3500 f.Kr., da egypterne fremstilte glassperler. Romerne var de første til å ta i bruk vinduer av glass. Nesten optisk perfekt glass masseproduseres i dag i floatglasslinjer. Moderne bygningsglass leveres som kalksodasilikat- eller borsilikatglass i en rekke utførelser. Materialegenskapene for de to er svært like, men borsilikat har lavere varmeutvidelseskoeffisient og høyere kjemisk bestandighet. Borsilikat brukes primært til brannsikring eller varmesikring. Bygningsglass kan bearbeides for å oppnå nytt utseende, nye former, forbedret materialegenskaper eller andre ønskede kvaliteter. Glassets mekaniske egenskaper kan styrkes betydelig ved termisk eller kjemisk herding og/eller laminering. Glass er et homogent isotropt materiale. Generelt betraktes glass som ideelt sprøtt, materialet er imidlertid elastisk. Som veiledende materialegenskaper brukes strekkfasthet 30 N/mm2, bøyefasthet 30 N/mm2, trykkfasthet 900-1000 N/mm2, E-modulen 70000 N/mm2, densitet 2500 kg/m3 og tverrkontraksjonstall 0,2. Glass er ikke egentlig fast, men en seig flytende masse med uhyre stor viskositet. Materialet har ikke noe fryse eller smeltepunkt, men et mykningsintervall hvor det går fra ”fast” til flytende form. Ved nedkjølning og fastning under produksjon, fryses en rekke mikroskopiske strukturfeil og urenheter i glasset. Disse små feilene (bruddanvisningene) fører til at glasset hurtig går til brudd ved strekkbelastning og er grunnen til at strekkfastheten er 3 % av trykkfastheten. Høyfast betong har trykkfasthet nesten 20 ganger høyere enn strekkfasthet og ligner i så måte glass. Den lave strekkfastheten skyldes rissfølsomhet og kompenseres for ved bruk av ulike typer armering og metoder som forhindrer strekkpåkjenninger. Tilsvarende metoder burde være mulige for glass. I dag finnes det ingen lover, standarder eller forskrifter i Norge som tilsier at det ikke er tillatt å bygge primær- eller sekundærbæreverk i bærende glass. Det vil derimot stilles store krav til dokumentert sikkerhet. I Europa og verden gjøres det mye forskning på bærende glass, enkelte konstruksjoner med lastbærende bruk av materialet er allerede bygd. Det finnes messer og nettbaserte diskusjonsfora dedikert til å fremme bruken av glass og kunnskapen om glass. To enkle forsøk med prøvestykker av floatglass i handelsvarekvalitet er gjennomført. Tre punkts bøyestrekk for å bestemme elastisitetsmodul og bøyefasthet, og enaksial trykkprøving for å bestemme trykkfasthet. De respektive resultatene er 67900 N/mm2, 48,6 N/mm2, 378 N/mm2 og i rimelig samsvar med teoretiske verdier.

iv

SAMMENDRAG / SUMMARY

Summary Glass is produced when suitable rock melts at high temperature and cools rapidly. In nature this occurs during volcanic eruptions, meteorite impact or lightning. Natural glass was used for tools during the Stone Age. The start of deliberate glass production is recond to be about 3500 B.C., when the Egyptians first manufactured glass pearls. The Romans were the first to use glass windows. Today glass, nearly optically perfect, is mass-produced in float lines. Modern building glass is supplied as soda lime silicate and borosilicate glass in several designs. The material properties of the two are quite similar though borosilicate has a lower coefficient of thermal expansion and higher chemical resistance. Borosilicate is mainly used for fireproofing or heat protection. Building glass can be treated to achieve new surfaces, new designs, improved mechanical properties or other wanted qualities. The glass’ mechanical properties can be strengthened considerably by thermal or chemical toughening and/or laminating. Glass is a homogenous and isotropic material. In general glass is regarded as ideally brittle. However, the material is elastic. Guiding material properties are: tensile strength; 30 N/mm2, flexural strength; 30 N/mm2, compressive strength; 900-1000 N/mm2, modulus of elasticity; 70000 N/mm2, density; 2500 kg/m3 and contraction of diameter; 0,2. Glass is not really a solid material, rather a tough liquid mass with extremely high viscosity. Glass has no freezing or melting point, but a softening stage where it changes from “solid” to liquid state. During cooling and hardening under production, a great number of microscopic structure imperfections and impurities are frozen in the glass. These tiny incorrections lead to sudden failure during tension and are the reason why the tensile strength is 3 % of the compressive strength. High strength concrete has compressive strength nearly 20 times the tensile strength and is thereby somewhat equal to glass. The low tensile strength is due scratch sensitivity and compensated for through use of different kinds of reinforcement and methods that prevent tensile strain. Equal methods should be usable for glass. Today there are no laws, regulations or codes in Norway prohibiting the use of primary or secondary support system in load carrying glass. There will however be great requirements to documentation of safety. In Europe and the world, there is much research being done on load carrying glass, some structures with use of load carrying glass have already been built. There are conferences and web-based discussion fora dedicated to promote the use and share the knowledge of glass. Two small tests with test specimens of floatglass in everyday-use quality have been done. Three point flexural bending to establish the modulus of elasticity and flexural strength, and uniaxial compression test to establish compressive strength. Respective results are 67900 N/mm2, 48.6 N/mm2, 378 N/mm2 and in reasonable accordance to theoretical values.

v

BÆRENDE GLASS

Innhold 1 INNLEDNING .................................................................................................................................................. 1

1.1 Generelt .................................................................................................................................................... 2 1.2 Begrensninger ........................................................................................................................................... 3 1.3 Definisjoner .............................................................................................................................................. 3 1.4 Henvisninger............................................................................................................................................. 4

2 INTRODUKSJON TIL GLASS ............................................................................................................................ 5 2.1 Historisk overblikk ................................................................................................................................... 6

2.1.1 Eldre tid........................................................................................................................................... 6 2.1.2 Glassblåserpipen revolusjonerer...................................................................................................... 7 2.1.3 Romerriket....................................................................................................................................... 7 2.1.4 Middelalderen ................................................................................................................................. 7 2.1.5 Nyere tid.......................................................................................................................................... 8 2.1.6 Glassproduksjon i Norge................................................................................................................. 8

2.2 Glassets egenskaper ................................................................................................................................ 10 2.2.1 Kjemisk sammensetning ............................................................................................................... 10 2.2.2 Mekaniske egenskaper .................................................................................................................. 11

2.3 Metoder for fremstilling.......................................................................................................................... 13 2.3.1 Glassblåsing .................................................................................................................................. 13 2.3.2 Sylinderglass ................................................................................................................................. 13 2.3.3 Kronglass ...................................................................................................................................... 14 2.3.4 Valset glass.................................................................................................................................... 14 2.3.5 Trukket glass / maskinglass........................................................................................................... 15 2.3.6 Floatglass ...................................................................................................................................... 16 2.3.7 Andre produkter ............................................................................................................................ 17

2.4 Basisprodukter ........................................................................................................................................ 18 2.4.1 Flatt glass ...................................................................................................................................... 18 2.4.2 Plateglass....................................................................................................................................... 18 2.4.3 Ornamentglass............................................................................................................................... 18 2.4.4 Trådglass ....................................................................................................................................... 18 2.4.5 Speiltrådglass ................................................................................................................................ 19 2.4.6 Profilglass...................................................................................................................................... 19 2.4.7 Glassbyggestein............................................................................................................................. 19

2.5 Bearbeidede produkter............................................................................................................................ 20 2.5.1 Bøyd glass ..................................................................................................................................... 20 2.5.2 Sikkerhetsglass .............................................................................................................................. 20 2.5.3 Termisk herdet glass...................................................................................................................... 20 2.5.4 Varmeforsterket glass.................................................................................................................... 21 2.5.5 Kjemisk herdet glass ..................................................................................................................... 22 2.5.6 Laminert glass ............................................................................................................................... 22 2.5.7 Multilaminert glass........................................................................................................................ 22 2.5.8 Belagt glass ................................................................................................................................... 23 2.5.9 Overflatedekor............................................................................................................................... 23 2.5.10 Sliping ........................................................................................................................................... 23 2.5.11 Kutting .......................................................................................................................................... 24 2.5.12 Boring............................................................................................................................................ 24

2.6 Refleksjoner............................................................................................................................................ 25

vi

INNHOLD

3 BÆRESYSTEMER.......................................................................................................................................... 27

3.1 Opplagring av glasset ............................................................................................................................. 28 3.1.1 Linjeopplagret glass ...................................................................................................................... 28 3.1.2 Punktopplagret glass ..................................................................................................................... 28 3.1.3 Fuger ............................................................................................................................................. 29

3.2 Takkonstruksjoner .................................................................................................................................. 30 3.2.1 Nettkupler...................................................................................................................................... 30 3.2.2 Sentralsymetriske kupler ............................................................................................................... 30 3.2.3 Tønneformede tak ......................................................................................................................... 31 3.2.4 Hengende tak................................................................................................................................. 31 3.2.5 Etterspente tak............................................................................................................................... 31

3.3 Fasadekonstruksjoner ............................................................................................................................. 32 3.3.1 Bøyeutsatte fasader ....................................................................................................................... 32 3.3.2 Avstivede, hengende fasader......................................................................................................... 33 3.3.3 Kabelnettfasader............................................................................................................................ 33 3.3.4 For- og akterspente fasader ........................................................................................................... 33

4 EKSPERIMENTELLE FORSØK....................................................................................................................... 35 4.1 Utarbeiding av prøveprogram................................................................................................................. 36 4.2 Produksjon av prøvestykker.................................................................................................................... 37 4.3 Forenklede forsøk ................................................................................................................................... 38 4.4 Refleksjoner............................................................................................................................................ 40

5 GLASS VERSUS BETONG............................................................................................................................... 41 5.1 Refleksjoner............................................................................................................................................ 43

6 RETNINGSLINJER FOR BÆRENDE KOMPONENTER/SYSTEMER I GLASS...................................................... 45 6.1 Lover og forskrifter................................................................................................................................. 46

6.1.1 Plan og bygningsloven (PBL) ....................................................................................................... 46 6.1.2 Forskrift til byggverk og produkter i byggverk (TEK).................................................................. 46 6.1.3 Veiledning til teknisk forskrift til plan-og bygningsloven (REN)................................................. 48 6.1.4 Byggevaredirektivet (89/106/EØF)............................................................................................... 48

6.2 Standarder ............................................................................................................................................... 50 6.2.1 NS 3490:1999 Prosjektering av Konstruksjoner Krav til pålitelighet ........................................... 50 6.2.2 NS 3491:1998-2003 Prosjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster ............................ 50 6.2.3 NS-EN 572:1995 Bygningsglass Basisprodukter av kalksodasilikatglass .................................... 51 6.2.4 NS-EN 1096:1999-2001 Bygningsglass Belagt glass ................................................................... 52 6.2.5 NS-EN 1288:2000 Bygningsglass Bestemmelse av bøyestyrke i glass ........................................ 52 6.2.6 NS-EN 1748:1997 Bygningsglass Spesielle produkter ................................................................. 53 6.2.7 NS-EN 1863:2000 Bygningsglass Varmeforsterket kalksodasilikatglass ..................................... 54 6.2.8 NS-EN 12150:2000 Bygningsglass Termisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass.................... 54 6.2.9 NS-EN 12337:2000 Bygningsglass Kjemisk herdet kalksodasilikatglass..................................... 54 6.2.10 NS-EN 13024:2002 Bygningsglass Termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass ............................ 55 6.2.11 NS-EN ISO 12543-1:1998 Bygningsglass Laminert glass og laminert sikkerhetsglass ............... 55

6.3 Byggforsk kunnskapssystemer................................................................................................................ 57 6.4 Refleksjoner............................................................................................................................................ 58

vii

BÆRENDE GLASS

7 BÆRENDE GLASS I PRAKSIS......................................................................................................................... 59

7.1 Referanseprosjekter ................................................................................................................................ 60 7.1.1 Prosjekt, Badenweiler.................................................................................................................... 60 7.1.2 Tower Place, London .................................................................................................................... 62 7.1.3 Hans Schmitz Haus, Rheinbach .................................................................................................... 63 7.1.4 Apple Computer Inc Retail Store, LA og NY ............................................................................... 65

7.2 Nyvinnende forskning............................................................................................................................. 67 7.2.1 ZAPPI & Retrofitting .................................................................................................................... 67 7.2.2 Komposittbjelker i glass................................................................................................................ 67 7.2.3 Hybridelement i stål og glass ........................................................................................................ 68 7.2.4 Laminerte sylindriske glassøyler................................................................................................... 68

8 ALTERNATIVE INFORMASJONSKILDER....................................................................................................... 71 8.1 www.glassfiles.com................................................................................................................................ 72 8.2 www.glassonweb.com ............................................................................................................................ 72 8.3 Glass Processing Days (GPD) ................................................................................................................ 72 8.4 Glas Technology Live (Glasstec)............................................................................................................ 73 8.5 DuPont Benedictus Awards .................................................................................................................... 73 8.6 Frontlines of Construction: Glass ........................................................................................................... 73

9 REFERANSELISTE ........................................................................................................................................ 75

10 NORSK – ENGELSK – TYSK ORDLISTE ......................................................................................................... 81 VEDLEGG A: OPPGAVETEKST.............................................................................................................................. I VEDLEGG B: FORSLAG TIL PRØVEPROGRAM................................................................................................... III VEDLEGG C: SØKNAD OM MIDLER.....................................................................................................................V VEDLEGG D: FREMDRIFTSLOGG FOR PRØVEPROGRAM .................................................................................VII VEDLEGG E: FORSØKSRAPPORT, FORENKLEDE FORSØK – TRE PUNKTS BØYESTREKK ................................ IX VEDLEGG F: FORSØKSRAPPORT, FORENKLEDE FORSØK – ENAKSIAL TRYKKPRØVING............................XVII VEDLEGG G: INNLEGG PÅ GLASSFILES ...........................................................................................................XX VEDLEGG H: ALBRECHT, NILS; LITTERATURLISTE .................................................................................... XXV VEDLEGG I: LITTERATUR I .PDF FORMAT (CD)........................................................................................ XXIX VEDLEGG J: FRONTLINES OF CONSTRUCTION: GLASS (DVD)................................................................. XXXI

viii

INNHOLD

Tabeller Tabell 2.2-A: Hovedbestanddeler i Kalksodasilikat- og borsilikatglass [11]........................................................ 11 Tabell 2.2-B: Generelle mekaniske fastheter for glass [74] .................................................................................. 11 Tabell 2.2-C: Fysiske størrelser for kalksodasilikatglass [39] .............................................................................. 11 Tabell 2.2-D: Fysiske størrelser for borsilikatglass [54] ....................................................................................... 12 Tabell 4.3-A: Mekaniske egenskaper for floatglass .............................................................................................. 38 Tabell 4.4-A: Utvalgte materialegenskaper for glass og høyfast betong [12, 31, 39, 74] ..................................... 42

Figurer Figur 2.3-1: Tradisjonell glassblåsing [1] ............................................................................................................. 13 Figur 2.3-2: Moderne Glassblåsepipe [8].............................................................................................................. 13 Figur 2.3-3: Skjematisk fremstilling av sylinderglassproduksjon [10] ................................................................. 14 Figur 2.3-4: Kronglass fremstilling trinn 1 [10].................................................................................................... 14 Figur 2.3-5: Kronglass fremstilling trinn 2 [10]................................................................................................... 14 Figur 2.3-6: Kronglass fremstilling trinn 3 [10].................................................................................................... 14 Figur 2.3-7: Skjematisk fremstilling av Bicheroux prosessen: (A) Smeltediegel; (B) glassmottaker; (C) valser; (D) nedfellbart sklibrett; (E) forvarmet glasskutter; (F) rullende bord [1] ............................................................ 15 Figur 2.3-8: Moderne fremstilling av valset glass [7] ........................................................................................... 15 Figur 2.3-9: Skjematisk fremstilling av Fourcault prosessen: (a) debiteuse; (b) kjølning; (c) transportruller; (d) glassmelte [8] ........................................................................................................................................................ 16 Figur 2.3-10: Skjematisk fremstilling av Libby-Owens prosessen: (a) glassmelte; (b) kjølebokser; (c) venderuller; (d) transportruller [8] ........................................................................................................................ 16 Figur 2.3-11: Skjematisk fremstilling av Pittsburgh prosessen: (a) guide, (b) kjølesone, (c) transportruller [8] .. 16 Figur 2.3-12: Skjematisk fremstilling av floatglassproduksjon: (a) glassmelte; (b) glassdigel; (c) transport ruller; (d) floatbad; (e) smeltet tinn; (f) varmesone; (g) avkjølingsovn [8]...................................................................... 17 Figur 2.3-13: Floatglassfabrikken Flachglass AG i Weiterhammer, Tyskland [8] ............................................... 17 Figur 2.4-1: Ornamentglass [11] ........................................................................................................................... 18 Figur 2.4-2: Trådglass [11] ................................................................................................................................... 18 Figur 2.4-3: Profilglass [11].................................................................................................................................. 19 Figur 2.4-4: Kvadratisk glassbyggestein m/innvendig struktur [11]..................................................................... 19 Figur 2.4-5: Sirkulær byggestein m/utvendig struktur [11]................................................................................... 19 Figur 2.4-6: Frittstående vegg av kvadratisk glassbyggestein, Realfagbygget, NTNU, Trondheim..................... 19 Figur 2.5-1: Skywalk (Expo 2000, Hannover) – Bro for fotgjengere med bruk av bøyd glass, Special recognition – Benedictus Award 1999 [80] ............................................................................................................................. 20 Figur 2.5-2: Spenningsforløp ved bøyepåkjent termisk herdet glass [11]............................................................. 21 Figur 2.5-3: Granulert termisk herdet glass [11]................................................................................................... 21 Figur 2.5-4: Snitt igjennom et to-lags laminert glass [11]..................................................................................... 22 Figur 2.5-5: Vannjet [11] ...................................................................................................................................... 24 Figur 2.5-6: Glass skåret med vannjet [11] ........................................................................................................... 24 Figur 2.5-7: Sylindrisk hull [11] ........................................................................................................................... 24 Figur 2.5-8: Konisk hull [11] ................................................................................................................................ 24 Figur 3.1-1: Tak og fasade med linjelagret glass, Elektrobygget, NTNU, Trondheim ......................................... 28 Figur 3.1-2: Detalj, punktlager, rekkverk Trondheim Torg, Trondheim............................................................... 29 Figur 3.1-3: Statisk system, punktopplagret glass [11] ......................................................................................... 29 Figur 3.2-1: Linjelagret glasstak, Elektrobygget, NTNU, Trondheim .................................................................. 30 Figur 3.2-2: Punktlagret glasstak, Trondheim Torg, Trondheim .......................................................................... 30 Figur 3.2-3: Sentralsymetrisk kuppel med punktlagrede glassplater [102]........................................................... 31 Figur 3.3-1: Linjelagret glassfasade, Kjelhuset, NTNU, Trondheim .................................................................... 32 Figur 3.3-2: Punktlagret glassfasade, Trondheim Torg, Trondheim ..................................................................... 32 Figur 3.3-3: Horisontalt avstivende glassfinner [117]........................................................................................... 33 Figur 3.3-4: Fasade avstivet med horisontale glassfinner [117]............................................................................ 33 Figur 3.3-5: Statiske systemer, for- og akterspente fasader [105]......................................................................... 34 Figur 4.3-1: Glassøyler ......................................................................................................................................... 39 Figur 4.3-2: Stålanlegg.......................................................................................................................................... 39

ix

BÆRENDE GLASS

Figur 7.1-1: Prosjekt, Badenweiler [117].............................................................................................................. 60 Figur 7.1-2: Fasade og tak innenfra [117]............................................................................................................. 60 Figur 7.1-3: Detalj fasade [117] ............................................................................................................................ 61 Figur 7.1-4: Detalj tak [117] ................................................................................................................................. 61 Figur 7.1-5: Tower Place, fremre fasade [104] ..................................................................................................... 62 Figur 7.1-6: Tower Place, bakre fasade [104] ....................................................................................................... 62 Figur 7.1-7: Laminert forspent glasstag [16]......................................................................................................... 62 Figur 7.1-8: Horisontal avstivning med glasstag [104] ......................................................................................... 62 Figur 7.1-9: Hans Schmitz Haus [22].................................................................................................................... 64 Figur 7.1-10: Glasskap [22] .................................................................................................................................. 64 Figur 7.1-11 Søylekant [22] .................................................................................................................................. 64 Figur 7.1-12: Glasstrapp med trafikk NY [17]...................................................................................................... 66 Figur 7.1-13: Glasstrapp bakfra LA [17] .............................................................................................................. 66 Figur 7.1-14: Svevende glassvegger LA [17] ....................................................................................................... 66 Figur 7.1-15: Overgang – glasstrinn til glassvegg [17]......................................................................................... 66 Figur 7.1-16: Snitt av glasstrinn med titanpuck [17]............................................................................................. 66 Figur 7.2-1: Bjelke i segmentert glass [19] ........................................................................................................... 68 Figur 7.2-2 Tverrsnitt av stålarmert glassbjelke [19] ............................................................................................ 68 Figur 7.2-3: Stål-glass-bjelke, tverrprofil [23] ...................................................................................................... 68 Figur 7.2-4: Prøveoppsett [23] .............................................................................................................................. 68 Figur 7.2-5: Transparent søyle av laminerte glassylindere [20]............................................................................ 70 Figur 7.2-6: Testet og utestet eksemplar [20]........................................................................................................ 70 Figur 7.2-7: Knekt søyle [20]................................................................................................................................ 70 Figur 7.2-8: Glasstav; Zappi søyle; aluminiums rør [20] ...................................................................................... 70 Figur 7.2-9: Sammenligning av knekklaster for en ”sammenrullet” og ”utrullet” søyle [16]............................... 70

x

1 Innledning

Dette kapittelet gir informasjon om hvordan oppgaven er løst, hvilke begrensninger som er satt og hvilke definisjoner som er brukt.

BÆRENDE GLASS

1.1 Generelt Som byggevare brukes glass i dag primært til vinduer og bekledning i tak og fasader, samt ikkebærende skillevegger i kontorlandskap, rekkverk og andre arkitektoniske eller kunstneriske innslag. Materialet glass er imidlertid ikke så forskjellig fra høyfast betong. Begge har stor kapasitet i rent trykk, men tilnærmet ingenting i strekk. I dagens konstruksjoner presses betongens kapasitet til det ytterste, den lave strekkapasiteten omgåes ved ulike typer armering og metoder som forhindrer strekkpåkjenninger. Hvis glass behandles på samme måte som høyfast betong, vil det være mulig å bygge enda større dimensjoner med de visuelle fordelene glass gir. Denne prosjektoppgaven er et litteraturstudium om bærende glass og gir et grunnlag for videre studier om emnet. I oppgaveteksten er det listet en del litteratur. Glass i norske vinduer år 2000 er en bok rettet mot bygningsfysikk, den er derfor ikke brukt. Litteraturlisten mottatt fra Nils Albrecht ved Universität Karlsruhe inneholdt mange diplomoppgaver og doktoringeniør studier. Litteraturen ville være tidkrevende å fremskaffe og relevant litteratur er derfor funnet andre steder, listen er vedlagt for eventuelle fremtidige studier (vedlegg H). Litteraturen fra Glassbransjeforbundet ble aldri mottatt, den er ikke purret opp da Per Pettersen ville sende denne på eget initiativ. I oppgaveteksten står det at det skal finnes fasthetsegenskaper til egenproduserte prøvestykker i glass, tilsvarende de som brukes ved standard materialprøving av betong. Prøvene har ikke blitt slik det opprinnelig var forespeilet i oppgaven. Dette skyldes flere faktorer som fremgår av fremdriftsloggen (vedlegg D). Besvarelsen er et selvstendig arbeid basert på litteratur, artikler, lover, standarder med mer. Under arbeidet er det funnet enkelte nettsteder, messer og annen informasjon som er gode kilder til videre studier, disse er presentert til slutt i oppgaven. Det er også gitt en kort teknisk ordliste for å enkle videre litteratursøk og studier. Under kapittelet Bærende glass i praksis, presenteres fire spennende internasjonale byggeprosjekter med bruk av bærende glass, og utvalgte internasjonale forskningsprosjekter. Dette er et litteraturstudium, forfatterens formeninger finnes under delkapitlene Refleksjoner og er derfor utelatt i resten av teksten. Disse kapitlene gir forfatterens meninger, tanker og ideer rundt det som står skrevet, og hvordan det kan brukes i videre arbeid.

2

1 INNLEDNING

3

1.2 Begrensninger Oppgavetittelen er Bærende Glass og denne er satt som prosjektets rammer. Besvarelsen dekker byggevarer i glass som kan tenkes brukt som bærende materiale i primær- eller sekundærbæreverk. Produkter som isolert vindusglass havner utenfor rammene. Det gis en kort oversikt over ulike sekundærbæresystemer. Tidsbegrensninger og prosjektets rammer har ikke tillatt noen dypere studie av dette. Nærmere beskrivelse av glassmelteovners virkemåte og oppbygning, glassets molekylære oppbygning og en dypere innføring i glassets kjemiske og mekaniske egenskaper, har av de samme årsakene falt bort. Av standarder er det i denne oppgaven kun kartlagt Norsk Standard. En rekke standarder tillates brukt i Norge gjennom Byggevaredirektivet, en kartlegging av europeiske (CEN), britiske (BS) og tyske (DIN) standarder er omfattende og faller bort grunnet tidsrammene.

1.3 Definisjoner Definisjoner i lover, forskrifter, standarder, tidsskrifter med mer stemmer ikke alltid overens. Steder i teksten hvor sitater har blitt uklare, er det lagt ved definisjonene som fotnoter. Utover dette er brukte definisjoner listet opp under.

Byggevare Ethvert produkt som er produsert for permanent innføring i et byggverk.

Byggeprodukt En byggevare som har en klar definisjon i Norsk Standard.

Bjelke Stavformet element med rett eller krum akse som er belastet med krefter med komponenter normalt til bjelkeaksen.

Søyle En vertikal bjelke.

Stag Stavformet element med rett akse som bare er belastet med krefter langs stavaksen.

Finne Stabiliserende element, brukes som supplement til bjelker og søyler.

Kabel og strekkbånd Element fullstendig fritt for bøyemotstand som bare kan overføre strekkrefter.

BÆRENDE GLASS

1.4 Henvisninger Sitater Sitater står i kursiv og er merket med anførselstegn ved sitatstart og sitatslutt.

Kilder Denne oppgaven består primært av et litteraturstudium. Alt av tekst er derfor hentet ut fra ulik litteratur som finnes i referanselisten helt til slutt i oppgaven. Hver oppføring i referanselisten har et unikt arabertall (1, 2, 3, 4…), disse tallene brukes som henvisninger i teksten. Etter hvert delkapittel er generelle kilder oppført i klammeparantes til høyre i teksten. Direkte sitater, tall og definisjoner er merket med et arabertall i klammeparantes som henviser til en kilde i referanselisten.

Fotnoter Fotnoter er merket med romertall (i, ii, iii, iv…) og viser til en fotnote nederst på samme side.

4

2 Introduksjon til glass

Dette kapittelet gir en introduksjon til materialet glass’ historie som bygningsmateriale, kjemiske og mekaniske egenskaper, ulike fremstillingsmetoder, produkter og foredlingsteknikker.

BÆRENDE GLASS

2.1 Historisk overblikk Historisk sett er glass trolig det eldste fremstilte byggemateriale. Fra 7000 f.Kr. er det funnet formløse gjenstander produsert ved å varme opp en blanding av sand, natriumkarbonat, og kalkstein. Blandingen smelter ved en temperatur på 1300 °C som er så vidt i underkant av det man kan oppnå med ved. Glass forekommer naturlig og oppstår ved at egnet stein smelter ved høy temperatur for så å stivne hurtig igjen. Dette kan blant annet fremtre under vulkanutbrudd, når lyn slår ned i kvartsholdig sand, eller når meteoritter treffer jordens overflate. Under steinalderen ble det brukt redskaper laget av vulkansk glass.

2.1.1 Eldre tid Det er usikkert når og hvor glassproduksjon i større format startet. Kunnskapen rundt glass oppstod uavhengig av hverandre i Egypt, østlige Mesopotamia (Irak), Mycenae (Hellas), Kina og Nord Tyrol. Det er sannsynelig at glassproduksjonen oppstod i tilknytning til keramikk. I Egypt 8000 f.Kr. var det stor produksjon av keramikk. Mesopotanske tekster om hvordan man glaserer keramikkrukker kan dateres tilbake til 500 f.Kr og tilsvarende funn i Egypt kan dateres tilbake til 400 f.Kr. Det ble gjort store funn av glassperler da graver etter de egyptiske faraoene ble åpnet. Gravene kan dateres tilbake til 3500 f.Kr. og vi anser derfor dette som begynnelsen på den bevisste glassproduksjonen. Rundt 3000 f.Kr begynte egyptiske glassmakere å produsere smykker og små fat. 1500 f.Kr fant de opp en ny teknikk for å produsere vaser. En kjerne av sand eller keramikk ble festet på en stav, dyppet og rotert i smeltet glass slik at glasset festet seg jevnt rundt formen. Ved å rulle legemet mot en flat stein ble overflaten glattere, et eventuelt innskåret mønster i steinen ble overføret til glasset som dekor. Til slutt ble sand-/keramikkjernen pirket ut, håndtak ble satt på. Denne teknikken muliggjorde å produsere hule husholdningsgjenstanderi. Ved å tilsette kobber eller kobolt oppnådde egypterne ulike blåfarger i glasset, det er også funnet gjenstander i brunt glass. Klart glass kunne trolig ikke fremstilles på grunn av for lave produksjonstemperaturer. Assyrerkongen Ashurbanipals (668-626 f.Kr.) leirtavlebibliotek inneholder flere skrifter i kiletekstii med resepter for glassproduksjon. Den eldste lyder ”Ta 60 deler sand, 180 deler aske fra marine planter, 5 deler kalk – og du vil få glass”. Blandingsforholdet er noe ulikt, men resepten inneholder de vesentligste råmaterialene brukt i dag. Den lave andelen sand vitner om at smeltetemperaturene de kunne oppnå 1000-0 f.Kr. ikke var veldig høye.

[1, 9, 11]

i Vaser, krukker, krus, boller, flasker, flakonger og andre husholdningsprodukter for oppbevaring av oljer,

parfymer og andre væsker. Av hollowvare (engelsk). ii Skriftsystem som ble brukt i kulturene i For-Orienten ca 3000 til ca 300 f.Kr. [4]

6

2 INTRODUKSJON TIL GLASS

7

2.1.2 Glassblåserpipen revolusjonerer Rundt 200 f.Kr fant håndverkere i Syria opp glassblåserpipen. Glassblåsingen muliggjorde ikke bare fremstilling av tynnere og mer gjennomsiktig glass, men også serieproduksjon ved å blåse glass inne i treformer. Romerriket hadde store handelsforbindelser, et godt utbygd veinett og en administrasjon som inspirerte til økonomisk vekst og framgang. Dette førte til at glassblåserkunsten spredde seg raskt utover Romerriket. Glassentere ble etablert i Fønika, Roma, Egypt, Rhin landene og Rhone dalen. Glassvarene ble billigere.

[9]

2.1.3 Romerriket I Alexandria 100 e.Kr. oppnådde man, med bedre ovner og innføring av manganoksid å, fremstille klart glass. Høyere temperatur og økt kontroll førte til bedre smelting av råmaterialene og økt kvalitet på glasset. Det nye materialet ble raskt populært i det brammendei Romerriket. Glassmykker og husholdningsprodukter i ulike farger, dekorert med filigranerii, mosaikk og inngraveringer ble mote. Romerske glassarbeidere slo seg ned i nærheten av store sandforekomster og importerte arbeidskraft fra Alexandria og natriumkarbonat fra Egypt og Syria. De begynte å merke produktene sine med egne logoer og eksportere dem utover hele keiserriket. Enkelte varer ble skipet helt til Kina. Sentre for glassproduksjon ble etablert i Fønikia, Roma, Egypt, Rhin landene og Rhone dalen. Glassvarene sank i pris og ble allemannseie. Utgravinger har vist at villaer og offentlige bad i Pompei og Herkulaneum hadde installert vindusglass i størrelse 300 x 500 mm og tykkelse 30-60 mm. Vinduene ble produsert ved å helle ut flytende glassmasse på et bord dekket av sand og strekke massen ut med jerntenger. Glasset ble montert som det var eller festet i en tre- eller bronseramme.

[9, 11]

2.1.4 Middelalderen Romernes kunnskaper spredde seg utover Europa. Det kjennes lite til glassmakerkunsten under de store folkevandringene (ca 400 e.Kr), men etter Romerrikets fall fortsatte den i Bysants. Glassmakerne var under streng bevoktning og det var dødsstraff for arbeidere som rømte fra verkene eller lærte bort kunsten. Kunnskapene om glassfremstilling spredde seg likevel utover Europa. Byene rundt middelhavet var fremdeles ledende på glassproduksjon. Venezia vokste fram som senter for vestlig glasskunst. Mer enn 8000 personer jobbet i glassproduksjon. Glasset var dyrt og populært blant adelen. 1400 til 1500 førte den sosiale og økonomiske veksten til større forbruk av glass. Store glassverk oppstod i skogrike distrikter nær elver. Det ble ikke tatt i bruk kullfyring før England forbød fyring med ved i 1615, noe som førte til stor avskogning.

i Bramme – skryte, vise seg [2]

ii Filigran – Fint ornamentarbeid av gull- eller sølvtråd. [15] I denne sammenheng også fine ornamenter i glass.

BÆRENDE GLASS

Under middelalderen var det også stor glassproduksjon konsentrert rundt bygging og utsmykking av kirker og klostre. Store glassmalerier ble en inspirasjon for folket som ellers ikke hadde råd til den slags. Mye av kunnskapen herifra har gått tapt og vi klarer ikke i dag å fremstille de samme strukturene og fargene.

[1, 11, 12, 88]

2.1.5 Nyere tid Syriske håndverkere oppdaget i det første århundret produksjonsmetoden for sylinderglass, og på 300-tallet produksjonsmetoden for kronglass. Disse fremstillingsmetodene har vært basis for produksjon av glassruter inntil 1687 da franskmannen Bernard Perrot fant en prosess for å valse glass. 1800-tallet gav stor fremgang innenfor alle områder av glasskunsten. I 1839 forbedret Chance brødrene metoden for produksjon av sylinderglass. Den nye metoden økte kvaliteten av overflaten og reduserte brekkasjen. Friedrich Siemens patenterte i 1856 en ny og forbedret smelteovn som halverte den nødvendige mengden brennstoff, dette førte til lavere kostnader og økt produksjon. Ca 1900 fant amerikaneren John, H. Lubbers opp en metode å fremstille sylinderglass maskinelt. 1905 fant belgieren Emile Fourcault opp en prosess der han trakk glassplater direkte ut fra smelta. Prosessen ble ikke brukt i produksjon før 1914. Amerikaneren Irving Colburn utviklet en liknende prosess med støtte fra firmaet Libby-Owens, den ble kalt Libby-Owens prosessen da den ble tatt i kommersielt bruk i 1917. Pittsburg Plate Glass Company kombinerte i 1928 de to prosessene til en egen. De tre prosessene med ytterligere forbedringer førte til at det ble for dyrt å etterpolere glasset og Bernard Perrots metode ble foreldet. Max Bicheroux videreutviklet i 1919 Perrots metode for å valse glass ved å sette den tidligere oppstykkede prosessen sammen til en kontinuerlig prosess. 1959 revolusjonerte Alastair Pilkington metoden for fremstilling av glassplater ved å utvikle floatprosessen.

[1, 9, 11, 97]

2.1.6 Glassproduksjon i Norge Den norske glassproduksjonens historie startet i 1739 da Det Norske Kompaniet fikk konsesjon på drift. Opprettelsen av norske glasshytter ble bestemt på grunn av brenselmangel i Danmark. Det første verket kom i 1741 i Eiker og produserte hovedsakelig finere bruksglass. Omtrent samtidig ble det startet produksjon av vindusglass i Hurdal og på Biri. Fagarbeidere ble importert fra andre Europeiske glassproduserende land. For god tilgang på brensel ble de første verkene bygget i nærheten av de store skogene. På vinteren ble glassvarene fraktet med hest og slede til havnebyene der de ble lagret for videre distribusjon, dette er opprinnelsen til glassmagasinene. I dag er det kun et glassverk i drift i Norge, Hadeland Glassverk (anlagt 1762) som fremstiller husholdningsglass og finere glassvarer.

8


9

Allerede i 1750-årene var Hurdal Glassverk spesialinnrettet for produksjon av kronglass. Produksjonen pågikk fram til 1895 da den ble overført til Drammens Glassverk som spesialiserte seg på sylinderglassproduksjon, fra 1893 var Drammens Glassverk eneste produsenten av flatt glass i Norge. Det ble ikke startet opp maskinell fremstilling av flatt glass før samme verk installerte et Fourcault anlegg i 1928. I 1959 gikk, som et av få i verden, verket over til elektrisk smelting og i 1968 ble en ny Pitsburgmaskin installert. 1977 ble produksjonen ved Drammens Glassverk nedlagt, dette endte nesten 230 år med norsk vindusglasshistorie.

[88]

BÆRENDE GLASS

2.2 Glassets egenskaper Schott Guide to Glass definerer glass som følger: ”Glass includes all materials which are structurally similar to a liquid. However, under ambient temperature they react to the impact of force with elastic deformation and therefore have to be considered as solids. In a more limited sense, the term ‘glass’ denotes all inorganic compounds which possess these basic qualities.” [9]

Encyclopedia of Physical Science and Technology, third edition, definerer glass som følger: “A glass is an inorganic substance with, and analogous to, the liquid state of that substance, but which, as a result of having been cooled from a fused condition, has attained so high a degree of viscosity as to be for all practice purpose rigid. The limitless possible compositions and varity of equilibrium and metastable conditions provide the keys to the widest possible range of optical, physical and mechanical properties.” [10]

Aschehoug og Gyldendals store norske leksikon definerer glass som følger: “Materiale som er fremstilt ved størkning av en smelte uten at krystallisasjon har inntruffet. Glass er amorfe stoffer som omfatter både organiske og uorganiske materialer. (…) I vanlig forstand menes med glass et gjennomsiktig, fargeløst eller farget materiale med høy glans, dvs. et amorft materiale fremstilt av rent uorganiske råstoffer.” [4]

2.2.1 Kjemisk sammensetning Ved industriell fremstilling av glass brukes en rekke tilsetningsstoffer for å oppnå ulike materielle og optiske egenskaper. Hovedbestanddelen er imidlertid kvartssand (silisiumoksid, SiO2) som finnes nærmest ubegrensede i naturen. Ved smelting av kvartssand (ca 1700 ºC) får vi kvartsglass, rent kvartsglass brukes imidlertid ikke i byggeindustri. Kvartssanden tilsettes ulike flussmiddeler for å senke den høye smeltetemperaturen. Tidligere ble pottaske (Kaliumkarbonat, K2CO3) brukt, i dag brukes natriumklorid (NaCl) og natriumkarbonat (Na2CO3). CO2 løsrives og binder Na2O til glasset, smeltetemperaturen synker. Ved å tilsette Kalsiumkarbonat (CaCO3) forbedres hardheten og bestandigheten i glasset, CO2 løsrives og CaO bindes til glasset. I byggebransjen brukes det primært to typer glass. Kalksodasilikatglass og borsilikatglass.

Kalksodasilikatglass Den største andelen glass i byggeindustrien er kalksodasilikatglass. Glasset består i hovedsak av silisiumoksid, kalsiumoksid og natriumoksid. Smeltetemperaturen reduseres i forhold til rent kvartsglass men varmeutvidelseskoeffisienten øker også betydelig.

Borsilikatglass Borsilikatglasset inneholder 7-15% boroksid (B2O3) i stedet for kalsiumoksid (CaO). Glasset har høyere kjemisk bestandighet og lavere varmeledningsevne enn kalksodasilikatglass. Glasset brukes til brannvern.

10


11

SiO2 CaO B2O3 Na2O/K2O MgO Al2O3Kallksodasilikatglass 69 – 74 % 5 – 12 % - 12 – 16 % 0 – 6 % 0 – 3 % Borsilikatglass 70 – 87 % - 7 – 15 % 0 – 16 % - 0 – 8 % Tabell 2.2-A: Hovedbestanddeler i Kalksodasilikat- og borsilikatglass [12] Ved høy temperatur over lenger tid vil glass krystalliseres, bli hvitt og ugjennomsiktig. Det nye produktet kalles glassporselen.

[12]

2.2.2 Mekaniske egenskaper Glass kan på mange måter oppfattes som en underkjølt væske med uhyre stor viskositet, dvs. at glass egentlig ikke er et fast materiale, selv om det oppfører seg som et. Glass har ikke noe fryse eller smeltepunkt, men et mykningsintervall hvor det fra ”fast” til flytende form går igjennom en seig fase. I sin ”faste” form oppfører glass seg som et sprøtt materiale, det er imidlertid elastisk. I forsøk vil som regel på og avlastning være for hurtig til at glassets flyteplatå vises og det vil virke som om det går til direkte brudd. Ved bøyetrekk av tykke prøvestykker kan det virke som om materialet ikke tåler strekk. Glassets strekkømfintlighet skyldes mikroskopiske bruddanvisninger i overflaten, strukturfeil og indre urenheter, som fryses under fastning. Et eventuelt brudd vil som regel starte i en bruddanvisning, og spre seg innover i glasset. Tynne glassfiber vil inneholde færre feil og kan bøyes så lenge krumningsradiusen holdes stor i forhold til tykkelsen.[1]

De kjemiske bindingene i glasset er kjente og den teoretiske strekkfastheten kan derfor beregnes til 104 N/mm2 [9]. Av årsaker tidligere nevnt er høyeste tillatte varige last normalt 8 N/mm2 for bygningsglass. Hvis glasset poleres, herdes (se kapittel 2.5.3, 2.5.4 og 2.5.5) eller overflatebehandles (se kapittel 2.5.8 og 2.5.9) for å forhindre skader og mikrosprekker, kan strekkfastheten opp til 5 x 102 N/mm2 oppnås, dette er fremdeles betraktelig lavere enn den teoretiske. Nylig formede glassfibere har målt trykkfasthet til over 70000 kg/cm2 [1], som er fem ganger høyere enn hva vi kan oppnå med stål og dobbelt så høyt som hva ståls teoretiske kapasitet. Under finnes tabeller for generelle fastheter og fysiske størrelser for kalksodasilikat- og borsilikatglass. Egenskap Veiledende verdi og enhet Strekkfasthet 30 N/mm2

Trykkfasthet 900 – 1 000 N/mm2

Bøyefasthet 30 N/mm2

Tabell 2.2-B: Generelle mekaniske fastheter for glass [75] Egenskap Symbol Verdi og enhet Densitet ved 18 ºC ρ 2 500 kg/m3

Hardhet 6 enheter (Mohs’ skala) Elastisitetsmodul E 7 x 104 N/mm2

Tverrkontraksjonstall µ 0,2 Spesifikk varmekapasitet c 0,72 x 103 J/(kg⋅K) Midlere lengdeutvidelseskoeffisient mellom 20 ºC og 300 ºC

α 9 x 10-6 K-1

Varmekonduktivitet λ 1 W/(m⋅K) Midlere brytningsindeks i synlig område (380 til 780 nm)

n 1,5

Tabell 2.2-C: Fysiske størrelser for kalksodasilikatglass [40]

BÆRENDE GLASS

Egenskap Symbol Verdi og enhet Densitet ved 18 ºC ρ 2 200 – 2 500 kg/m3

Hardhet 6 enheter (Mohs’ skala) Elastisitetsmodul E 6 – 7 x 104 N/mm2

Tverrkontraksjonstall µ 0,2 Spesifikk varmekapasitet c 0,8 x 103 J/(kg⋅K) Midlere lengdeutvidelseskoeffisient mellom 20 ºC og 300 ºC

α 3,1 – 6,0 x 10-6 K-1

Varmekonduktivitet λ 1 W/(m⋅K) Midlere brytningsindeks i synlig område (380 til 780 nm)

n 1,5

Tabell 2.2-D: Fysiske størrelser for borsilikatglass [55] De fleste er kjent med at glass lett knuses ved raske temperaturendringer, spesielt ved rask nedkjølning fra høy temperatur. Dette skyldes flere årsaker: lav varmeledningsevne, høy varmeutvidelseskoeffisient (kalksodasilikatglass) og liten strekkfasthet. Når glass avkjøles etter å ha blitt varmet opp til temperaturer like under mykningsintervallet, vil det ytre sjiktet kjølne først og trekke seg sammen. Kjernen er imidlertid fremdeles varm og vil strekke det ytre laget. Hvis kreftene kjernen påfører det ytre sjiktet blir større enn strekkfastheten (som allerede er redusert av overflatefeil) vil glasset knuses (brudd i overflaten). Rask oppvarming av glass medfører ikke like stor bruddrisiko da det ytre sjiktet blir trykkutsatt. Ved rask nedkjøling av glass som er varmet opp til temperaturer over mykningspunktet skapes egenskaper nærmere beskrevet i kapittel 2.5.3 og 2.5.4. Glasskorrosjon defineres som endret oppførsel eller struktur grunnet angrep av aggressive stoffer. Dette fremtrer som regel på to måter:

1. Oppløsning 2. Utvasking

Oppløsning fremtrer sjelden, utvasking er mer vanlig. Eksempelvis kan sodium- og kaliumioner løses ut av glasstrukturen og erstattes av hydrogenioner f. eks fra vann. En tynn gel av alkalier og redusert vann legger seg på utsiden av glasset som en hinne (ca 100 µm). Hvis hinnen blir tykkere, dannes en matt film som ofte blir synlig på glass etter flere hundre maskinvask.

[1, 9, 11, 12]

12


2.3 Metoder for fremstilling Her presenteres ulike metoder for fremstilling av glass.

2.3.1 Glassblåsing Glass blåses ved hjelp av en blåsepipe. Pipen oppfunnet av syrerne ca 200 f.Kr, bestod av et 1000-1500 mm langt jernrør med en indre diameter på omtrent 10 mm. Pipen hadde et munnstykke og isolert håndtak i den ene enden, og en knappelignende forlengelse i den andre. Designet er nesten likt det vi har i dag. En klump smeltet glass festes til pipen og blåses ut til et hult legeme som deretter kan formes.

[9]

Figur 2.3-1: Tradisjonell glassblåsing [1]

Figur 2.3-2: Moderne Glassblåsepipe [9]

2.3.2 Sylinderglass Metoden ble primært brukt i Lorrain og langs Rhinen. Sylinderglass fremstilles ved at en klump smeltet glass blåses til en ”ballong” og deretter formes til en lang tynnvegget sylinder ved å blåse samtidig som blåsepipen svinges og glasset rulles over en flate. Endene blir så kuttet av og sylinderen åpnet ved hjelp av en diamant. Glasset gjennoppvarmes og planes ut til en glassplate (se Figur 2.3-3). Med en maks lengde på to meter og radius på 30 cm, var det mulig å oppnå platestørrelser opp mot 1000 x 2000 mm. Metoden ble forbedret av Chance-brødrene i 1839. I USA helt på begynnelsen av 1900 tallet utviklet John H. Lubbers en metode for å fremstille sylinderglass maskinelt. Glasset ble blåst med varm trykkluft inne i en sylinder, samtidig som glassmassen ble strukket vertikalt maskinelt. Med lengder på 12000 mm og diametere på 800 mm kunne man nå produsere glassplater på opp til 12000 x 2500 mm. Metoden fikk liten utbredelse i Europa.

[1, 11]

13

BÆRENDE GLASS

Figur 2.3-3: Skjematisk fremstilling av sylinderglassproduksjon [11]

2.3.3 Kronglass Smeltet glass blåses til en ”ballong” som deretter festes til en metallstav (en pont). Blåsepipen brekkes av og hullet utvides (se Figur 2.3-4). Glasset varmes så opp igjen og ponten roteres/spinnes (se Figur 2.3-5) slik at det dannes en flat skive (se Figur 2.3-6). Denne flate skiven blir delt opp i firkanter, romber eller heksagoner avhengig av kvalitet. Senteret i skiven (der ponten var festet) får et flaskebunnutseende i tykk kvalitet. Flaskebunnruten var lite gjennomsiktig og ble opprinnelig solgt billig for installasjon i kjellere og uthus der kravet til utsyn ikke var så stort. I dag er slike vinduer svært ettertraktet. Kronglasset fikk en mye glattere, slettere og renere overflate enn sylinderglasset fordi det ikke kom i kontakt med omgivelsene under produksjon.

[11]

Figur 2.3-4: Kronglass fremstilling trinn 1 [11]



2.3.4 Valset glass

Bernard Perrots metode Bernard Perrots metode var å helle glass utover en plan forvarmet kobberplate, for så å valse ut glasset med en vannavkjølt valse. Glassplatene ble slipt med sand og vann og deretter polert med en pasta av jernoksid. Platene kunne ha mål opp til 1200 x 2000 mm og ble i bedre kvalitet enn kron- og sylinderglass, i tillegg hadde metoden lavere produksjonskostnader.

Bicheroux prosessen Max Bicheroux forbedret Perrots metode ved å sette alle stegene sammen til en rullende bane. Glassmelta porsjoneres ut av smeltedigelen til en mottaker i metall. Mottakeren tippes og

14


glasset fores inn i to valser med lik diameter for å lage en lang glassremse (se Figur 2.3-7). Remsa legges ut på et rullende bord, kappes, og rulles til avkjølningsovner. Avstanden mellom valsene bestemmer glassets tykkelse og det er mulig å produsere glassplater i størrelsesorden 3000 x 6000 mm

I dag Den moderne prosessen er svært lik Bicherouxs metode. Smelta renner ut av digelen over en ildfast barriere (demning) og ut i selve maskinen. En ildfast port sørger hele tiden for korrekt glasstrøm. Glasset går igjennom to vannavkjølte valser som valser glasset ut til en kontinuerlig glassremse (se Figur 2.3-8), her bestemmes glassets tykkelse. Ved trådglassproduksjon presses metalltrådnettet av en egen valse ned i glasset før de vannavkjølte valsene. Ved produksjon av ornamentglass har valsene et mønster som overføres til glasset, eventuelt rulles glasset gjennom to nye valser som påfører mønsteret. For å unngå overflatespenninger går glasstripa så igjennom en avkjølningsovn der glasset først varmes opp til 600-800 ºC og så avkjøles kontrollert. Etter avkjølningsovnen kuttes glasset til standardiserte størrelser og klargjøres for forsendelse.

[1, 9]

Figur 2.3-7: Skjematisk fremstilling av Bicheroux prosessen: (A) Smeltediegel; (B) glassmottaker; (C) valser; (D) nedfellbart sklibrett; (E) forvarmet glasskutter; (F) rullende bord [1]

Figur 2.3-8: Moderne fremstilling av valset glass [9]

2.3.5 Trukket glass / maskinglass

Fourcault prosessen En tre meter lang leirblokk (debiteuse) med en langsgående sprekk flyter oppå glassmelta. Når blokken trykkes ned presses glasset opp igjennom sprekken, glasset gripes og trekkes/strekkes vertikalt (se Figur 2.3-9). Tykkelsen, som bestemmes av hastigheten glasset trekkes, vil til å begynne med være noe ruglete jevner seg ut etter hvert. Transportruller tar

15

BÆRENDE GLASS

glasset oppover i en avkjølningssjakt og videre til kutting. Opp til syv debiteuser med tilhørende avkjølingssjakter kan være tilknyttet en forcaulttank.

Libby-Owens prosessen Metoden bruker ingen debiteuse, glasset trekkes rett ut av glassmelta og overtas av avkjølte ruller som forhindrer at glasset trekker seg ned i smelta igjen. Etter omtrent 70 cm går glassremsa over en polert stålrull som vender den til horisontalt plan før glasset føres videre. Først inn i en 60 m lang avkjølningskanal og så videre til kutting (se Figur 2.3-10). Glasset trekkes dobbelt så raskt som ved Forcault prosessen og Libby-Owens tanken har to produksjonslinjer som lager endeløse glassremser.

Pittsburgh prosessen Glasset trekkes vertikalt som i Fourcault prosessen. En debituse er ikke nødvendig, i stedet ligger en guide i ildfast materiale nede i glassmelta (se Figur 2.3-11). Avkjølte gripere formet som hule plater, tar imot glasset. Utskårne spalter forhindrer at glasset trekker seg ned i smelta igjen. Glasset rulles opp en 12 m lang avkjølningssjakt og det ferdige produktet kuttes. Metoden har høy produksjonshastighet, gir god glasskvalitet og produksjonstykkelsen kan endres raskt.

[1, 9]

Figur 2.3-9: Skjematisk fremstilling av Fourcault prosessen: (a) debiteuse; (b) kjølning; (c) transportruller; (d) glassmelte [9]

Figur 2.3-10: Skjematisk fremstilling av Libby-Owens prosessen: (a) glassmelte; (b) kjølebokser; (c) venderuller; (d) transportruller [9]

Figur 2.3-11: Skjematisk fremstilling av Pittsburgh prosessen: (a) guide, (b) kjølesone, (c) transportruller [9]

2.3.6 Floatglass Prosessen benytter seg av at en væske vil flyte oppå en annen væske med høyere tetthet. Det flytende glasset legges ut på et bad av flytende tinn (floatbadet) som er 4-8 meter bredt og opp til 60 meter langt. Tinnbadets temperatur varierer fra ca 1000 ºC fra der glasset først berører metallet til ca 600 ºC der det forlater badet igjen. Tinn er det eneste metallet som er flytende allerede ved 600 ºC, uten å ha forstyrrende fordampning ved 1000 ºC [11]. Fordampning vil skape problemer med oppbygning av trykk under glasset. For å forhindre oksidering av tinnoverflaten, holdes badet i en lett reduserende gassatmosfære (se Figur 2.3-12). Glasset forlater tinnbadet som et endeløst bånd og bringes til en avkjølningssone ved hjelp av ruller, for kontrollert avkjølning. Båndet forlater avkjølningsovnen med en temperatur på ca 200 ºC og avkjøles til romtemperatur mens det ruller videre til kapping og lagring. Den samlede prosessen fra smelteovnen til lagring tar mindre enn 10 minutter [108].

16


Floatglass kan produseres i tykkelser fra 1,5 til 20 mm som bestemmes ved å regulere bredden av båndet, samt justering av hastigheten når glassbåndet forlater floatbadet. Den optiske kvaliteten og planheten på produktet blir svært god og produksjonen fra en linje (se Figur 2.3-13) kan komme opp i 3000 m2/h[8], noe som har ført til at plateglassproduksjonen (se kapittel 2.4.2) i Europa har opphørt. En floatlinje driftes uten stans i tolv år før den demonteres for vedlikehold, alle deler kontrolleres før linjen monteres opp igjen og produksjon gjenopptas [108].

[9, 108]

Figur 2.3-12: Skjematisk fremstilling av floatglassproduksjon: (a) glassmelte; (b) glassdigel; (c) transport ruller; (d) floatbad; (e) smeltet tinn; (f) varmesone; (g) avkjølingsovn [9]

Figur 2.3-13: Floatglassfabrikken Flachglass AG i Weiterhammer, Tyskland [9]

2.3.7 Andre produkter I dag blåses fremdeles finere glassartikler etter den gamle metoden, mens flasker, emballasjeglass, lyspærer og masseproduserte glassvarer fremstilles i helautomatiske maskiner. En saks klipper biter av seigt flytende glass som så går inn i en maskin der det presses og blåses til riktig form. Billigere glass fremstilles ved at en avpasset glassmasse presses i en todelt form. Enkelte produkter ekstruderes. Ekstruderingsteknikken kan brukes på glass med bratt viskositetskurve og er for industrien en økonomisk måte å produsere hule glassprofiler med spissvinklede hjørner.

[4, 9]

17

BÆRENDE GLASS

2.4 Basisprodukter Bygningsglass produseres i en rekke kvaliteter.

2.4.1 Flatt glassi Flatt glass er en fellesbetegnelse på alt glass i flat form. Dette inkluderer floatglass, trukket glass, valset glass, sylinderglass, kronglass og plateglass

2.4.2 Plateglass Foreldet metode for fremstilling av plant/flatt optisk korrekt glass, for eksempel til speilproduksjon. Trukket eller valset glass ble grov- og finslipt med store roterende skiver og deretter glattpolert med jernoksid eller ceriumoksid.

[9]

2.4.3 Ornamentglass Ornamentglass er flatt glass med en mønstret overflate. Et valgt mønster valses på glasset under produksjon av arkitektoniske hensyn, eller for å minke gjennomsiktbarheten som for eksempel kan være ønsket i baderom.

[12]

2.4.4 Trådglass Trådglass er flatt glass med et innfelt metallnett. Metallnettet gjør at ruten ikke faller ut ved brekkasje, men holdes på plass av nettet. Dette gir økt brann- og innbruddsikkerhet, men ikke forbedret bæreevne.

[12]

Figur 2.4-1: Ornamentglass [12]

Figur 2.4-2: Trådglass [12]

i Av flat glass (engelsk)

18


2.4.5 Speiltrådglass Etterpolert trådglass. Glasset slipes og poleres for å få en glatt plan overflate.

2.4.6 Profilglass Produksjonsmetoden for profilglass er lik den for valset glass. Glasset produseres som en endeløs lang stripe med ytterkantene bøyd opp, og kappes i passende lengder. Profilen monteres i metallrammer og skjøtene forsegles med permanente elastiske skjøter. U-profilet gjør at glasset kan ha mye større spenn enn flatt glass. Doble glass leveres for lavere u-verdi, og glasset kan også ilegges trådnett for økt sikkerhet ved brekkasje. Profilglass brukes som skylights eller vinduer i industribygg, trapperom, vare- og garasjehus.

[12]

Figur 2.4-3: Profilglass [12]

2.4.7 Glassbyggestein Glassbyggestein støpes, og består gjerne av to deler som er limt eller sveiset sammen for å få en hul stein. Utsiden er som regel glatt, men kan også være strukturert, innsiden er ofte mønstret for å minke gjennomsiktbarheten. Konstruksjoner av glassbyggestein bygges som murverk og skal utføres frittstående.[31]

[12]

Figur 2.4-4: Kvadratisk glassbyggestein m/innvendig struktur [12]

Figur 2.4-5: Sirkulær byggestein m/utvendig struktur [12]

Figur 2.4-6: Frittstående vegg av kvadratisk glassbyggestein, Realfagbygget, NTNU, Trondheim.

19

BÆRENDE GLASS

2.5 Bearbeidede produkter Glass kan bearbeides på flere måter for å oppnå nytt utseende, nye former, forbedre materialegenskapene eller andre ønskede kvaliteter.

2.5.1 Bøyd glass Bøyd glass produseres ved at glassplater varmes opp til mykning og deretter bøyes til ønsket krumning. Gasset avkjøles sakte for å unngå oppbygning av indre spenninger. Glasset kan kappes, slipes, bores, herdes og lamineres.

[12]

Figur 2.5-1: Skywalk (Expo 2000, Hannover) – Bro for fotgjengere med bruk av bøyd glass, Special recognition – Benedictus Award 1999 [81]

2.5.2 Sikkerhetsglass Sikkerhetsglass er en fellesbetegnelse for glass med forbedret styrke for å redusere risiko mot brekkasje, hemme innbrud og vandalisme, sikre mot skudd og eksplosjon; forhindre eller minske risikoen for personskade ved sammenstøt; beskytte mot brannspredning; og/eller har innebygde alarmtråder. Glass som er termisk herdet, kjemisk herdet, varmeforsterket og/eller laminert betegnes ofte som sikkerhetsglass.

[78]

2.5.3 Termisk herdet glass Termisk herdet glass produseres ved at glasset varmes opp til like over mykningspunktet, normalt 630-650 ºC, for så å bråavkjøles med kald luft. Yttersjiktet trekker seg sammen grunnet avkjølningen. Når midtjsjiktet senere avkjøles og trekker seg sammen, vil det trekke yttesjiktet ytterligere sammen og skape trykkspenninger der og strekkspenninger i midtsjiktet. Glasset blir forspent. Siden glass får brudd på strekksiden vil det forspente glasset tåle mye større påkjenninger enn et ikke-forspent glass (se Figur 2.5-2).

20


Ved brudd vil spenningene i glassoverflaten utløses, glasset vil granulere og dele seg opp i en mengde små biter (se Figur 2.5-3). Bitenes form er vilkårlig, det vil ikke bli noen skarpe kanter. Ved granulering vil glasset ekspandere og kan falle ut av en eventuell ramme. De små glassbitene blir til en viss grad sittende fast i hverandre på grunn av den kompliserte bruddstrukturen. På grunn av de indre spenningene i det termisk herdete glasset kan det ikke slipes, kuttes eller bores etter herding. Ved perforering av trykksonen i glasset vil det ikke være noe som holder igjen den indre strekksonen og det vil oppstå brudd her. Spontangranulering kan inntreffe, dvs at glasset granulerer uten ytre påvirkning. Dette kan forårsakes av at det dannes krystaller rundt mikroskopiske inneslutninger av nikkelsulfid. Prosessen medfører volumøkning og spenningskonsentrasjoner som utløser bruddet. For å forsikre seg mot spontangranulering kan det foretas en varmetest (også kalt heat soak test). Glasset varmes da opp til ca 290 ºC i fire timer. Hvis glasset ikke granulerer har det bestått testen. Det herdede glasset får et herdemønster, dette er synelig i polarisert lys og ser ut som bølger i glasset.

[1, 9, 12]

Figur 2.5-2: Spenningsforløp ved bøyepåkjent termisk herdet glass [12] Figur 2.5-3: Granulert termisk

herdet glass [12]

2.5.4 Varmeforsterket glass Varmeforsterket glass er delvis herdet, og i prinsippet likt det herdete glasset, med unntak av at de indre spenningene ikke er like store. Glasset kjøles ned over noe lengre tid for å unngå så store spenningsforskjeller (forspenning). Følgelig blir bøyestyrken noe lavere. Glasset kan ha positive fortrinn framfor herdet glass ved laminering fordi bruddstykkene ikke blir like finkornet og glasset dermed kan beholde noe av bæreevnen etter brudd. I tillegg vil de større bruddstykkene føre til bedre gjennomsiktbarhet. I varmeforsterket glass blir ikke herdemønsteret like fremtredende.

[12]

21

BÆRENDE GLASS

2.5.5 Kjemisk herdet glass Kjemisk herdete glasset skapes ved ione-utveksling. Glasset senkes ned i smeltet salt, typen salt vil avhenge av typen glass. Strukturen endres i det ytre glassjiktet ved at ioner i glassoverflaten bytter plass med større ioner fra saltblandingen. Det midtre sjiktet forblir som normalt. Utvidelsen av yttersjiktet vil skape trykk i yttersjiktet og strekk i midtsjiktet. Yttersjiktet er ikke tykkere enn 10 µm, likevel blir kjemisk herdet glass mye sterkere enn termisk herdet glass av samme tykkelse. Kjemisk herdet glass brukes i industri som stiller krav til tynt, men likevel sterkt glass. Eksempler på dette er fly- og lysindustri, samt produsenter av kontaktlinser.

[9, 12]

2.5.6 Laminert glass Laminert glass består av to eller flere glassplater som er forbundet/limt sammen til en tykk plate (se Figur 2.5-4). Normalt gjøres dette med en polyvinylbutyralfolie (PVB-folie), glasset kalles da folielaminert glass. PVB-folien er normalt 0,38 mm tykk, men kan også leveres i 0,76 mm, 1,14 mm, 1,52 mm tykkelse. Folien kan legges i flere lag hvis ønskelig. Glass laminert med PVB-folie må ikke utsettes for temperaturer over 90 ºC, folien vil da mykne og glasset kan delamineres. Glasset kan også delamineres ved høy fuktighet. Foliesjiktet overføre ikke skjærkrefter og PVB-laminert glass får derfor en lavere bøyefasthet enn tilsvarende tykkelser i massivt glass. Det er utviklet folier med forbedret bøyefasthet. DuPont har utviklet lamineringsfolien SentryGlas® Plus. Den gir laminater hundre ganger høyere bøyefasthet enn de ville hatt med PVB-folie. Det folielaminerte glasset har den fordelen at det ved brekkasje ikke faller sammen, men holdes oppe ved hjelp av folien. Dette har store fordeler ved brann-, innbrudd- eller kollisjonssikring. Glass kan også lamineres ved å legge to glassplater utenpå hverandre og fylle tomrommet imellom dem med en tyntflytende væske som så herdes til et plastisk/elastisk mellomsjikt. Dette kalles støpelaminert glass.

[12, 78, 100]

Figur 2.5-4: Snitt igjennom et to-lags laminert glass [12]

2.5.7 Multilaminert glass Multilaminert glass består av flere laminerte lag og kalles også panserglass. Brukes blant annet som skuddsikkert glass.

[78]

22


23

2.5.8 Belagt glass Glass kan belegges med ett eller flere tynne lag uorganisk materiale for å endre en eller flere av glassets egenskaper. Eksempel på belegg kan være brannhemmende stoffer eller belegg som minker lystransmisjon. I dag finnes det også såkalte intelligente belegg. I enkelte brilleglass brukes belegg som skifter farge (blir mørkere) ved økt sollys. Det har også kommet belegg der man kan øke eller minke gjennomsiktbarheten etter eget ønske. En elektrisk ledende film som inneholder krystaller legges utenpå vinduet. Ved å tilføre spenning og regulere strømstyrken vil krystallene roteres. På denne måten kan et vindu justeres fra helt klart til sort. Vinduer med belegg av denne typen er gjerne koblet opp mot sensorer som automatisk regulerer spenningsnivået, for å holde sollys ute. Pilkington har nylig patentert et belegg som gjør vinduet selvrensende. Pilkington Activ™ er et tynt belegg som legges på floatglass i en kjemisk prosess under produksjonen. Belegget aktiveres av sollys og bryter ned organiske forbindelser som måtte ligge på overflaten. Belegget endrer ikke glassets mekaniske egenskaper og er tilnærmet evigvarende.

[47, 96, 108, 119]

2.5.9 Overflatedekor Glassets overflate kan dekoreres på flere ulike måter. Termisk herdet glass kan pga produksjonstemperaturen på 600 ºC få innbrent keramiske farger (emalje) under herdeprosessen. Fargen kan være mønstret eller heldekkende, men grunnet produksjonsmetoden kan den kun legges på den ene siden. Emaljen vil i tillegg til farge gi en økt vær- og ripebestandighet, men strekkfastheten i overflaten blir noe redusert. Glassets overflate kan også farges ikke-keramisk. Normalt brukes en selvtørkende tokomponents farge. Denne vil ikke påvirke glassets mekaniske egenskaper, men heller ikke gi en like stor vær- og ripebestandighet som den keramiske dekoren. For å få en matt overflate kan glasset sandblåses eller etses med flussyre. Det optiske resultatet blir omtrent det samme for de to metodene, men på grunn av skader i overflaten vil det sandblåste glasset får en større forringelse av fastheten. Folielaminerte glass kan også få en dekor ved å bruke en mønstret folie.

[12]

2.5.10 Sliping Glass kan slipes med en høyhastighetsskive av et materiale med høyere hardhet enn glasset (som regel skiver belagt med diamant). Området må vannavkjøles for å forhindre brudd eller fargemissdannelser (brannskader), forårsaket av varmegang. Vannet vil også binde eventuell røyk og glasstøv.

[12]

BÆRENDE GLASS

2.5.11 Kutting Glass leveres som regel ferdigkuttet til ønskede dimensjoner. Å si at glasset kuttes er egentlig litt misvisende. Glasset gis et riss i overflaten, som regel av et rundt sagblad eller en diamant, og bøyes (knekkes) slik at brudd fremprovoseres fra det skapte initialbruddet (risset). Bruddet blir vinkelrett på glassoverflaten og skaper ingen varige indre spenninger[110], kantene bør etterpoleres for å fjerne bruddanvisninger. Ved knekking av glassplater som er smale i forhold til tykkelsen (eksempelvis 100mm bredde av 19 mm tykke plater) kan bruddkantene få en vinkel på 45º. [110]

Ved kutting av mer komplekse former brukes computerstyrt vannjet (se Figur 2.5-5). En vannstråle under høyt trykk kan skjære glasset i alle tenkelige former (se Figur 2.5-6). Kantene får en matt overflate med en mengde bruddanvisninger og bør derfor etterpoleres hvis dette ikke er ønskelig.

[12]

Figur 2.5-5: Vannjet [12]

Figur 2.5-6: Glass skåret med vannjet [12]

2.5.12 Boring Det er ofte ønskelig å borre hull i glasset, for eksempel til innfesting i fasader. Det kan bores sylindriske (se Figur 2.5-7) og koniske (se Figur 2.5-8) hull, men de bør ha større diameter enn glassets tykkelse [106]. Boring skaper stor oppbygning av spenninger rundt hullet, det er derfor nødvendig å herde glasset termisk etterpå. Av samme grunn må det være en viss avstand mellom borede hull, og avstanden fra hull til glasskant bør ikke være mindre enn glassets tykkelse[106]. Varmeutviklingen under boring er stor og det bør derfor være stor nedkjølning for å unngå brudd. For å unngå at det brekkes ut stor stykker ved gjennomslag, bør det bores fra to sider.

[12, 106]

Figur 2.5-7: Sylindrisk hull [12]

Figur 2.5-8: Konisk hull [12]

24


25

2.6 Refleksjoner Hvis glass ikke egentlig er et fast materiale, men en underkjølt væske med uhyre stor viskositet, må glasset ha kryp over tid. Langtidskryp kan føre til store setninger og brudd. Dette kan være en svært begrensende faktor for bygging med glass. På den annen side inntreffer langtidskryp i betong og vi tar høyde for dette under dimensjoneringen. Glass korroderer under de rette betingelsene. Hvilken effekt korrosjonen har på de mekaniske egenskapene vil måtte undersøkes nærmere. På grunn av det arkitektoniske og eventuelt mekaniske aspektet, må dette taes hensyn til ved en eventuell dimensjonering av bærende glasskonstruksjoner. Det er mulig å ekstrudere glass. Kanskje vil det også være mulig å ekstrudere glassprofiler som T-, H- og I-bjelker. Glass er ikke ideelt for å ta opp strekk og bøyninger. Det ville være spennende å kombinere ekstrudering av aluminium og glass, til en bjelke med strekkflens av aluminium og trykkflens og steg av glass, eller en bjelke med glass i steg og flenser i aluminium. En slik byggevare vil løse strekk-/bøyeproblematikken. Under ekstruderingen vil imidlertid varmeutvidelseskoeffisientene til de respektive materialer trolig sette store begrensninger. Under produksjon av tråd- og speiltrådglass presses et metallnett ned i glass. Metoden kan muliggjøre innfelling av et armeringsnett i glasset.

3 Bæresystemer

Utover å ta opp snø- og vindlaster blir glass i fasader og tak sjelden brukt som bærende materiale. Glasset overfører lastene sine til et annet system i ikke-glass materiale, som bærer konstruksjonen. I dette kapittelet gis en kort oversikt over ulike sekundærbæresystemer.

BÆRENDE GLASS

3.1 Opplagring av glasset Glassets spesielle materialegenskaper gjør at de tekniske detaljene rundt opplagringen til sekundærkonstruksjoner blir viktig. Svingninger i en fasade kan f.eks oppstå pga varierende vindtrykk og det er da viktig at glasset ikke påføres unødvendige bøyepåkjenninger. Ved temperaturendringer vil glasset utvide seg eller trekke seg sammen, lagringen må derfor være utført slik at spenninger ikke oppstår på grunn av ulike utvidelseskoeffisienter i glasset og sekundærkonstruksjonen. Glassets lagring bør være rotasjonsfri og gi glasset mulighet til å utvide seg eller trekke seg sammen. Glassplater kan være opplagret på to, tre eller fire sider. På grunn av farene ved oppbygning av momentkrefter bør de imidlertid være opplagret på minst to[109].

[12, 106]

3.1.1 Linjeopplagret glassi Linjeopplagring er den vanligste metoden for å feste glasset i en fasade eller et tak (se Figur 3.1-1). Metoden er den samme som brukes for å feste glass i vinduer. Glasset kan opplagres på to eller tre, men normalt fire sider. Det leveres en rekke profilsystemer for å bygge opp tak og fasader.

[12]

Figur 3.1-1: Tak og fasade med linjelagret glass, Elektrobygget, NTNU, Trondheim

3.1.2 Punktopplagret glassii Glass kan opplagres punktvis ved at glasset klypes/holdes fast i punkter langs kanten, eller ved at platene opplagres i borede hull (se Figur 3.1-2). Opplagringen vil skape store lokale spenninger rundt punktetlageret, det må derfor ved punktopplagring stilles høyere krav til glassets egenskaper enn ved linjeopplagring.

i Av linienförmig gelagerte Verglasung (tysk) ii Av punktförmig gelagerte Verglasung (tysk)

28

3 BÆRESYSTEMER

I punktopplagrede fasader må glasset være fritt opplagret i overkant og kun forhindret fra horisontalbevegelser i underkant (se Figur 3.1-3). Dette er for å forhindre oppbygning av momentkrefter i glasset. En kombinasjon av linjeopplagring og punktopplagring er mulig.

[12]

Figur 3.1-2: Detalj, punktlager, rekkverk Trondheim Torg, Trondheim

Figur 3.1-3: Statisk system, punktopplagret glass [12]

3.1.3 Fuger Det legges gjerne fuger mellom punktopplagrede glassplater, eller to- eller tresidige linjeopplagrede glassplater for å gjøre konstruksjonen tett. Fugene har ingen konstruksjonsmessige egenskaper, men det er viktig at de er elastiske nok til at glasset tillates sine naturlige bevegelser.

[12]

29

BÆRENDE GLASS

3.2 Takkonstruksjoner Takkonstruksjonene vi er mest kjente med i Norge er profilsystemer i stål eller aluminium med firesidig linjeopplagret glass (Figur 3.2-1), eller punktopplagret glass (Figur 3.2-2) liggende på et sekundærbæresystem av stålprofiler. Det eksisterer imidlertid andre systemer, her presenteres kort noen av dem.

Figur 3.2-1: Linjelagret glasstak, Elektrobygget, NTNU, Trondheim

Figur 3.2-2: Punktlagret glasstak, Trondheim Torg, Trondheim

3.2.1 Nettkupleri En nettkuppel er bygget opp av identiske kvadratiske flate glassplater og metallprofiler. Konstruksjonen fungerer som en bue eller kuppel. Et raster av profiler krummes og hver enkelt rute i rasteret avstives av diagonale strekkbånd. Metoden gjør det mulig å utføre nær sagt alle tenkelige former, opp til en gitt krumningsradius.

[106]

3.2.2 Sentralsymetriske kuplerii Kuppelen er bygget opp av firkantede flate glassplater på et nett av metallprofiler i sirkler og meridianer (se Figur 3.2-3). Siden konstruksjonen blir rotasjonssymetrisk er den forholdsvis enkel å produsere. Momentkrefter i konstruksjonen krever imidlertid kraftige profiler og dette fører til en konstruksjon med høy egenlast. En stor ulempe er fortetting av stavene i senit og at profillengdene endres oppover i konstruksjonen.

[106]

i Av Netzkuppeln (tysk) ii Av Zentralsymmetrische Kuppeln (tysk)

30

3 BÆRESYSTEMER

Figur 3.2-3: Sentralsymetrisk kuppel med punktlagrede glassplater [103]

3.2.3 Tønneformede taki I motsetning til kuppler har tønneformede tak kun to dimensjonale fagverk og dette gjør fremstillingen vesentlig enklere. Så lenge det samme tverrprofilet beholdes kan taket kles med kvadratisk flatt glass. Statisk fungerer konstruksjonen som en bue og den avstives med strekkstag.

[106]

3.2.4 Hengende takii En hengekabel er i prinsippet en bue snudd på hodet. Glassplater festes over eller hengende under kablene, kreftene overføres kun i form av aksiale strekkrefter. Et hengende tak vil endre form under monteringsfasen, og dette må taes hensyn til. Strekkreftene som egenvekten overfører til kablene kan gi store momentbelastninger på primærbæresystemet.

[106]

3.2.5 Etterspente takiii Ønskes et tak med høy krumningsradius kan en etterspent konstruksjon benyttes. Taket etterspennes med et strekkbånd som legges over staver normalt på takaksen. Taket blir i prinsippet fungerende som en bjelke der stavene utgjør steg og flensene representeres i form av strekkbåndet og bjelkelaget glasset er montert på. Taket avstives med diagonale strekkbånd ved hver plate.

[106]

i Av Tonnenförmiges Gewölbe (tysk) ii Av Hängebänder (tysk) iii Av Flache Dächer mit geringer Wölbung (tysk)

31

BÆRENDE GLASS

3.3 Fasadekonstruksjoner På en fasade virker både vertikallaster i form av egenvekt og horisontallaster i form av vindtrykk og vindsug. Akkurat som i takkonstruksjoner brukes det i norske glassfasader hovedsakelig profilsystemer i stål eller aluminium med firesidig linjeopplagret (Figur 3.3-1) eller punktlagret glass (Figur 3.3-2), liggende på et sekundærbæresystem av stålprofiler. Her gis en kort presentasjon av alternative systemer.

[106]

Figur 3.3-1: Linjelagret glassfasade, Kjelhuset, NTNU, Trondheim

Figur 3.3-2: Punktlagret glassfasade, Trondheim Torg, Trondheim

3.3.1 Bøyeutsatte fasaderi Hvor store momentkrefter som oppstår i glassplatene, vil avhenge av horisontallaster og platenes størrelse. Normalt er det ikke nødvendig å horisontalavstive glasset i en punktopplagret fasade (se Figur 3.3-2). Ved bruk av store plater derimot, avstives ofte glasset med glassfinner (se Figur 3.3-3). Hvis fasaden består av flere høyder glass, (se Figur 3.3-4) må vertikalkreftene overføres til et stående eller hengende sekundærbæresystem.

[106]

i Av Biegebeanspruchte Tragwerke (tysk)

32

3 BÆRESYSTEMER

Figur 3.3-3: Horisontalt avstivende glassfinner [118]

Figur 3.3-4: Fasade avstivet med horisontale glassfinner [118]

3.3.2 Avstivede, hengende fasaderi En stående fasade vil få oppbygning av momentkrefter i bunn. Momentkrefter er ugunstige for glass. For å unngå momentkrefter bør punktlagrede glassplater henge (være festet i overkant og kun horisontalavstivet i underkant). En løsning er å la hele fasaden henge ned fra taket. I en avstivet, hengende fasade er glasset festet til glassøyler hengende ned fra en overliggende konstruksjon. Glassøylene er momentfritt opplagt i topp og horisontalavstivet i bunn.

[106]

3.3.3 Kabelnettfasaderii Kabelnettfasader består av et plant forspent kabelnett med glassplater punktopplagret til kablenes kryssningspunkter. Vindlaster taes i hovedsak opp av horisontalkablene som er sterkt forspent og stiller store krav til innfestingen i omkringliggende fasade. Vertikalkablene er festet til en overliggende drager og tar opp glassets egenvekt. Ved store vindlaster kan det oppstå horisontalbevegelser og utformingen av punktlagrene må derfor gi fasaden mulighet til å utvide seg uten at krefter påføres glasset.

[106]

3.3.4 For- og akterspente fasaderiii For og akterspente fasader bruker de samme prinsippene som etterspente tak. I motsetning til et tak hvor eventuelle oppoverrettede vertikalkrefter sjelden overskrider egenlasten, vil en fasade være utsatt for både positive og negative horisontalkrefter i form av vindtrykk og vindsug. To kabler med mellomliggende staver spennes opp. Strekkreftene i den ene kabelen

i Av Ausgesteifte, abgehängte Fassaden (tysk) ii Av Seilnetzfassaden (tysk) iii Av Vor- und hinterspannte Fassaden (tysk)

33

BÆRENDE GLASS

vil kompensere for vindtrykk, den andre for vindsug. Kablene kan orienteres horisontalt eller vertikalt. I Figur 3.3-5 er det vist ulike konstruksjonsløsninger.

[106]

Figur 3.3-5: Statiske systemer, for- og akterspente fasader [106]

34

4 Eksperimentelle forsøk

To forsøk er gjort. Forsøkene har ikke blitt slik møter tidlig i prosjektfasen, og oppgaveteksten forespeilte. E-modul, bøyefasthet og trykkfasthet er bestemt for kalksodasilikat floatglass. Kapittelet beskriver erfaringer fra forsøket og komplikasjoner rundt avviklingen av det opprinnelige prøveprogrammet.

BÆRENDE GLASS

4.1 Utarbeiding av prøveprogram En standard betongprøve for fasthet er en terning på 1 dm3 (100 x 100 x 100 mm) eller en sylinder med 300 mm høyde og 150 mm diameter, henholdsvis terningfasthet og sylinderfasthet. Det er urealistisk å operere med glassprøvestykker i disse dimensjonene av tre årsaker:

• Den største prøveriggen på MTI går opp til 500 tonn. Fine glassfibere kan tåle laster opp til 70 000 kg/cm2 [1], dermed er det teoretisk sett en mulighet at brudd ikke oppnås.

• Produksjonen av prøvestykkene vil være tidkrevende og kostbart. Astrid Salvesen ved glassblåserverkstedet NTNU, mente at prøvestykker av en slik dimensjon ville måtte støpes ved Hadeland Glassverk med forventet leveringstid på to måneder.

• Siden prøvene må støpes er det usikkert hvor homogent og nøyaktig sluttproduktet blir. Det kan oppstå indre spenninger og luftlommer. I byggsammenheng er det vanlig å bruke floatglass eller valset glass. Prøvene vil neppe være representative.

For å oppnå et sluttprodukt med nøyaktige mål, er en mulighet å bestille kuber med litt for store mål og deretter slipe dem ned. Etter samtale med Per Nilssen ved SINTEF viste det seg at dette ville være en svært kostbar tilleggsutgift. Under et møte mellom Jan Siem, Tor Steinar Johansen, Bjørn Strandholmen, Karl Vincent Høiseth og undertegnede på Byggforsk, 10. februar 2004, ble det bestemt at glassprøvestykker med dimensjoner 25 x 25 x 150 mm i float skulle prøves for trykkfasthet, bøyefasthet, bruddenergi, elastisitetsmodul og tverrkontraksjonstall. Tor Steinar Johansen ønsket at det ble undersøkt hvor store svekkelser ubehandlede kanter gir en glassplates bøyefasthet. I etterkant av møtet ble det utarbeidet et prøveprogram med mål for glassprøvestykkene (25 x 25 x 150 mm) og glassplater (10 x 100 x 300 mm) med og uten bruddanvisninger. MTI har en egen prøverigg for testing av mørtler. Her brukes prøvestykker på 40 x 40 x 160 mm. I samtale med Karl Vincent Høiseth ble det besluttet at denne riggen skulle brukes og prøvestykkene måtte ha dimensjoner deretter. Det viste seg at floatglass ikke produseres med større tykkelser enn 19 mm, de endelig dimensjonen ble derfor 19 x 19 x 160 mm. Det endelige prøveprogrammet ligger vedlagt som vedlegg B.

36

4 EKSPERIMENTELLE FORSØK

37

4.2 Produksjon av prøvestykker NTNUs midler til forsøk er svært begrensede og det ville ikke ha vært mulig å oppdrive penger til å finansiere forsøk på prøveelementer i glass. Bestillingen av prøvestykkene ble derfor overlatt til Tor Steinar Johansen i Byggforsk da han hadde kontakter i Næringslivet. Johansen sendte prøveprogrammet til daglig leder ved Modum Glassindustri AS, Henning Austad. I samtaler med Austad kom det fram at han var positiv til henvendelsen og at han ønsket å bidra med prøvestykkene vederlagsfritt. Det viste seg imidlertid at prøvestykkene ville bli svært kostbare i produksjon (opp mot 40.000 nok) og han hadde derfor ingen mulighet til å bære kostnaden alene. Glassbransjeforbundet i Norge har midler merket forskning, Austad mente det ville være mulig å søke om støtte. En søknad ble derfor sendt Glassbransjeforbundet (vedlegg C). Per Pettersen, direktør i Glassbransjeforbundet i Norge var positiv til søknaden og tok kontakt med Henning Austad. Forbundet sammen med Modum Glassindustri AS, vil finansiere/produsere aktuelle prøver til forsøk, men ikke i denne omgang. Austad og Pettersen var svært positive til opplegget, men ønsket først å bidra i fremtidig diplomoppgave.

BÆRENDE GLASS

4.3 Forenklede forsøk Av flere årsaker (se vedlegg D) var det ikke mulig å gjennomføre det opprinnelige prøveprogrammet. Forenklede forsøk ble derfor gjennomført fredag 13. (tre punkts bøyestrekk), onsdag 18. og torsdag 19. august (enaksial trykkprøving). Hensikten med disse forsøkene var å finne bøyefastheten, trykkfastheten og E-modulen til floatglass, samt å få en generell erfaring med hvordan glass som materiale oppfører seg under forsøk. Forsøksrapportene ligger vedlagt som vedlegg E og F. Forsøkene hadde svært stor unøyaktighet av flere årsaker, den største var bruddanvisninger grunnet ubehandlede glassoverflater etter kutting og dette har ført til at fasthetene har blitt for lave. Bruddanvisningene har trolig liten innvirkning på E-modulen og denne burde derfor være representativ. Egenskap Verdi og enhet Trykkfasthet 378 N/mm2

Bøyefasthet 48,6 N/mm2

Elastisitetsmodul 67900 N/mm2

Tabell 4.3-A: Mekaniske egenskaper for floatglass funnet ved forsøk I forhold til verdier gitt i kapittel 2.2.2 er trykkfastheten 26 % høyere, differansen skyldes sikkerhetsfaktorer som er lagt inn i de teoretiske verdiene. Bøyefastheten 42 % lavere, differansen skyldes at forsøket ikke er gjort etter standard. E-modulen er 3 % lavere, differansen skyldes variasjoner ved ulike resepter (se Tabell 2.2-A). De to forsøkene ga en rekke annen informasjon beskrevet nærmer under.

Tre punkts bøyestrekk Forsøkene viste hvor spontant, uten forvarsel og hurtig bruddet i glass går. Skal selve bruddet studeres nærmere bør det taes i bruk høyhastighetskamera eller tilsvarende. Under oppsett 1 falt nyttelasten ned på glassbjelken etter brudd og ødela bruddsonene og mulighet for videre studie. Ved fremtidige forsøk er det å anbefale at prøvestykkene beskyttes bedre. Bruddet i oppsett 1 og 3 inntraff som forventet, under nyttelasten der momentet var størst. I oppsett 3 startet bruddet ca 100 mm ved siden av nyttelasten. Det betyr at bruddet ikke inntraff der momentet var størst og viser viktigheten av å eliminere bruddanvisninger. Bruddstykkene viste tydelig at bruddet starter i strekksonen, flere steder kunne det sees riss som opphørte ved overgang til trykksone. Bruddet så ut til å starte i en bruddanvisning i strekksonen og deretter bre seg vilkårlig tvers igjennom materialet. Bruddflatene viste modus 1 oppsprekking som vil si et rent strekkbrudd.

Enaksial trykkprøving Det endelige bruddet kom plutselig og var eksplosjonsartet. Før det endelige bruddet, skjedde det imidlertid en rekke små lokale brudd. Studier av prøvestykke 1 etter brudd, viste at glasset hadde granulert i små vertikale søyler (se Figur 4.3-1). Det endelige bruddet kan skyldes knekking av alle disse glassøylene, i så fall vil glassets trykkfasthet være avhengig av prøvestykkets høyde/tykkelse. I vårt forsøk hadde vi en tykkelse på 10,1 mm, en større tykkelse vil føre til en lenger knekklengde og lavere kapasitet.

38

4 EKSPERIMENTELLE FORSØK

Studier av prøvestykke 2 etter brudd viste at glasset hadde blitt presset ned i stålanlegget (se Figur 4.3-2). Dette medfører at prøvestykket ikke lenger er fritt opplagt.

Figur 4.3-1: Glassøyler Figur 4.3-2: Stålanlegg

39

BÆRENDE GLASS

4.4 Refleksjoner I et av oppsettene under bøyestrekkforsøket oppstod ikke bruddet der momentet teoretisk sett er størst, det kan derfor være interessant å undersøke spenningsforløpet i en belastet glassbjelke. Glassblåserverkstedet ved NTNU har utstyr som ved hjelp av polarisert lys viser spenningsforløpet optisk. Bruddet forteller oss også betydningen av bruddanvisninger. I begge forsøkene har kanter vært ubehandlet etter kutting. Det kan være interessant å gjøre sammenligningsforsøk med tilsvarende prøvestykker der kantene er slipt og polert for å eliminere bruddanvisninger. Slike forsøk var ønsket av Tor Steinar Johansen og med i det opprinnelige prøveprogrammet, av tidligere nevnte årsaker utgikk forsøkene (se vedlegg D). Glasstykket i oppsett 2 under trykkprøvingen ble klemt ned i stålanlegget. Dette medførte at glasset ikke lenger var fritt opplagt, noe som igjen kan ha innvirkning på bruddlast og bruddforløp. Det kan være av interesse å undersøke dette nærmere. De små glassøylene som utviklet seg i trykkforsøket er svært interessante. Det kan være spennende å undersøke nærmere hvordan de utviker seg og hvilken effekt det har på kapasiteten (søyleknekking). Et spennings-/tøyningsdiagram vil muligens kunne gi noe informasjon. Prøvestykket var fast innspent under forsøket, kanskje har dette hatt en betydning for utviklingen av søylene. Nye trykkforsøk, der lagre med høyere fastheter brukes, kan kanskje gi svar på dette. Det kan være interessant å se nærmere i mikroskop eller binokulærlupe på bruddflater og riss etter bøyestrekkforsøket og det hvite glasspulveret som oppstod etter brudd under trykkforsøket.

40

5 Glass versus betong

Som bygningsmateriale ligner glass i egenskaper og oppførsel på høyfast betong, det er derfor naturlig å sammenligne disse.

BÆRENDE GLASS

Rissfølsomhet gjør at betong er et sprøtt materiale med lav strekkfasthet. Bruk av ulike typer armering og metoder som forhindrer strekkpåkjenninger, kompenserer for rissfølsomheten. I motsetning til glass som omtales som et ideelt sprøtt materiale, omtales betong ofte som kvasi sprøtti. For betong er bruddenergien omvendt proporsjonal med fastheten. Jo større fasthet betongen har, jo laver blir bruddenergien. Under forsøkene er det ikke målt bruddenergi, men denne er trolig svært lav for glass. Det vil være mest naturlig å sammenligne glass med høyfast betong. Under følger en tabell med mekaniske egenskaper for kalksodasilikat floatglass, og tilsvarende verdier for C105 høyfast betong.

Kalksodasilikat floatglass Egenskap Forsøksresultat Teoretisk C105

Strekkfasthet - 30 N/mm2 4,9 N/mm2

Trykkfasthet 378 N/mm2 900 – 1000 N/mm2 94 N/mm2 (sylinder) Bøyefasthet 48,6 N/mm2 30 N/mm2 Elastisitetsmodul 67900 N/mm2 70000 N/mm2 37 124 N/mm2

Tabell 4.4-A: Utvalgte materialegenskaper for glass og høyfast betong [32, 40, 75] Av tabellen fremkommer det at glass’ egenskaper er svært like den høyfaste betongens. Begge materialer har en trykkfasthet som er mange ganger større enn strekkfastheten. Høyfast betong er i utstrakt bruk i byggebransjen. Strekkømfintligheten løses som regel ved å for-, eller etterspenne betongen. Ved spennarmering skapes trykk i strekksonen, eventuelt hele konstruksjonen, før nyttelast. Etter pålastning og fremprovosering av strekk vil konstruksjonen ”i verste fall” nulle ut trykksonen. Tilsvarende armering vil være mulig for en glassbjelke (se for øvrig kapittel 7.1.2 og 7.2.2).

[5, 13, 14]

i Av quasi brittle (engelsk)

42

5.1 Refleksjoner ”Normal” betong slakkarmeres fordi dette forhindrer videre oppsprekking av riss, og brudd som følge av dette. Under forsøkene i kapittel 4.3 ble det oppdaget at glasset kan ha oppriss i strekksonen uten å gå til brudd. Dette kan bety at det er mulig å slakkarmere hvis armeringen har høy strekkfasthet og lik eller høyere E-modul enn glasset. Eksempler på dette kan være glassfiber eller karbonfiber. Den høye E-modulen i armeringen er viktig på grunn av glassets sprøhet. Armeringen kan ikke tillate at glasset tøyes, da det vil gå i øyeblikkelig brudd. Med en slik armering vil kapasiteten i strekksonen være lik armeringens strekkapasitet.

43

6 Retningslinjer for bærende komponenter/systemer i glass

Norge har ingen standarder eller retningslinjer for bærende komponenter og systemer i glass[110] og det generelle lovverket må derfor benyttes. Under gis en oversikt over lover, forskrifter, standarder og veiledninger som gjelder for byggverk i Norge.

BÆRENDE GLASS

6.1 Lover og forskrifter Norge har kun en lov i byggesammenheng, Plan og bygningsloven. Loven har imidlertid en rekke forskrifter og standarder under seg som regulerer bygging.

6.1.1 Plan og bygningsloven (PBL) Plan og bygningsloven (heretter kalt PBL) av 14. juni 1985 nr. 77 gir ingen konkrete krav til et byggverk eller byggeprodukter utover det som står i § 77 pkt 1; ”Ethvert byggearbeid skal utføres fagmessig og teknisk forsvarlig slik at det ferdige byggverket tilfredsstiller de krav som er satt til sikkerhet, helse, miljø og brukbarhet i eller i medhold av denne loven.” Videre står det i pkt 2; ”Ethvert produkt som skal inngå i et byggverk, skal ha slike egenskaper at det ved forutsatt bruk medvirker til at kravene som er nevnt i nr. 1 tilfredstilles i det ferdige byggverk.” Loven sier at produsenten plikter å dokumentere produktets egenskaper. Departementet har mulighet til å gi forskrifter til tekniske spesifikasjoner og godkjennings- og kontrollsystemer som skal legges til grunn for overnevnte dokumentasjon. Den viktigste av disse forskriftene er Forskrift om krav til byggverk og produkter til byggverk av 22. januar 1997 nr. 33, gjerne kalt Teknisk forskrift eller bare TEK (heretter kalt TEK).

[29]

6.1.2 Forskrift til byggverk og produkter i byggverk (TEK) TEK sier selv i kapittel 1 at den er gitt til gjennomføring og utfylling av bestemmelsene i plan og bygningsloven, samt Norges forpliktelser etter EØS-avtalen for krav til byggverk og produkter til byggverk. I kapittel 5 fremgår det at TEK gjelder for produkter som fremstilles og omsettes for innbygging i byggverk som omfattes av plan- og bygningsloven og TEK. PBL sier i § 1 at dens virkeområde er hele landet, dersom ikke annet er bestemt i eller i medhold av lov. TEK har et noe mer spesifisert virkeområde og sier i § 1-2 at den gjelder så langt det passer for:”

1. driftsbygninger i landbruket og for tilsvarende bygninger for dyr utenom landbruket 2. konstruksjoner og anlegg.”

For fritidsbolig med én bruksenhet og tilhørende uthus, garasje o.l. er forskriftens gyldighet noe innskrenket. Den samme innskrenkelsen gjelder også for husvær for seterbruk eller skogsdrift. Kapittel fem i TEK tar for seg Produkter til byggverk. I § 5-11 står krav til byggevarers egenskaper og dokumentasjon. De generelle kravene er at ”enhver byggevare som omfattes av Byggevaredirektivet, Rdir. 1989/106/EØF (heretter kalt byggevaredirektivet) om tilnærming av medlemsstatenes lover og forskrifter vedrørende byggevarer, skal ha slike egenskaper som, når de er forsvarlig benyttet, medvirker til at byggverk tilfredstiller de grunnleggende krav til

- mekanisk motstandsevne og stabilitet - brannsikring - hygiene, helse og miljø - sikkerhet ved bruk - støyvern og

46

6 RETNINGSLINJER FOR BÆRENDE KOMPONENTER/SYSTEMER I GLASS

47

- energisparing og varmeisolering som nærmere beskrevet i vedlegg I til Byggevaredirektive, Rdir. 1989/106/EØF.

Produsenten skal sørge for at varens egenskaper er dokumentert før den omsettes eller brukes i et byggverk. Sistnevnte står som tidligere nevnt også i PBL. Dokumentasjonen skal være tilgjengelig ved omsetningen og bruk av produktet, og gjøre det mulig å identifisere varens egenskaper og opprinnelse. Produkter kan underlegges godkjennings- og kontrollsystemer som sikrer at produktet samsvarer med de tekniske spesifikasjonene som ligger til grunn for fremstilling av produktet. De tekniske spesifikasjonene et produkt må oppfylle er etter § 5-12, nasjonale standarder som tilsvarer harmoniserte europeiske standarderi publisert i De Europeiske Fellesskaps Tidende (DEFT). For produkter som omfattes av byggevaredirektivet, kan spesifikasjoner også være europeiske tekniske godkjenninger publisert i DEFT eller nasjonale tekniske spesifikasjoner som anses å være i samsvar med de grunnleggende krav og er publisert i DEFT. Inntil det i slike tekniske spesifikasjoner bestemmes noe annet, kan tilfredstillende tekniske spesifikasjoner benyttes, forutsatt at de ikke strider mot traktat om opprettelse av Det europeiske økonomiske samarbeidsområde. Videre sier TEK i kapittel 6 (§ 6-1) at den anser de materielle reglene i PBL som oppfylt dersom det benyttes produkter i samsvar med kapittel 5 og at metoder og utførelser er i samsvar med Norsk Standard (NS), likeverdig standard eller europeisk teknisk godkjenning. Det kan imidlertid ikke stilles krav til at nevnte standarder eller godkjenninger følges dersom krav som stilles til byggverket blir tilfredstilt på annen måte. ”Byggverk skal utformes, utføres og utstyres slik at de ikke utgjør fare for personer og slik at de ikke ved sammenbrudd eller ulykke fører til uakseptabelt store materielle eller samfunnsmessige skader.” (§ 7-1) En faktor som kan sette et bygg i fare for sammenbrudd er brann. Om brann sier forskriften i § 7-23 at ”byggverk skal utføres slik at de har tilstrekkelig stabilitet i tilfelle brann og slik at de enkelte deler av byggverket har tilstrekkelig evne til å oppfylle de krav til stabilitet og bæreevne som er angitt i dette kapittel.” Krav til bæreevne ved brann varierer ut ifra byggets risikoklasse og om det aktuelle byggeprodukt er del av hovedbærekonstruksjonen eller den sekundære konstruksjonen. ”Materialer og produkter i byggverk skal ha slike egenskaper at grunnleggende krav om byggverkets mekaniske motstandsevne og stabilitet vil bli tilfredstilt” (§ 7-3). ”Byggverk skal utformes og dimensjoneres slik at de har tilfredstillende sikkerhet mot brudd for de laster som kan oppstå under den forutsatte bruk.” (§ 7-33). ”Byggverk eller del av byggverk skal utføres slik at det ikke faller ned med fare for skade på mennesker, dyr eller utstyr.” (§ 7-45).

[28]

i En harmonisert standard er en standard som er laget med utgangspunkt i at den skal tilfredstille de

overordnede kravene som stilles i et Ny Metode Direktiv, som byggevaredirektivet. [112]

BÆRENDE GLASS

6.1.3 Veiledning til teknisk forskrift til plan-og bygningsloven (REN) Som et subliment til TEK finnes Veiledning til teknisk forskrift til plan- og bygningsloven, ofte kalt REN teknisk 1997 (heretter kalt REN). Veiledningen beskriver TEK og gir løsninger som tilfredstiller forskriften. REN utdyper hva reglene i TEK inneholder, den angir løsninger eller fremgangsmåter som vil føre til tilfredstillende resultat ved analyser eller beregninger og har i tillegg en rekke preaksepterte løsninger. Disse løsningene er imidlertid ikke forskrift. REN sier i § 6-1 at ”når det brukes metoder, materialer og utførelser etter Norsk Standard eller som er beskrevet i en Europeisk Teknisk Godkjenning med retningslinjer gir dette tilstrekkelig dokumentasjon på at kravene i plan- og bygningsloven og den tekniske forskriften er tilfredstilt.” Dette blir da en utdyping av det som sto i TEK § 7-3 og 7-33. Videre står det at denne dokumentasjonen i TEK betegnes som tekniske spesifikasjoner og også innebefatter europeiske standarder, harmoniserte standarder, nasjonale standarder som dekker det aktuelle området i forhold til norske regelverksnivåer og europeisk teknisk godkjenning. Under kapittel syv § 7-3 sier REN at TEKs krav til bæreevne skal være i samsvar med basisdokument nr. 1 til Byggevaredirektivet og at materialene og produktene må ha slike egenskaper at forskriftens krav til pålitelighet tilfredstilles. Her henvises det direkte til NS 3490 Prosjektering av konstruksjoner – Krav til pålitelighet, for tallfesting av sikkerhetsnivå.

[30]

6.1.4 Byggevaredirektivet (89/106/EØF) Rådsdirektiv av 21. desember 1988 om tilnærming av medlemsstatenes lover og forskrifter om byggevarer har til hensikt å medvirke til nedbryting av handelshindre innenfor EØS-området. Direktivet gir retningslinjer for CE-merkingi, hvordan en vare kan CE sertifiseres, bruk av nasjonale og internasjonale standarder og forskrifter, og sier at CE-merkede produkter skal kunne omsettes fritt i alle EØS-land. I følge artikkel 1 og 3 gjelder direktivet byggevarer som berøres av grunnleggende krav nevnt i vedlegg 1. Disse kravene er at varerii skal gjøre det mulig å oppføre byggiii som ”egner seg til den bruk de er beregnet på når det tas hensyn til økonomiske aspekter, og som i denne forbindelse oppfyller følgende grunnleggende krav dersom byggene er underlagt forskrifter som inneholder slike krav.” De omtalte kravene er:

• Mekanisk motstandsevne og stabilitet • Brannsikring • Hygiene, helse og miljø • Sikkerhet ved bruk • Støyvern • Energisparing og varmeisolering

i I direktivet er CE-merket omtalt som EF-merket. I vedlegg II pkt 4.1 står imidlertid ”EFs samsvarsmerke

skal bestå av symbolet CE”. Rdir 93/68/ECC sier I artikkel 4: “Directive 89/106/EEC is hereby amended as follows: 1. throughout the text, the term 'EC mark' is replaced by 'CE marking'”[27].

ii Direktivet definerer ”byggevare” som ”ethvert produkt som er produsert for permanent innføyelse i byggverk”, og sier at ”byggevarer” i direktivet blir kalt ”varer”.

iii Byggverk som omfatter både bygg og anlegg defineres i direktivet som ”bygg”.

48


49

Som krav til Mekanisk motstandsevne og stabilitet sier vedlegget: ”Et bygg skal planlegges og oppføres på en slik måte at belastninger det kan bli utsatt for under bygging og bruk ikke vil føre til noen av det følgende: a)sammenbrudd i hele eller deler av bygget, b) deformasjoner i et omfang som ikke kan godtas, c) skade på andre deler av bygget eller på utstyr eller monterte innretninger som følge av store deformasjoner i de bærende konstruksjoner, d) skader som skyldes uhell, og som ikke står i rimelig forhold til den opprinnelige årsak.” Om brannsikring sier vedlegget at ”bygget skal planlegges og oppføres på en slik måte at man i tilfelle brann vil: - kunne regne med byggets bæreevne i et bestemt tidsrom,- få en begrenset utvikling og spredning av brann og røyk i bygget, - kunne begrense spredning av brannen til tilstøtende bygg, - kunne evakuere beboerne uskadd fra bygget eller redde dem på en annen måte, - kunne ta hensyn til redningsmannskapenes sikkerhet.” I artikkel 12 står det at byggevaredirektivet har seks basisdokumenter som utdyper de grunnleggende kravene i vedlegg 1. Disse dokumentene er ikke omtalt noe videre her. Det er viktig å være klar over at selv om en byggevare er CE-merket kan den ikke nødvendigvis brukes til det formålet produsenten har tiltenkt. CE-godkjenningen gjør at produktet skal kunne selges og markedsføres i EØS-landene. Landets lover, forskrifter og standarder vil imidlertid være gjeldende for godkjent bruk. [113]

[26]

BÆRENDE GLASS

6.2 Standarder Det finnes en rekke standarder som omtaler glass, både nasjonale og internasjonale. Standardene listet opp under er de som kan være aktuelle i forbindelse med byggevarer i bærende glass per 28. april 2004. En forklaring av bokstavkodingen følger:

• NS er en standard som er utviklet i Norge. • NS-EN er en standard utviklet i Europa (CEN) og siden fastsatt som Norsk Standard. • NS-EN ISO er en standard som er utviklet internasjonalt (ISO), siden fastsatt til

europeisk standard (CEN) og deretter fastsatt som Norsk Standard. Standarden kan også ha blitt utviklet parallelt internasjonalt og i Europa og siden fastsatt som Norsk Standard. [83]

6.2.1 NS 3490:1999 Prosjektering av Konstruksjoner Krav til pålitelighet

Denne standarden fastsetter prinsipper og krav til konstruksjoners pålitelighet, beskriver grunnlaget for prosjektering og gir retningslinjer for andre forhold av betydning for konstruksjoners pålitelighet. Den omfatter prosjektering av konstruksjoner i bygg og anlegg og skal brukes sammen med de ulike delene av NS 3491 og Norsk Standard for prosjektering av konstruksjoner med ulike materialer. Standarden dekker alle krav til konstruksjoners pålitelighet, også under brann og seismiske innvirkninger. Standarden kan også brukes som grunnlag for prosjektering av konstruksjoner og materialer som ikke dekkes av Norsk Standard for prosjektering, og der andre påvirkninger enn de som er dekket av NS 3491 inngår. I slike tilfeller skal bruk av denne standarden tilpasses foreliggende forhold.

[33]

6.2.2 NS 3491:1998-2003 Prosjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster

Dette er en serie under utarbeidelse som erstatter NS 3479. NS 3491 består av flere deler. Relevante punkter i NS 3479 kan brukes inntil aktuell 3491 foreligger[33], jeg omtaler imidlertid ikke NS 3479 da denne er en utgående standard.

Del 1: Egenlaster og nyttelaster. Delen gir grunnlag for å fastsette påvirkningene som skal brukes ved konstruksjonsberegninger for bygg og anlegg. Den inneholder tabeller for tyngdetettheter av produkter og lagrede materialer, bygningsdelers egenlast og nyttelaster.

50


51

Del 2: Påvirkninger ved brann Delen gir grunnlag for å fastsette de påvirkninger som oppstår på bygg og anleggskonstruksjoner ved brann. Den gir ingen krav til brannsikkerhet. Kun definisjoner og beregningsmetoder.

Del 3: Snølaster Delen gir metoder for beregning av snølaster på tak.

Del 4: Vindlaster Delen gir regler for bestemmelse av vindhastigheter og beregninger av tilhørende vindlaster for konstruksjoner. Den gir ingen akseptkriterier.

Del 5: Termiske påvirkninger Delen gir bestemmelser som fastsetter påvirkninger ved temperaturendringer, gjelder også ytterkledning og andre utvendige konstruksjoner. Den beskriver temperaturendringer for konstruksjonsdeler og angir karakterisktiske verdier for termisk påvirkning for dimensjonering av konstruksjoner som utsettes for daglige eller årstidsavhengige temperatursvingninger.

Del 7: Ulykkeslaster Delen angir ulykkeslaster fra støt og innvendige eksplosjoner samt anbefalte beregningsmodeller for de mest vanlige tilfellene av ulykkeslaster som skyldes ufendrede støt og eksplosjoner. Den dekker støt og kollisjoner fra kjøretøyer, togavsporinger, skip og hard landing av helikopter på tak så vel som påvirkninger forårsaket av menneskelige aktiviteter, men dekker ikke påvirkninger fra utvendige eksplosjoner, krigføring og sabotasje. Delen omfatter imidlertid ikke spesielle dimensjonerende situasjoner som krever uvanlige pålitelighetsvurderinger.

[34, 35, 36, 37, 38, 39]

6.2.3 NS-EN 572:1995 Bygningsglass Basisprodukter av kalksodasilikatglass

Standarden består av syv deler og setter krav til produksjon av ulike typer bygningsglass.

Del 1: Definisjoner og generelle fysiske og mekaniske egenskaper Denne delen definerer og klassifiserer ulike basisprodukter av glass og angir deres kjemiske sammensetning, viktigste fysiske og mekaniske egenskaper samt generelle kvalitetskriterier.

Del 2: Floatglass Angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (optiske feil og synlige feil) for floatglass etter definisjon i Del 1. Standarden gjelder ikke for tilskåret glass til endelig bruk.

Del 3: Speiltrådglass Angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (optiske feil, synlige feil og trådfeil) for trådglass etter definisjon i Del 1. Standarden gjelder ikke for tilskåret glass til endelig bruk.

BÆRENDE GLASS

Del 4: Maskinglass Angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (optiske feil og synlige feil) for maskinglass etter definisjon i Del 1. Standarden gjelder ikke for tilskåret glass til endelig bruk.

Del 5: Ornamentglass Angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (synlige feil og ornamentfeil) for ornamentglass etter definisjon i Del 1. Standarden gjelder ikke for tilskåret glass.

Del 6: Trådglass Angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (synlige feil, ornamentfeil og trådfeil) for trådglass etter definisjon i Del 1. Standarden gjelder ikke for tilskåret glass.

Del 7: Profilglass med eller uten innlagte tråder Angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (synlige feil og trådfeil) for profilglass etter definisjon i Del 1. Standarden gjelder ikke for tilskåret glass.

[40, 41, 42, 43, 44, 45, 46]

6.2.4 NS-EN 1096:1999-2001 Bygningsglass Belagt glass

Standarden består av fem deler, og gjelder belagt glass til bruk i bolighus eller yrkesbygg ved normal bruk. Den gjelder ikke plastfilmer på glass, speil eller emaljert glass. Del 4 og 6 er ikke omtalt her.

Del 1: Definisjoner og klassifiseringer Denne delen definerer kjennetegn, egenskaper og klassifisering for belagt bygningsglass.

Del 2: Krav og prøvingsmetoder for belegg i klasse A, B, og S Delen spesifiserer krav og testmetoder relatert til kunstig værpåkjenning og slitasje. Testene skal evaluere motstandsdyktigheten belegget har mot simulerte naturlige værpåkjenninger og simulert slitasje. Gjelder for belegg i klasse A, B og S etter NS-EN 1096-1

Del 3: Krav og prøvingsmetoder for belegg i klasse C og D Delen spesifiserer krav og testmetoder relatert til motstandsdyktighet mot solstråling. Testene skal evaluere om eksponering mot solstråling over en lenger periode kan føre til økt sol- og lystransmisjon for belagt glass så vel som reduksjon i refleksjon av infrarød stråling ved lavemisjonsbelegg. Gjelder for belegg i klasse C og D etter NS-EN 1096-1

[47, 48, 49]

6.2.5 NS-EN 1288:2000 Bygningsglass Bestemmelse av bøyestyrke i glass

Standarden består av fem deler og spesifiserer tester for bestemmelse av bøyestyrke i helstøpte glassplater. Standarden omfatter ikke isolerende ruter eller laminert glass. Testene er ment å gi et statistisk grunnlag for bestemmelse av det aktuelle glassets bøyestyrke.

52


53

Del 1: Grunnleggende glassprøvingsprinsipper Delen beskriver hensyn som skal taes ved testing av glass, årsaken til utarbeidelse av de ulike testmetodene, begrensninger av testmetodene og sikkerhetskrav til personell som utfører testene.

Del 2: Prøving med to konsentriske ringer på plane prøvelegemer med store prøveflater Delen spesifiserer en metode for å bestemme bøyestyrken til bygningsglass, metoden ekskluderer kanteffekter. Begrensninger fremgår i NS-EN 1288-1.

Del 3: Prøving med to linjelaster og tosidig opplagring Delen spesifiserer en metode for å bestemme bøyestyrken til flatt bygningsglass, metoden inkluderer kanteffekter. Metoden kan også brukes til å bestemme bøyestyrke spesifikt i glassets kanter. Begrensninger fremgår i NS-EN 1288-1.

Del 4: Prøving av profilglass Delen spesifiserer en metode for å bestemme bøyestyrken til profilglass (profilbøyestyrke) med eller uten trådnett. Begrensninger fremgår i NS-EN 1288-1.

Del 5: Prøving med to konsentriske ringer på plane prøvelegemer med små prøveflater Delen spesifiserer en metode for å bestemme den relative bøyestyrken til bygningsglass, metoden ekskluderer kanteffekter. Metoden skal etter NS-EN 1288-1 pkt 5.1.4 kun brukes til å finne verdier for sammenligning glass’ bøyestyrke, og gir ikke verdier egnet for dimensjonering. Metoden er ikke egnet for ornamentglass. Ytterligere begrensninger fremgår i NS-EN 1288-1.

[50, 51, 52, 53, 54]

6.2.6 NS-EN 1748:1997 Bygningsglass Spesielle produkter

Standarden består av to deler.

Del 1: Borsilikatglass Delen definerer og klassifiserer borosilikatglass til bruk i bygninger. Den indikerer kjemisk sammensetning, primære fysiske og mekaniske egenskaper og angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (optiske feil og synlige feil). Standarden gjelder ikke for tilskåret glass til endelig bruk.

Del 2: Glasskeramikk Delen definerer og klassifiserer glasskeramikk til bruk i bygninger. Den indikerer kjemisk sammensetning, primære fysiske og mekaniske egenskaper og angir krav til mål og minimumskrav til kvalitet (optiske feil og synlige feil). Standarden gjelder ikke for tilskåret glass til endelig bruk.

[55, 56]

BÆRENDE GLASS

6.2.7 NS-EN 1863:2000 Bygningsglass Varmeforsterket kalksodasilikatglass

Per i dag er det kun del 1 som er fastsatt som Norsk Standard.

Del 1: Definisjon og beskrivelse Standarden spesifiserer toleranser, planhet, kantbearbeiding, fragmentering og fysiske og mekaniske egenskaper av plant, varmeforsterket kalksodasilikatglass til bruk i bygninger. Informasjon om bøyd varmeforsterket kalksodasilikatglass er gitt i tillegg B, men dekkes ikke av standarden. Andre krav enn oppgitte i standarden kan gjelde for omtalt glass ved for eksempel bruk i sammensatte ruter, ved laminering eller ytterligere behandling som påføring av belegg. Ekstra krav er da spesifisert i aktuelle produktstandarder. Varmeforsterket kalksodasilikatglass vil imidlertid ikke miste sine mekaniske og termiske egenskaper.

[57]

6.2.8 NS-EN 12150:2000 Bygningsglass Termisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass


Del 1: Definisjon og beskrivelse Standarden spesifiserer toleranser, planhet, kantbearbeiding, fragmentering og fysiske og mekaniske egenskaper av plant, termisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass til bruk i bygninger. Informasjon om bøyd termisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass er gitt i tillegg B, men dekkes ikke av standarden. Andre krav enn oppgitte i standarden kan gjelde for omtalt glass ved for eksempel bruk i sammensatte ruter, ved laminering eller ytterligere behandling som påføring av belegg. Ekstra krav er da spesifisert i aktuelle produktstandarder. Termisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass vil imidlertid ikke miste sine mekaniske og termiske egenskaper.

[58]

6.2.9 NS-EN 12337:2000 Bygningsglass Kjemisk herdet kalksodasilikatglass


54


55

Del 1: Definisjon og beskrivelse Standarden spesifiserer toleranser, planhet, kantbearbeiding, fragmentering og fysiske og mekaniske egenskaper av plant, kjemisk herdet kalksodasilikatglass til bruk i bygninger. Informasjon om bøyd kjemisk herdet kalksodasilikatglass er gitt i tillegg B, men dekkes ikke av standarden. Andre krav enn oppgitte i standarden kan gjelde for omtalt glass ved for eksempel bruk i sammensatte ruter, ved laminering eller ytterligere behandling som påføring av belegg. Ekstra krav er da spesifisert i aktuelle produktstandarder. Kjemisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass vil imidlertid ikke miste sine mekaniske og termiske egenskaper.

[59]

6.2.10 NS-EN 13024:2002 Bygningsglass Termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass


Del 1: Definisjon og beskrivelse Standarden spesifiserer toleranser, planhet, kantbearbeiding, fragmentering og fysiske og mekaniske egenskaper av plant, termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass til bruk i bygninger. Informasjon om bøyd termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass er gitt i tillegg B, men dekkes ikke av standarden. Andre krav enn oppgitte i standarden kan gjelde for omtalt glass ved for eksempel bruk i sammensatte ruter, ved laminering eller ytterligere behandling som påføring av belegg. Ekstra krav er da spesifisert i aktuelle produktstandarder. Termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass vil imidlertid ikke miste sine mekaniske og termiske egenskaper.

[60]

6.2.11 NS-EN ISO 12543-1:1998 Bygningsglass Laminert glass og laminert sikkerhetsglass

Standarden består av 6 deler

Del 1: Definisjoner og beskrivelse av komponenter Delen definerer termer og beskriver komponenter til laminert glass og laminert sikkerhetsglass til bruk i bygninger.

Del 2: Laminert sikkerhetsglass Delen angir ytelseskrav for laminert sikkerhetsglass som definert i NS-EN ISO 12543-1

Del 3: Laminert glass Delen angir ytelseskrav for laminert glass som definert i NS-EN ISO 12543-1

BÆRENDE GLASS

Del 4: Prøvingsmetoder for holdbarhet Delen angir prøvingsmetoder for å finne holdbarhet mot høy temperatur, fukt og stråling for laminert glass og laminert sikkerhetsglass til bruk i bygninger.

Del 5: Mål og kantbehandling Delen angir mål, grenseavvik og kantbehandlinger for laminert glass og laminert sikkerhetsglass til bruk i bygninger. Standarden gjelder ikke for ruter med et areal mindre enn 0,05 m2

Del 6: Utseende Delen angir feil i ferdige mål og metoder for prøving av utseendet ved å se gjennom glasset. Særlig oppmerksomhet er viet godkjenningskriterier for synsfeltet. Disse kriteriene gjelder for produktet på leveringstidspunktet.

[61, 62, 63, 64, 65, 66]

56


57

6.3 Byggforsk kunnskapssystemer Byggforsk kunnskapssystemer er en samling byggdetaljblader (ca 850 pr april 2003) som utgis av Norges byggforskningsinstitutt og gir løsninger som tilfredstiller krav i lovverket. Likt REN tilfredstiller Byggforsk kunnskapssystemer forskrift, men er ikke forskrift. Søk i Byggforsk kunnskapssystemer gir liten informasjon knyttet opp mot beregninger av bærende glasskonstruksjoner, noe som ikke er uventet da Byggforsk primært gir løsninger på mye brukte systemer. Det er en rekke blader som nevner glass i en eller annen form men det er spesielt fire blader som er interessante i denne sammenhengen.

Glasstak. Konstruksjonsprinsipper. Beregning av glasstykkelser (blad 525.583) Bladet gir metoder for å beregne glasstykkelser i tak ved bruk av Timoshenkos formler eller oppslag i tabeller.

Bygningsglass (blad 571.951) Bladet går igjennom ulike typer bygningsglass og deres karakteristiske egenskaper. Det tar for seg materialets kjemiske sammensetning, ulike metoder for framstilling og generelle materialegenskaper. Videre gir det en oversikt over ulike produkter som kan fremstilles i glass, her med hovedvekt på ruter og til slutt en oppsummering av ulike feil og skader som kan oppstå under eller etter produksjon og montering.

Sikkerhetsruter (blad 571.956) Bladet omhandler utelukkende glass i ruter og ulike produkter termisk herdet glass, laminert glass og kombinasjoner av de to. Det tar for seg krav til dokumentasjon, ulike materialegenskaper, fremstillingsmetoder og til slutt prøving og klassifisering av sikkerhetsruter. Under punkt 823 står det skrevet: ”Nedfall fra byggverk er omtalt i TEK § 7-45. Glass montert i tak eller skråstilte fasader representerer alltid en fare for person dersom det er risiko for glassnedfall, se pkt 243. For å unngå dette må man anvende laminert glass i det indre laget.” I punkt 243 står det: ”Granulert glass som faller ut, skaper sjelden farlige situasjoner for glass brukt i vegger. Når derimot herdet glass brukt i tak går i stykker, vil glasset falle ned som større flak eller godt samlede småbiter med en tyngde som kan forårsake skader på personer og gjenstander. Termisk herdet glass må derfor ikke benyttes som innerste glass i takkonstruksjon.”

Ruter med brannmotstand (blad 571.957) Bladet viser brannklassifisering av bygningsdeler med glassfelt og terminologi rundt dette. Det viser ulike typer vinduskonstruksjoner med forskjellig brannmotstand.

[3, 69, 75, 78, 79]

BÆRENDE GLASS

6.4 Refleksjoner Det ser altså ikke ut til at det eksisterer noen lover, forskrifter eller standarder som direkte forbyr bruk av bærende glass (standarder kan uansett omgåes etter TEK § 6-1). Ved en eventuell bygging i bærende glass, må det produseres et godt dokumentasjonsgrunnlag for konstruksjonens holdbarhet og sikkerhet. Byggningers holdbarhet og sikkerhet dokumenteres gjennom standardene, da disse foreløpig ikke eksisterer for glass må dokumentasjonen produseres. I dokumentasjonen bør det være tatt hensyn til prosjekterings standardene NS 3490 og NS 3491. Dokumentasjonen vil foreløpig være kostbar da alle prosjekterings beregninger må gjøres fra grunnen. Hvis det er nødvendig å foreta forsøk hos uavhengige institusjoner vil dette også bli en stor utgift. I byggdetaljblad 571.956 står det at termisk herdet glass ikke må benyttes som innerste lag i glasskonstruksjoner og at man må anvende laminert glass i det indre laget i tak eller skråstilte fasader for å unngå glassnedfall. Det er viktig å huske at Byggforskserien ikke er forskrift. Bladet ønsker å forebygge personskader fra farlig glassnedfall. I en bærende konstruksjon vil det ikke være noen fare for glassnedfall fordi glasset dimensjoneres etter NS 3490 og NS 3491. NS 3490 setter krav til pålitelighet og NS 3491 tar høyde for egenlaster, nyttelaster, brann, snølaster, vindlaster, termiske påvirkninger og ulykkeslaster, det kommer også en standard for seismiske påkjenninger. En bærende glasskonstruksjon vil akkurat som en stål-, betong- eller trekonstruksjon ikke knuses under forutsatte forhold.

58

7 Bærende glass i praksis

I dette kapittelet presenteres prosjektersom gjør bruk av eller forsker på bærende glass.

BÆRENDE GLASS

7.1 Referanseprosjekter Det eksiterer prosjekter med bruk av bærende glasskonstruksjoner. Her er det omtalt fire prosjekter med ulik bruk av bærende glass. De to siste mer dyptgående en de to første.

7.1.1 Prosjekt, Badenweileri Fasade og tak med bruk av bærende glass.

Tak Bjelker i trelags laminert glass spenner fra vegg til vegg og bærer overliggende glassplater.

Fasade Hengende fasaden fra en stålbjelke som spenner fra vegg til vegg. Horisontale dragere i trelags laminert glass spenner fra vegg til vegg, sammen med vertikale finner i trelags laminert glass avstiver de glassfasaden og tar opp vindlaster.

[118]

Figur 7.1-1: Prosjekt, Badenweiler [118] Figur 7.1-2: Fasade og tak innenfra [118]

i Bildene er mottatt fra dr.ing. Jens Schneider ved Schlaich Bergermann und Partner etter at han svarte på

innlegg (se vedlegg E) på Glassfiles. Detaljene rundt prosjektet er noe usikre da Schneider pr 5. juni 2004 ikke har svart på videre e-postkorrespondanse.

60

7 BÆRENDE GLASS I PRAKSIS

Figur 7.1-3: Detalj fasade [118] Figur 7.1-4: Detalj tak [118]

61

BÆRENDE GLASS

7.1.2 Tower Place, London Tower Place er et offentlig atrium som forbinder to foretningsbygg like ved ”Tower of London”, London sentrum. Et 1500 m2 glasstak hviler på rektangulære hulprofiler lagret til foretningsbyggfasadene og 11 runde, hule, 26 meter høye søyler. To glassfasader med totalareal på 2000 m2, henger fra taket i en forspent wire-konstruksjon. Fasaden avstives horisontalt av glassfinner og mekanisk forspente glasstag (se Figur 7.1-7) som spenner fra glassfasadene til søylene eller foretningsbyggene.

[ 105]

Figur 7.1-5: Tower Place, fremre fasade [105]

Figur 7.1-6: Tower Place, bakre fasade [105]

Figur 7.1-7: Laminert forspent glasstag [17]

Figur 7.1-8: Horisontal avstivning med glasstag [105]

62


7.1.3 Hans Schmitz Haus, Rheinbach I Tyskland må glasskonstruksjoner ha en bærende konstruksjon i stål, aluminium eller annet ikke-glass materiale. Den bærende konstruksjonen må bære sin egen og glassets vekt uten at glasset er montert. Glasset kan mao ikke være del av den bærende konstruksjonen, ikke engang som skiveavstivning.[117] Disse reglene skyldes i stor grad at kunnskapen om glass under utarbeiding av regelverket var for liten, dette vil trolig endres i nær fremtid.[109]

Glasspaviljongen i Rheinbach er den første bygningen der horisontale og vertikale laster bæres av søyler i glass (se Figur 7.1-9). Bygget har et 32,5 x 15 m stålbjelketak som hviler på glassøyler. Søylene er klemt fast i stållister og lastene overføres via stålbolter festet til glasset i aluminiumsringer. For å holde kostnadene nede er søylene av standard sikkerhetsglass. Sammen med ikkebærende vertikale glassplater dannes åtte glasskap (se Figur 7.1-10). Skapene rommer glassgardiner som kan brukes til å lukke bygningen i vinterhalvåret.

Søyler Søylene har dimensjoner på 3,8 x 1,25 m og består av 10 mm varmeforsterket glass, 1,52 mm PVB-folie, 19 mm termisk herdet glass, 1,52 mm PVB-folie og 10 mm varmeforsterket glass. For å få kraftoverføringen fra stålboltene jevnt fordelt på søyletverrsnittet, har hullene i de ytterste platene 2 mm større diameter enn i den indre. Tomrommet som skapes etter montering av aluminiumsringen er fylt med spesialmørtel.

Sikkerhetskonsept Bygningen skulle være like sikker som en bygning laget i tradisjonelle materialer. For bærende elementer ser man normalt på bygningsmaterialets trykk- og strekk fasthet samt stabiliteten hvis konstruksjonen er slank. Glass må imidlertid behandles spesielt siden det betraktes som sprøtt. Sikkerheten med tanke på trykk og stabilitet bør være minst like god som tradisjonelle materialer. I tillegg må spesielle hensyn taes for dimensjonering i ulykkestilstand. Hvis det ytre glasslaget brister (f.eks. grunnet menneskekollisjon) burde de andre lagene ha tilstrekkelig kapasitet i bruksgrensetilstand (uten ulykkesfaktor). Det indre termisk herdede glasslaget kan granulere ved støt og det burde derfor taes hensyn til dette ved utføring av søylene. Løsningen ble å la den midtre glassplaten være smalere enn de ytre (se Figur 7.1-11). Ved eventuelle brudd bør også tapt bæreevne taes opp av de gjenværende søylene. Stålbjelketaket sørger for dette. Det er gjort en rekke forsøk for å dokumentere byggets sikkerhet. Disse er ikke omtalt nærmere her, men finnes i artikkel 23 i referanselisten og på vedlagt CD (vedlegg G).

[23]

63

BÆRENDE GLASS

Figur 7.1-9: Hans Schmitz Haus [23]

Figur 7.1-10: Glasskap [23]

Figur 7.1-11 Søylekant [23]

64


7.1.4 Apple Computer Inc Retail Store, LA og NY Apple Computer Inc legger stor vekt på design i utviklingen av sine produkter. Når de nå oppretter utsalgssteder i utvalgte byer verden over, ønsker de at foretningene skal reflektere den samme innovasjonen og nytenkningen som produktene deres. I deres utsalgssteder i New York (NY), Los Angeles (LA), Chicago, Miami og Floridai er det derfor installert en trapp og bro i glass. Trappen har 27 trinn, en avsats, stigning på 4,6 meter fordelt på 10 meter og frittstående i salgsarealet. Trinnene i laminert glass er festet til vertikale laminerte glassvegger som strekker seg fra grunnivå til trappens rekkverk. Trappen går opp til en bro i rent glass. Broen har to horisontale glassbjelker som også danner gelender. Mellom glassbjelkene er det et gulv i laminert glass som også støttes opp av mellomliggende glassbjelker spennende fra en bjelke til en annen.

Glasstrinn Trinnene har et spenn på 2,45 meter, en dimensjonerende last på 4,5 kN/m2 og beholder bæreevne etter brudd. Etter byggherrens ønske har de en overflate som ligner skipsplater. Det ble valgt bruk av laminert u-herdet glass av to årsaker.

1. Glasset ville kunne slipes og poleres etter lamineringsprosessen slik at kantene blir så pene som mulig.

2. Ved eventuell brekkasje av øverste glassplate grunnet bruksslitasje vil ikke trinnene måtte byttes ut øyeblikkelig. Det estetiske inntrykket vil ikke forringes like betraktelig som ved granulasjon av termisk herdet glass.

Laminatet brukt i trinnene er en SentryGlass® plus folie fra DuPont. Materialet har 100 ganger høyere bøyefasthet enn vanlig PVB-folie[100] noe som gir bedre overføring av skjærkrefter og fører til lavere nedbøyning. Den økte stivheten gjorde at trinntykkelsen kunne holdes til et minimum. For å få festeanordningen fra trinn til glassplate så diskret som mulig var det ønskelig å integrere denne i glasstrinnet. Dette er oppnådd ved å laminere inn metallfester i trinnet. Festet (heretter kalt en puck) ble lagt inn som en del av det tredje glassjiktet (se Figur 7.1-16). Trinnet er festet ved at en bolt går igjennom glassveggen og inn i pucken (se Figur 7.1-15). Puckene er produsert i titan da temperaturutvidelsesegenskapene ligner glass, andre materialer skapte brudd i glasset under lamineringsprosessen. Det har vist seg at trinnene er avhengig av relativt konstant temperatur. I en av forretningene ble trappen installert før bygget var lukketii. På våren brast en rekke av trinnene kun påvirket av naturlige temperatursvingninger.

Glassvegger Trinnene holdes oppe av horisontale glassplater. Foretningen i New York og Los Angeles er imidlertid svært forskjellige når det gjelder statisk konstruksjon. Trappen i NY, Chicago, Miami og Florida (se Figur 7.1-12) har trinn mellom vertikale glassplater som er linjelagret i bunn av konstruksjonen. Trappen i LA derimot (se Figur 7.1-13 og Figur 7.1-14) har trinn

i Artikkelen teksten er hentet fra, er skrevet på et tidspunkt konstruksjonen kun eksisterte i NY og LA.

Trappen i Chicago, Miami og Florida ble undertegnede informert om av en kundebehandler under besøk hos Apple Computer Inc Store Chicago.

ii Et bygg betegnes som lukket når yttervegger, dører og vinduer er montert.

65

BÆRENDE GLASS

mellom vertikale glassplater som henger ned fra taket, kun horisontalt støttet med punktlagring i bunnen. Begge trappene har vegger i trelags laminert termisk herdet glass hvorav det innerste laget er 15 mm og de to ytre 12 mm. Glassplatene har ulike dimensjoner og utforming for å tilpasse trinnene og trappens naturlig stigning. De største glassplatene har mål på 5,8 x 1,6 meter. De store dimensjonene gjorde at flere av platene måtte heises ned gjennom taket under montering. Veggene er dimensjonert for å ta opp alle tenkelige vertikale og horisontale laster samt påkjenninger fra seismiske bevegelser som kan inntreffe i LA. Under trinnene, nær overgangen mellom hver glassplate, er det 19 mm tykke termisk herdede glassfinner som skaper horisontal stabilitet.

[18]

Figur 7.1-12: Glasstrapp med trafikk NY [18]

Figur 7.1-13: Glasstrapp bakfra LA [18]

Figur 7.1-14: Svevende glassvegger LA [18]

Figur 7.1-15: Overgang – glasstrinn til glassvegg [18]

Figur 7.1-16: Snitt av glasstrinn med titanpuck [18]

66


7.2 Nyvinnende forskning Det forskes mye innenfor bærende glass. Her presenteres noen forskningsprosjekter og produkter under utvikling i verden i dag.

7.2.1 ZAPPI & Retrofitting Fakultetet for arkitektur ved det tekniske universitetet i Delft, Nederland, har et eget forskningsprogram viss mål er å oppdage og utvikle hittil ukjente bygningsmaterialer som er transparente og bærende. Ved oppstart i 1995 ble dette programmet kalt ZAPPI. Forskningens hovedtyngde lå opprinnelig på kompositter av glass og polykarbonat, men i dag forskes det også på materialer fra landbruk; murverk; kompositter av glass og betong; bygging med jord, tekstiler, papir, papp og andre utradisjonelle materialer. Programmet har derfor endret navn til ZAPPI & Retrofitting Zappi & Retrofitting har seks underprosjekter

1. Glass & Transparency 2. Masonry & Modelling 3. History & Heritage 4. Historical Buildings & Settlements 5. Steel & Structural Design 6. Cardboard, Soil and other Materials

Project 1 Glass & Transparancy Forskningskoordinator: Dr. Ir. F.A. Veer Programmets ambisjon er å lage transparente og gjennomskinnelig materialer like sterke og stive som stål. Forskningen konsentrerte seg opprinnelig om laminater i segmentert glass og polykarbonat med bruk av nye klebemidler i bjelker, søyler og forbindelser. Senere har det blitt produsert og testet ulike prototyper av glasselementer og stålarmerte U-profiler i glass. I dag forskes det også på transparente flytende kompositter og glassbetong. Zappi har etter hvert blitt et begrep synonymt med bærende glass. Bærende søyler, bjelker, vegger og lignende i bærende glass omtales derfor gjerne som zappisøyler, zappibjelker osv.

[21, 104]

7.2.2 Komposittbjelker i glass Som en del av Zappi-programmet ble det ved universitetet i Delft utviklet en komposittbjelke av glass og polykarbonat. Bjelken er videreutviklet til en bjelke med overlappende glassegmenter bundet sammen av 1 mm polykarbonatfolie (se Figur 7.2-1), og stålarmering i strekksonen (se Figur 7.2-2). Det er gjort sammenligningsforsøk mot glassbjelker av ikke-laminert glass, laminert glass, og laminert segmentert glass uten stålarmering. Forsøkene indikerer at segmenterte glassbjelker ikke er egnet for bæring og må kun brukes med høye sikkerhetsfaktorer. Bjelkene har lavere kapasitet enn ikke segmenterte bjelker, men er sikrere i bruk da bruddet er mer forutsigbart. Stålarmeringen gir en gunstig virkning ved at den tar opp strekkspenninger etter brudd.

67

BÆRENDE GLASS

[20, 22]

Figur 7.2-1: Bjelke i segmentert glass [20]

Figur 7.2-2 Tverrsnitt av stålarmert glassbjelke [20]

7.2.3 Hybridelement i stål og glass På grunn av slankheten er ofte glassbjelker utsatt for vipping. På institutt for stålkonstruksjoner på den tekniske høyskolen RWTH Achen i Tyskland er det undersøkt hvordan velvningsmotstanden til laminerte glassbjelker påvirkes av PVB-foliens stivhet. Teoretiske utregninger er sammenlignet opp mot praktisk forsøk i stor og liten skala. Instituttet har også utviklet hvelvningsfrie H-bjelker med steg av glass og flenser av stål. 3620mm lange bjelker med profil som vist i Figur 7.2-3 er testet med prøveoppsett som vist i Figur 7.2-4. Det er da oppnådd kapasiteter på 137,8 kN. Tilsvarende glassbjelker uten flenser har en teoretisk kapasitet på kun 29,6 kN.

[19, 24]

Figur 7.2-3: Stål-glass-bjelke, tverrprofil [24]

Figur 7.2-4: Prøveoppsett [24]

7.2.4 Laminerte sylindriske glassøyler

Delft Som en del av Zappi-programmet utvikles det ved universitetet Delft sylindriske glassøyler. Sylindriske søyler må av naturlige årsaker støpelamineres. To glassylinderer settes på høykant inni hverandre og mellomrommet fylles med flytende gjennomsiktig kitt som herdes under UV-belysning. Søylen UV-belyses nedenifra og opp, tilleggsmasse tilføres etter hvert som kittet krymper under herdeprosessen. Resultatet er en helt klar glassylinder (se Figur 7.2-5). Glasset herdes kjemisk for å utbedre eventuelle bruddanvisninger i overflaten.

68


Det midtre elastiske kittsjiktet hjelper til med å absorbere støt og holder søylen sammen selv etter at brudd begynner å inntreffe. Hvis søylen holdes stabilt vil den bryte i bunnen og sakte presses sammen mens den beholder full bæreevne. Prototyper med 550 mm lengde, 40 mm diameter og 4 mm veggtykkelse kunne lastes med 35 kN før brudd, deretter beholdt de full kapasitet frem til forsøket ble avbrutt etter 35 % deformasjon. Søyler som ikke er fast innspent kan knekke. Søyler med lignede dimensjoner som de nevnt over viste elastisk oppførsel til knekkning ved 110 kN. Bruddet startet i trykksonen akkurat som det ville gjort med stål eller aluminium. Materialet knuses derimot i motsetning til metallene der materialet vil flyte.

Achen Ved RWTH Achen er det også forsket på laminerte glassylindere. De har sammenlignet knekklastene for flate glassøyler med runde søyler. I dag brukes primært søyler av laminerte glassplater (jamfør kapittel 7 ovenfor). Kapasiteten er svært begrenset og dette skyldes i hovedsak feil design. Ved å forme en sylinder av en glassplate vil knekklasten tidobles (se Figur 7.2-9). Glass kan ikke ta opp strekkbelastninger ved plastisk deformasjon og designet på en søyle må derfor utføres slik at strekk og bøyestrekk unngås. Den geometriske utføringen av kraftoverføringspunktet må være helt eksakt slik at søylen tilnærmet fungerer som et trykkstag. Ved de rette betingelsene vil en laminert glassøyle med ytre diameter på 400 mm og 10 mm veggtykkelse kunne bære minst 400 N/mm2. Teststykker med lavere diameter er blitt testet opp til 800 N/mm2. Standard sikkerhetsfaktorer vil imidlertid ikke tillate høyere laster enn 60 N/mm2, likevel gir det en søyle med 200 mm diameter og 9 mm veggtykkelse en kapasitet på 32,4 tonn som er det dobbelte av normal nyttelast fra et betonggulv med normal søyleavstand[17]. Instituttet har utviklet metoder for å optisk kontrollere spenningsdistribusjonen i glass. Metoden kan brukes til å kontrollere at installerte søyler tåler belastningene de er utsatt for. Ved undersøkelser fant universitetet at en stålspiker kan slås igjennom en fullt belastet søyle uten at brudd inntreffer. Søyler svekket ved gjentatte slag fra en 8 kg pendelhammer ble belastet med halv påkjenning i fire dager, forsøket ble avbrutt fordi det ikke var tegn til brudd. Baden Württember Materials Testing Senter i Stuttgart gjorde tilsvarende tester der en 10 kg stålkule ble sluppet gjentatte ganger fra en meters høyde, på en 3,6 m laminert glassylinder. Brudd inntraff etter 15 treff. En stålsylinder med tilsvarende kapasitet knekker etter 5 treff.

[17, 21]

69

BÆRENDE GLASS

Figur 7.2-7: Knekt søyle [21]

Figur 7.2-5: Transparent søyle av laminerte glassylindere [21]

Figur 7.2-6: Testet og utestet eksemplar [21]

Figur 7.2-8: Glasstav; Zappi søyle; aluminiums rør [21]

Figur 7.2-9: Sammenligning av knekklaster for en ”sammenrullet” og ”utrullet” søyle [17]

70

8 Alternative informasjonskilder

Det finnes mye litteratur om glass. Glassbransjen er imidlertid i stor utviklingen og litteraturen klarer ikke å henge med på tempoet. Her presenteres steder hvor man kan finne det siste innen glassforskning.

BÆRENDE GLASS

8.1 www.glassfiles.com Glassfiles sier om seg selv: ”Glassfiles.com(R) by GPD is a global meeting and discussion forum in an electronic format for the glass industry players. Its aim is to expand the network of glass professionals, to provide an easy access to versatile, high quality information, an to promote the use of glass.”[90]

Nettstedet er et produkt av Glass Processing Days, fungerer som en stor database rettet mot glassindustri i bil- og bygningsbransjen og inneholder store mengder informasjon. Her finnes det oversikter over arrangementer rettet mot bransjen over hele verden, oversikt over magasiner og publikasjoner; diskusjonsfora ment for å utveksle erfaringer i bransjen og mye mer. Det mest interessante er likevel biblioteket som inneholder over 6000[92] sider med forskningsartikler og annet glassrelatert stoff.

[89]

8.2 www.glassonweb.com Glassonweb ligner Glassfiles i oppbygning. Siden inneholder mye av den samme informasjonen men er ikke like teknisk rettet.

[91]

8.3 Glass Processing Days (GPD) GPD er et uavhengig forum, skapt for å fremme utviklingen av den globale glassindustrien. Glass Processing Days holdes hvert annet år i Tampere, Finland, og består av verdens største internasjonale glasskonferanse, kurs, produktutstillinger og ulike sosiale aktiviteter. Arrangementet har 5 hovedmål

• Samle og distribuere informasjon • Skape samarbeidsnettverk mellom forskningsinstitutter, universiteter og industri • Fremstå som en møteplass for å etablere nye kontakter og nettverk • Gi et utgangspunkt for fremtidige innovasjoner og kommersialisering av dem • Utforske nye områder for glass som et allsidig, sikkert og konkurransedyktig materiale

Tanken er at ved samle inn og distribuere kunnskaper om glass fra og til de ulike deltakerne, vil alle kunne ta nytte av kunnskapene og glass vil raskere kunne innta en stor posisjon som et allsidig, sikkert og konkurransedyktig materiale. I tillegg vil arrangementet øke den generelle kontakten innad i bransjen. GPD Proceedings er en samling av alle presentasjoner som holdes på konferansen under GPD. Deltagende mottar samlingen før konferansen slik at de lettere skal kunne følge med på

72

8 ALTERNATIVE INFORMASJONSKILDER

73

presentasjonene. Samlingen kan bestilles gjennom GPDs hjemmesideri, i tillegg finnes alle presentasjonene i pdf-format på Glassfiles. De niende GPD avholdes 17. juni til 20. juni 2005.

[92]

8.4 Glas Technology Live (Glasstec) Glasstec er en internasjonal fagmesse som avholdes i Düsseldorf hvert annet år. På messen viser bransjen frem nye produkter og nyvinninger. Den attende Glasstec avholdes 9. november til 13. november 2004

[93]

8.5 DuPont Benedictus Awards DuPont Benedictus Awards er en årlig internasjonal konkurranse for studenter, arkitekter og tekniske designere. Prisen påskjønner nytenkende og grensesprengende bruk av laminert glass.

[82]

8.6 Frontlines of Construction: Glass Frontlines of Construction er en serie programmer laget av National Geographic Channel. I denne serien er det et eget program som tar for seg glass. Programmet gir en kort og oversiktelig innføring til materialet og viser tre ulike prosjekter der glasset spiller en viktig rolle i arkitekturen. Filmen ligger vedlagt denne rapporten (vedlegg H).

[108]

i www.glassprocessingdays.com

9 Referanseliste

Dette prosjektet har primært vært et litteraturstudium og en rekke kilder er derfor brukt. De fleste referansene er brukt som kilder under utarbeidelse av besvarelsen, noen er kun brukt til orientering.

BÆRENDE GLASS

Litteratur 1. Amstock, Joseph S.; Handbook of Glass In Construction; 1. utgave;

s 1-52, s 73-91, s 127-138; McGraw-Hill; New York; 1987; ISBN 0-07-001619-4 2. Berulfsen, Bjarne; Gundersen, Dag; Fremmedord og synonymer, blå ordbok;

5. utgave, 2. opplag; Kunnskapforlaget; Oslo; 2003; ISBN 82-573-1296-7 3. Byggforsk; Byggforsk kunnskapssystemer; april 2003; NBI 4. Henriksen, Petter; Aschehoug og Gyldendals store norske leksikon; 3. utgave; bind 6 s

166, bind 8 s 473; Kunnskapsforlaget; Oslo; 1997; ISBN 82-573-0494-8 5. Hovde, Per Jostein; Husevåg, Roald; Institutt for bygg- og anleggsteknikk; NTNU;

Bygningsmaterialer, Kompendium 1999; Bind II; s 15.1-15.47, 19.1-19.19; 1999 6. Irgens, Fridtjov; Fasthetslære; 6. utgave; Tapir Forlag; Trondheim; 1999;

ISBN 82-519-1522-8 7. Irgens, Fridtjov; Statikk; 6. utgave; Tapir Akademiske Forlag; Trondheim; 2000;

ISBN 82-519-1600-3 8. Larsen, Per Kristian; Clausen, Arild H.; Aalber, Arne; Stålkonstruksjoner, Profiler og

Formler; 2. utgave; 2. opplag; Tapir Akademiske Forlag; Trondheim; 2001; ISBN 82-519-1279-2

9. Pfaender, Heinz G.; Schott Guide to Glass; 2. utgave; s 1-8, s 16-66, s76-92; Chapman & Hall; London; 1996; ISBN 0-412-62060-X

10. Robert A. Meyers; Encyclopedia of Physical Science and Technology; 3. utgave; bind 6 s 782; Academic Press; San Diego; 2002; ISBN 0-12-227410-5

11. Schittich, Christian; Staib, Gerald, Chair of Building Structures and Design, Dresden Technical University; Balkov, Dieter; Schuler, Mathias; Sobek, Werner; Glass Construction Manual; 1. utgave; s 9-11, 60-70; Birkhäuser; Basel; 1999; ISBN 3-7643-6077-1, 0-8176-6077-1

12. Sobek, Werner; Instiut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren; Bauen mit Glas; 1. utgave, 1. opplag; s 5-27; Wirtschaftministerium Baden-Württemberg; Stuttgart; 2002

13. Sørensen, Svein I.; Betongkonstruksjoner, beregningsgrunnlag; Foreløpig utgave; 2. opplag; Tapir Akademiske Forlag; Trondheim; 2002; ISBN 82-519-1569-4

14. Sørensen, Svein I.; Spennbetong; våren 2004; Institutt for konstruksjonsteknikk; NTNU 15. Wangensteen, Boye; Tanums store rettskrivningsordbok; 8. utgave, 4. opplag;

Kunnskapsforlaget; Oslo; 1996; ISBN 82-573-0635-5

Artikler 16. Bulant-Kamenova, Aneta; The Use of Laminated Free Standing Glass With a Supporting

Construction of Glass as Architectonic Medium in Order to Attain a Reduced, Minimalistic and Neutral Form; GPD 1999

17. Doenitz, Fritz-Dieter; Laminated Glass Tubes as Structural Elements I Building Industry; GPD 2003

18. O’Challagan, James; Apple Computer Inc Store – All Glass Staircase and Bridge; GPD 2003

19. Kasper, Ruth; Structural Use of Glass Beams; GPD 2003 20. Veer, Frederic; Composit Glass Beams, the Third Chapter; GPD 2003 21. Veer, Frederic; Developing a Transparent Tubular Laminated Column; GPD 1999 22. Veer, Frederic; Structurally Efficient Glass Laminated Composite Beams; GPD 2001 23. Wellershoff, Frank; Glass Pavillion Rheinbach – Stability of Glass Columns; GPD 2003 24. Wellershoff, Frank; Structural Use of Glass in Hybrid Elements: Steel-Glass-Beams,

Glass-GFRP-Plates; GPD 2003

76

9 REFERANSELISTE

77

Lover og forskrifter 25. Basisdokumentene til byggevaredirektivet;

http://www.be.no/beweb/regler/eu/basisdok.html 26. Byggevaredirektivet; 89/106/EØF; 21. desember 1988;

http://www.be.no/beweb/regler/eu/byggevaredirektiv 27. Direktiv 93/68/ECC; 22. juli 1993

http://europa.eu.int/smartapi/cgi/sga_doc?smartapi!celexapi!prod!CELEXnumdoc&lg=EN&numdoc=31993L0068&model=guichett

28. Kommunal og regionaldepartementet, Miljøverndepartementet; Bolig- og bygningsavd.; Forskrift om krav til byggverk og produkter i byggverk; FOR-1997-01-22-33; ikrafttredelse 1997-07-01; http://www.lovdata.no/for/sf/kr/kr-19970122-0033.html

29. Miljøverndepartementet; Plan- og bygningslov; LOV-1985-06-14-77; ikrafttredelse 1986-06-01; ISBN 82-504-1434-9 http://www.lovdata.no/all/nl-19850614-077.html

30. Statens byggteknisk etat; Veiledning til teknisk forskrift til plan- og bygningsloven; 3. utgave; april 2003; http://www.be.no/beweb/regler/veil/REN2003/000tekveilinnh.html

Standarder 31. NBR; NS 3420-N1 – Beskrivelsestekster for bygg, anlegg, installasjoner – Del 1:

Murverk; pkt 5.N16.c1); 3. utgave juli 1999; no; NSF 32. NBR: NS 3473 – Prosjektering av betongkonstruksjoner – Beregnings og

konstruksjonsregler; 5. tgave; 1998; no; NSF 33. NBR; NS 3490 – Prosjektering av konstruksjoner – Krav til pålitelighet; 1. utgave; 1999;

no; NSF 34. NBR; NS 3491-1 – Prosjektering av konstruksjoner – Dimensjonerende laster – Del 1:

Egenlaster og nyttelaster; 1. utgave; 1998; no; NSF 35. NBR; NS 3491-2 – Prosjektering av konstruksjoner – Dimensjonerende laster – Del 2:

Påvirkning ved brann; Utgave 1; 2002; no; NSF 36. NBR; NS 3491-3 – Prosjektering av konstruksjoner – Dimensjonerende laster – Del 3:

Snølaster; 1. utgave; 2002; no; NSF 37. NBR; NS 3491-4 – Prosjektering av konstruksjoner – Dimensjonerende laster – Del 4:

Vindlaset; 1. utgave; 2002; no; NSF 38. NBR; NS 3491-5 – Prosjektering av konstruksjoner – Dimensjonerende laster – Del 5:

Termiske påvirkninger; 1. utgave; 2003; no; NSF 39. NBR; NS 3491-7 – Prosjektering av konstruksjoner – Dimensjonerende laster – Del 7:

Ulykkeslaster; 1. utgave, 2000, no; NSF 40. NBR; NS-EN 572-1 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 1:

Definisjoner og generelle fysiske og mekaniske egenskaper; 1. utgave; 1995; no; NSF 41. NBR; NS-EN 572-2 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 2:

Floatglass; 1. utgave; 1995; no; NSF 42. NBR; NS-EN 572-3 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 3:

Speiltrådglass; 1. utgave, 1995; no, NSF 43. NBR; NS-EN 572-4 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 4:

Maskinglass; 1. utgave, 1995, no, NSF 44. NBR; NS-EN 572-5 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 5:

Ornamentglass; 1. utgave; 1995; no; NSF

http://www.be.no/beweb/regler/eu/basisdok.html

http://www.be.no/beweb/regler/eu/byggevaredirektiv



http://www.lovdata.no/for/sf/kr/kr-19970122-0033.html

http://www.lovdata.no/all/nl-19850614-077.html

http://www.be.no/beweb/regler/veil/REN2003/000tekveilinnh.html

BÆRENDE GLASS

45. NBR; NS-EN 572-6 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 6: Trådglass; 1. utgave; 1995; no; NSF

46. NBR; NS-EN 572-7 – Bygningsglass – Basisprodukter av kalksodasilikatglass – Del 7: Profilglass med eller uten innlagte tråder; 1. utgave; 1995; no; NSF

47. NBR; NS-EN 1096-1 – Bygningsglass – Belagt glass – Del 1: Definisjoner og klassifisering; 1. utgave; 1999; no; NSF

48. NBR; NS-EN 1096-2 – Bygningsglass – Belagt glass – Del 2: Krav og prøvingsmetoder for belegg i klasse A, B, og S; 1. utgave; 2001; en; NSF

49. NBR; NS-EN 1096-3 – Bygningsglass – Belagt glass – Del 3: Krav og prøvingsmetoder for belegg i klasse C og D; 1. utgave; 2001; en; NSF

50. NBR; NS-EN 1288-1 – Bygningsglass – Bestemmelse av bøyestyrke i glass – Del 1: Grunnleggende glassprøvingsprinsipper; utgave 1; 2000; en; NSF

51. NBR; NS-EN 1288-2 – Bygningsglass – Bestemmelse av bøyestyrke i glass – Del 2: Prøving med to konsentriske ringer på plane prøvelegemer med store prøveflater; utgave 1; 2000; en; NSF

52. NBR; NS-EN 1288-3 – Bygningsglass – Bestemmelse av bøyestyrke i glass – Del 3: Prøving med to linjelaster og tosidig opplagring; utgave 1; 2000; en; NSF

53. NBR; NS-EN 1288-4 – Bygningsglass – Bestemmelse av bøyestyrke i glass – Del 4: Prøving av profilglass; utgave 1; 2000; en; NSF

54. NBR; NS-EN 1288-5 – Bygningsglass – Bestemmelse av bøyestyrke i glass – Del 5: Prøving med to konsentriske ringer på plane prøvelegemer med små prøveflater; utgave 1; 2000; en; NSF

55. NBR; NS-EN 1748-1 – Bygningsglass – Spesielle basisprodukter – Del 1: Borsilikatglass; 1. utgave; 1997; en; NSF

56. NBR; NS-EN 1748-2 – Bygningsglass – Spesielle basisprodukter – Del 2: Glasskeramikk; 1. utgave; 1997; en; NSF

57. NBR; NS-EN 1863-1 – Bygningsglass – Varmeforsterket kalksodasilikatglass – Del 1: Definisjon og beskrivelse; 1. utgave; 2000; en; NBR

58. NBR; NS-EN 12150-1 – Bygningsglass – Termisk herdet kalksodasilikatglass – Del 1: Definisjon og beskrivelse; 1. utgave; 2000; no; NBR

59. NBR; NS-EN 12337-1 – Bygningsglass – Kjemisk herdet kalksodasilikatglass – Del 1: Definisjon og beskrivelse; 1. utgave; 2000; no; NBR

60. NBR; NS-EN 13024-1 – Bygningsglass – Termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass – Del 1: Definisjon og beskrivelse; 1. utgave; 2000; no; NBR

61. NBR; NS-EN ISO 12543-1 – Bygningsglass – Laminert glass og sikkerhetsglass – Del 1: Definisjoner og beskrivelse av komponenter; 1. utgave; 1998; no; NBR

62. NBR; NS-EN ISO 12543-2 – Bygningsglass – Laminert glass og sikkerhetsglass – Del 2: Laminert sikkerhetsglass; 1. utgave; 1998; no; NBR

63. NBR; NS-EN ISO 12543-3 – Bygningsglass – Laminert glass og sikkerhetsglass – Del 3: Laminert glass; 1. utgave; 1998; no; NBR

64. NBR; NS-EN ISO 12543-4 – Bygningsglass – Laminert glass og sikkerhetsglass – Del 4: Prøvingsmetoder og holdbarhet; 1. utgave; 1998; en; NBR

65. NBR; NS-EN ISO 12543-5 – Bygningsglass – Laminert glass og sikkerhetsglass – Del 5: Mål og kantbehandling; 1. utgave; 1998; no; NBR

66. NBR; NS-EN ISO 12543-6 – Bygningsglass – Laminert glass og sikkerhetsglass – Del 6: Utseende; 1. utgave; 1998; no; NBR

78

9 REFERANSELISTE

79

NBI blad 67. Byggforsk; Byggdetaljer 471.051 – Snølast på glasstak; 1. sending; 1990; NBI 68. Byggforsk; Byggdetaljer 523.641 – Glassbyggestein i fasader; 2. sending; 1999; NBI 69. Byggforsk; Byggdetaljer 525.583 – Glasstak. Konstruksjonsprinsipper. Beregning av

glasstykkelser; 1. sending; 1988; NBI 70. Byggforsk; Byggdetaljer 527.231 – Glassgårder i store bygg. Temperatur- og

energiforhold; 1996; NBI 71. Byggforsk; Byggdetaljer 533.102 – Vinduer. Typer og funksjoner; 1. sending; 2000; NBI 72. Byggforsk: Byggdetaljer 536.112 – Rekkverk; 1993; NBI 73. Byggforsk; Byggdetaljer 542.508 – Mekanisk festet glass; 2. sending; 1990; NBI 74. Byggforsk; Byggdetaljer 542.510 – Kledning av fastlimt glass; 1. sending 1990; NBI 75. Byggforsk; Byggdetaljer 571.951 – Bygningsglass; 2. sending; 1993; NBI 76. Byggforsk; Byggdetaljer 571.953 – Isolerruter. Typer og konstruksjoner; 1. sending;

2001; NBI 77. Byggforsk; Byggdetaljer 571.954 – Isolerruter. Lys- og varmetekniske egenskaper;

1. sending; 2001; NBI 78. Byggforsk; Byggdetaljer 571.956 – Sikkerhetsruter; 1. sending; 2001; NBI 79. Byggforsk; Byggdetaljer 571.957 – Ruter med brannmotstand; 1. sending 1993; NBI 80. Byggforsk; Byggforvaltning 726.608 – Innglassing av balkonger; 2. sending; 1997; NBI

Nettsider 81. 1999 Benedictus Awards – Special Recognition

http://www.dupont.com/safetyglass/99bened/skywalk.htm 82. Benedictus Fact Sheet

http://www.dupont.com/safetyglass/benedictus/facts.html 83. Benevning på Norsk Standard

http://www.standard.no/imaker.exe?id=3562&visdybde=2&aktiv=3562 84. British Standards Online

http://bsonline.techindex.co.uk 85. Byggetjeneste

http://www.byggtjeneste.no 86. DuPont

http://www1.dupont.com/NASApp/dupontglobal/corp/index.jsp 87. EU og standarder

http://www.standard.no/imaker.exe?id=379&visdybde=1&aktiv=379 88. Glassbransjeforbundet i Norge - Historie

http://www.glassbransjeforbundet.no/index.php?id=fakta/historikk 89. Glassfiles

http://www.glassfiles.com 90. Glassfiles – About

http://www.glassfiles.com/about/about.html 91. Glass on Web

http://www.glassonweb.com 92. Glass Processing Days

http://www.glassprocessingdays.com 93. Glass Technology Live

http://www.glasstec-online.com 94. Norsk Stål AS

http://www.norskstaal.no

http://www.dupont.com/safetyglass/99bened/skywalk.htm

http://www.dupont.com/safetyglass/benedictus/facts.html

http://www.standard.no/imaker.exe?id=3562&visdybde=2&aktiv=3562

http://bsonline.techindex.co.uk/

http://www.byggtjeneste.no/

http://www1.dupont.com/NASApp/dupontglobal/corp/index.jsp

http://www.standard.no/imaker.exe?id=379&visdybde=1&aktiv=379

http://www.glassbransjeforbundet.no/index.php?id=fakta/historikk

http://www.glassfiles.com/

http://www.glassfiles.com/about/about.html

http://www.glassonweb.com/

http://www.glassprocessingdays.com/

http://www.glasstec-online.com/

http://www.norskstaal.no/

BÆRENDE GLASS

95. Pilkington http://www.pilkington.com/europe/norway/norwegian/default.htm

96. Pilkington Activ http://www.pilkington.com/international+products/activ/norway/english/about+the+glass/default.htm

97. Pilkington Company History http://www.pilkington.com/corporate/english/company+briefing/company+history/default1.htm

98. Pronorm, standardiseringens salgsselskap http://www.standard.no/imaker.exe?id=184

99. Schlaich Bergerrmann und Partner – Projects http://www.sbp.de/en/fla/index.html

100. SentryGlas® Plus ionoplast interlayer http://automotive.dupont.com/en/productServices/glassLaminating/sentryglasPlus.html

101. Statens byggtekniske etat http://www.be.no

102. Statens byggteknisk etat – Byggeregler http://www.be.no/beweb/regler/regeltop.html

103. Toms Pixel Gallery – Architektur http://familie-greve.de/gallery/Architektur/kuppel

104. Zappi & Retrofitting http://www.bk.tudelft.nl/onderzoek/portfolio/b_2.html

105. Zenkner & Handel – Aktuelle Projecte – Tower Place http://www.zenknerhandel.com/tower_place.htm

Annet materiell 106. Albrecht, Nils, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, Universität Karlsruhe (TH);

Trykte forelesningsnotater; utdelt i forelesninger ved UNI-KA høsten 2002 107. Albrecht, Nils, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, Universität Karlsruhe (TH);

Litteraturliste; motatt pr e-post 15. oktober 2003 108. National Geographic Channel; Frontlines of Construction: Glass; Tape NO:

01807352; SKY

Personlig kontakt 109. Albrecht, Nils; Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine;

Abteilung Stahl- und Leichtmetallbau; Universität Karlsruhe (TH) 110. Austad, Henning; daglig leder; Modum Glassindustri AS 111. Johansen, Tor Steinar; Leder for NBI Inspeksjon; Byggforsk 112. Lassesen, Einar Morten; Standard Norge 113. Monsen, Arne; Teknisk Sjef; Optiroc AS 114. Nilssen, Per; SINTEF Bygg og miljøteknikk 115. Pettersen, Per; direktør; Glassbransjeforbundet i Norge 116. Salvesen, Astrid; ingeniør; Glassblåserverkstedet; NTNU 117. Schlaich, Jörg, administrerende direktør; Schlaich Bergermann und Partner 118. Schneider, Jens; Schlaich Bergermann und Partner 119. Thronæs, Finn; Pilkington Norge AS

80

http://www.pilkington.com/europe/norway/norwegian/default.htm

http://www.pilkington.com/international+products/activ/norway/english/about+the+glass/default.htm

http://www.pilkington.com/international+products/activ/norway/english/about+the+glass/default.htm

http://www.pilkington.com/corporate/english/company+briefing/company+history/default1.htm

http://www.pilkington.com/corporate/english/company+briefing/company+history/default1.htm

http://www.standard.no/imaker.exe?id=184

http://www.sbp.de/en/fla/index.html

http://automotive.dupont.com/en/productServices/glassLaminating/sentryglasPlus.html

http://www.be.no/

http://www.be.no/beweb/regler/regeltop.html

http://familie-greve.de/gallery/Architektur/kuppel

http://www.bk.tudelft.nl/onderzoek/portfolio/b_2.html

http://www.zenknerhandel.com/tower_place.htm

10 Norsk – engelsk – tysk ordliste

Listen gir oversettelse fra norsk til engelsk og tysk av en del sentrale tekniske glassrelatert ord

BÆRENDE GLASS

Norsk Engelsk Tysk borsilikatglass borosilicate glass Borosilikatglas bøyd glass bent glass Gebogenes Glas floatglass float glass Floatglas glassbyggestein glass blocks Glasbaustein, Betongläser kalksodasilikatglass soda lime silicate glass Kalknatron Glas kjemisk herdet glass chemical toughened glass Chemisch vorgespantes Glas kronglass crown glass Mondglas, Schleuderglas laminert glass laminated glass Verbund-Sicherheitsglas (VSG) maskinglass sheet glass, draw glass Ziehglas ornamentglass ornamental glass, patterned glass Ornamentglas plateglass plate glass Tafel Glas profilglass profile glass Profilbauglas sikkerhetsglass safety glass Sicherheitsglas speiltrådglass wire-reinforced glass Drahtglas sylinderglass cylinder sheet glass Zylinderstreckglas termisk herdet glass tempered glass, single pane safety

glass, thermally toughened glass Einscheibene-Sicherheitsglas (ESG)

trukket glass sheet glass, draw glass Ziehglas trådglass wire-reinforced ornamental glass Drahtornamentglas valset glass cast glass, rolled glass Gussglas varmeforsterket glass heat strengthened glass teilvorgespantes Glas (TVG) varmetest heat soak test Heiβlagerungstest

82

VEDLEGG A

I

NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET, NTNU Institutt for konstruksjonsteknikk

TKT4710

Konstruksjonsteknikk, Fordypningsemne PROSJEKTARBEID - HØSTEN 2004

Oppgave for stud. techn.

Alexander Brage Hansen

BÆRENDE GLASS

Glas as a loadcarrying material

INNLEDNING I bruddmekanisk sammenheng regnes glass som et såkalt ideelt sprøtt materiale. Det betyr at materialet kun frigjør elastisk tøyningsenergi ved brudd. Når glassets fasthet overskrides oppstår dermed momentant brudd. Ved dimensjonering av bærende konstruksjoner ønsker en mest mulig duktil (seig) oppførsel, der store deformasjoner gir muligheter for spenningsomlagring og forvarsel om brudd. Dette er bakgrunnen for at man normalt kun aksepterer at glass belastes med sin egenlast, og ikke bærer andre komponenter. En økning av duktiliteten kan oppnåes ved armering, i prinsipp på samme måte som ved armerte betongkonstruksjoner. I denne sammenheng vil antagelig armert glass ha en mekanisk oppførsel tilsvarende den til armert høyfast betong.

OPPGAVE Prosjektoppgaven retter seg mot å undersøke om det eksisterer retningslinjer for bærende komponenter/systemer i glass, samt å beskrive de mekaniske egenskapene til glass. Prosjektet kan deles inn i følgende deloppgaver: Litteraturstudium Søk i databaser med relevante stikkord for: mekaniske egenskaper, bærende komponenter, produksjonsprosesser, standarder.

BÆRENDE GLASS

II

I tillegg inngår følgende litteratur: Albrecht, Nils, Litteraturliste, Versuchsanstalt, Universität Karlsruhe, 2003 Tore Gjelsvik, Glass i norske vinduer år 2000, ISBN 82-992129-5-2 Bauen Mit Glas, Wirtschaftministrium Baden-Wurttenberg, 2002 Joseph Amstock, Handbook of glas in construction, ISBN 0-07-001619-4 Schittich, Staib, Balkow, Schuler, Sobek, Glass Construction Manual, ISBN: 3764360771 (Basel), ISBN: 0817660771 (Boston) Litteratur fra Glassbransjeforbundet i Norge Eksperimentelle forsøk Fasthetsegenskaper til egenproduserte prøvestykker i glass, tilsvarende de som brukes ved standard materialprøving av betong (trykk, bøyestrekk, bruddenergi, E-mod og tverrkontraksjon) Sammenligne materialegenskaper til glass og betong. GENERELT Arbeidets omfang skal tilsvare 15.0 Studiepoeng og kan detaljeres ytterligere i samråd med faglærer. Oppgaven er utlevert den ? og skal leveres inn innen den ?. Trondheim den 22.01-2004 Karl V Høiseth Faglærer

VEDLEGG B

III

Prosjektoppgave bærende glass Forslag til prøveprogram

Kort beskrivelse av prosjektet Prosjektet skrives på Institutt for konstruksjonsteknikk og Faglærer er professor Karl Vincent Høiseth, andre veiledere er professor Jan Siem ved Institutt for byggekunst, historie og teknologi og fra NBI, Bjørn Strandholmen og Tor Steinar Johansen. Prosjektoppgaven retter seg mot å undersøke om det eksisterer retningslinjer for bærende komponenter/systemer i glass, samt å beskrive de mekaniske egenskapene til glass. Første del er tenkt gjennomført som et litteraturstudium og sistnevnte i form av ulike forsøk. Prosjektoppgaven vil utvides til et senere diplomarbeid. Forsøkbeskrivelse Det er ønskelig å finne følgene egenskaper for glasset. Trykkfasthet, bøyefasthet, bruddenergi, elastisitetsmodul og tverrkontraksjonstall. I tillegg vil det være interessant å sammenligne glassplater med og uten rissflaters bøyefasthet. Beskrivelse av prøver Til forsøkene brukes fire ulike prøver, ett prøvestykke i vanlig floatglass (fig 1), ett prøvestykke i tre lags laminatglass (fig 2) og to glassplater, en med rissrand og en uten rissrand (fig 3). Prøvestykke i floatglass. Prøvestykkene skjæres ut av 25mm floatglass med vannjet, kantene slipes og poleres. Mål i mm: Fig 1 Prøvestykke i laminatglass Prøvestykkene skjæres ut med vannjet av tre lags laminatglass bestående av 3 lag 8 mm floatglass og 0,38 mm PVB-folie, kantene slipes og poleres

19

19 160

BÆRENDE GLASS

IV

Mål i mm Fig 2 Glassplate Glassplatene brekkes ut, på ni av platene slipes og poleres kantene. Mål i mm: Fig 3 Forsøkmatrise Forsøkene vil trolig gi noe spredning i resultat grunnet glassets egenskaper, det prøves derfor 9 prøver i hvert enkelt forsøk. Glass er et isotropt materiale og det er derfor ikke nødvendig å prøve det rene float glasset i flere retninger. Trykkprøving og bøyestrekk kan gjøres med samme prøvestykke. Laminatglasset vil ha ulike egenskaper på langs og på tvers av laminatene, det vil derfor være av interesse å gjøre forsøkene i to retninger.

Forsøk Emne Antall prøver floatglass

Antall prøver laminatglass

Trykk * Fig 1 9 - Bøyestrekk ** Fig 1 9 - Bøyestrekk ** Fig 2 18 Bøyestrekk ** Fig 3 9 (m/rissrand) - Bøyestrekk ** Fig 3 9 (u/rissrand) -

*) Trykkfasthet, elastisitetsmodul og tverrkontraksjonstall **) Bøyestrekkfasthet, tøyning-/spenningsdiagram Totalt antall prøver Prøvestykke floatglass (fig 1): 9 Prøvestykke laminatglass (fig 2): 18 Glassplate m/rissrand (fig 3): 9 Glassplate u/rissrand (fig 3): 9

160

Floatglass 3 x 6 mm

0,38 mm PVB-folie

300

100

10

19

VEDLEGG C

V

Alexander Brage Hansen Skansegata 20 7014 Trondheim Glassbransjeforbundet i Norge Vitaminveien 9 0485 Oslo

Trondheim 5. april 2004

Vedrørende prosjekt-/diplomoppgave om bærende glass Viser til tidligere korrespondanse med Per Pettersen pr telefon og mail. Jeg studerer siving bygg- og miljøteknikk ved NTNU i Trondheim, fordypning konstruksjonsteknikk. Denne våren skriver jeg en prosjektoppgave om bærende glass, oppgavetekst ligger vedlagt, som vil utvides til en mer omfattende diplomoppgave til høsten. Oppgaveteksten er formulert av professor Karl Vincent Høiseth ved institutt for konstruksjonsteknikk i samarbeid med professor Jan Siem ved fakultet for arkitektur og billedkunst, Bjørn Strandholmen og Tor Steinar Johansen ved Norges byggforskningsinstitutt og undertegnede. Den videre diplomoppgaven er av stor interesse for de overnevnte og blir trolig den første i en rekke diplomoppgaver om bærende glass. I forbindelse med prosjektoppgaven skal jeg foreta noen enkle forsøk, se vedlagt prøveprogram. Jeg har i den anledning gjennom Tor Steinar Johansen vært i kontakt med Henning Austad ved Modum Glassindustri AS som har sagt seg villig til å produsere prøvestykkene. Da han syntes prosjektet hørtes veldig interessant ut, ønsket han opprinnelig å fremstille dem kostnadsfritt. Produksjonen viser seg imidlertid å ville koste mellom 20.000 og 35.000 kroner som han ikke har noen mulighet til å dekke, han anbefalte meg derfor å ta kontakt med dere. Jeg ønsker med dette brevet å høre om dere har midler som kan frigis til produksjon av glassprøvestykkene. Disse forsøkene er viktige for at jeg skal få et bedre innblikk i glassets materielle egenskaper og på sikt mener jeg at min oppgave også vil komme dere til nytte. Ta gjerne kontakt med meg på telefon 957 80 597 eller email [email protected]. Håper på positivt svar Vennlig hilsen

Alexander Brage Hansen 2 vedlegg

VEDLEGG D

Fremdriftslogg for prøveprogram

13. januar 2004 Møte med Kalle Høiseth

• Tankespinn rundt muligheten av å gjøre forsøk i glass

• Følge standard mål for terningfasthet, eventuelt mindre dimensjoner

• Mulighet for å lage små modeller?

14. januar 2004 Møte med Astrid Salvesen, Glassblåserverkstedet NTNU

• Kan hjelpe til med å produsere prøvestykker

• Kan lime og sveise. En sveis blir like sterkt som rent glass, lim blir ”sterkt nok”

• Glassblåserverkstedet har kun glasstaver (d ≤ 19 mm) og rør, borsilikatglass

• Pilkington kan herde • Herdet produkt kan ikke behandles (er

ferdig produkt) • Aktuelle prøver må trolig bestilles fra

Hadeland Glassverk, forventet levering 1-2 mnd

• Har utstyr for å måle spenningsforløp i glass optisk

10. februar 2004 Møte på Byggforsk med Bjørn Strandholmen, Tor Steinar Johansen, Jan Siem og Kalle Høiseth

• Trykk, bøyestrekk, bruddenergi, elastisitetsmodul, tverrkontraksjonstall

• Finnes floatglass opp til 30 mm • Prøvestykker på 25 x 25 x 150 i rent glass • Prøvestykker i laminatglass av 3 plater 25

x 8 x 150 • Bøyestrekk – glassplater med og uten riss

16. februar 2004 Utarbeidet forsøksmatrise

20. februar 2004 Møte med Karl Vincent Høiseth

• Trykkfasthet, E-modul og tverrkontraksjonstall kan gjøres samtidig

• Bøyestrekkfasthet og tøynings-/spenningsdiagram kan gjøres samtidig

• Korrigere forsøksmatrise

23. februar 2004 Laget utkast til prøveprogram

3. mars 2004 Møte med Karl Vincent Høiseth

• Inspeksjon betonglabb • Hensiktsmessig å bruke maskin for

mørtelprøver • Trenger prøvestykker med 160 mm

lengde. • Korrigert prøveprogram

4. mars 2004 Samtale med Per Nilssen, SINTEF

• Glass bør ikke slipes ned mer enn 1-2 mm (høy kostnad, tidkrevende)

• Tidligere forsøk med glass har blitt kuttet med vannjett av SIFA A/S

5. mars 2004 Sender prøveprogram til Tor Steinar Johansen

10. mars 2004 Telefonsamtale med Tor Steinar Johansen

• Sender prøveprogram til Modum Glassindustri AS

22. mars 2004 Telefonsamtale med Henning Austad, daglig leder, Modum Glassindustri AS

• Finnes ikke tykkere floatglass enn 19 mm • Endret dimensjon på figur 1 og 2 til 19 x

19 x 160 • Glass kan knekkes eller skjæres uten

svekkelser videre inn • Kantene slipes med diamant • Ønsker å fremstille prøvestykkene

kostnadsfritt • Ved brekking av smale stykker blir ikke

flaten 90º • Kan ikke slipe smalere enn 100 mm • Bredden av figur 3 endret til 130 mm • Må forhøre seg ang produksjon av

prøvestykker smalere enn 100 mm

23. mars 2004 Telefonsamtale med Henning Austad

• Mulig å slipe prøvestykker med 19 mm bredde manuelt

• Kan produsere 4 prøvestykker i timen, maskinutgifter 3000,-/h

• Produksjonen vil bli kostbar • Rent brudd -> samme prøvestykke kan

benyttes til bøyestrekk og trykk

VII

BÆRENDE GLASS

• Endret fra 18 til 9 eks av fig 1 10. august 2004 • Gir tilbakemelding ang produksjon i uke 4 Møte med Karl Vincent Høiseth

2. april 2004 • Henter glassplater hos Pilkington Norge AS Telefonsamtale med Henning Austad

• Enaksial trykkprøving • Kan ikke bære produksjonskostnadene alene • Tre punkts bøyestrekk

• Glassbransjeforbundet i Norge har midler til forskning

• Møtes i prøvehall fredag

Telefonsamtale med Karl Vincent Høiseth 13.august 2004 • Utarbeide og sende skriftlig søknad til

Glassbransjeforbundet Forenklede forsøk i MTI Betonglaboratorium

• Tre punkts bøyestrekk, tre oppsett • Skrive forsøksrapport

6. april 2004 • Enaksial trykkprøving gjennomføres onsdag Søknad om midler sendt til Glassbransjeforbundet i

Norge, ringe etter påske. 18. august 2004

19. april 2004 Forenklede forsøk i MTI Betonglaboratorium Telefonsamtale med Per Pettersen, direktør, Glassbransjeforbundet i Norge

• Enaksial trykkprøving, 1. og 2. oppsett • Siste oppsett gjennomføres i morgen

• Tar opp søknad på styremøte torsdag • Generalforsamling fredag 19. august 2004 • Gir tilbakemelding mandag Forenklede forsøk i MTI Betonglaboratorium

• Enaksial trykkprøving, 3. oppsett 27. april 2004 • Skrive forsøksrapport Telefonsamtale med Per Pettersen

• Glemt søknad på styremøte • Ringer Modum Glassindustri AS onsdag

for spørsmål om deling av kostnader • Sende søknad på nytt pr e-post.

29. april 2004 Telefonsamtale med Per Pettersen

• Innstilt på å hjelpe • Ønsker fullført litteraturstudie først • Kan bidra på eventuell diplom

E-post til Karl Vincent Høiseth • Enklere prøvestykker, avtale nærmere i

uke 19

4. mai 2004 Møte med Karl Vincent Høiseth

• Gjennomføre forenklede forsøk i uke 23

19. mai 2004 Møte med Karl Vincent Høiseth

• Forsøkene må utsettes til sommeren/høsten

5. august 2004 Telefonsamtale med Karl Vincent Høiseth

• Forenklede forsøk gjennomføres i uke 33 • Samtale tirsdag 10. august etter lunsj

VIII

VEDLEGG E

IX

Institutt for konstruksjonsteknikk

Forsøksrapport Forenklede forsøk – Tre punkts bøyestrekk

Forsøksdato: Fredag 13. august 2004 Sted: Betonglaboratoriet MTI Deltagende: Karl Vincent Høiseth

Alexander Brage Hansen Helge Rødsjø Ahmed Yousry

Rapport forfattet av: Alexander Brage Hansen Sammendrag Et forenklet tre punkts bøyeforsøk av tre glassbjelker ble gjennomført fredag 13. august 2004. Hensikten med forsøket var å finne bøyefasthet og E-modul. Følgende data ble funnet:

Bøyefasthet: 48,6 N/mm2

E-modul: 67900 N/mm2

Trondheim 17/8/2004

BÆRENDE GLASS

X

Innledning/målsetning I tilknytning til prosjektarbeidet Bærende Glass ved NTNU institutt for konstruksjonsteknikk skal det finnes fasthetsegenskaper til egenproduserte prøvestykker i glass, tilsvarende de som brukes ved standard materialprøving av betong (trykk, bøyestrekk, bruddenergi, E-modul og tverrkontraksjon). De opprinnelig planlagte forsøkene lot seg ikke gjennomføre da utgiftene ble for store. 13. august 2004 ble det derfor gjennomført et forenklet forsøk for å bestemme bøyefasthet og E-modul av floatglass.

Metode Tre glassbjelker i 10 mm kalksodasilikat floatglass fra Pilkington Norge AS avdeling Trondheim ble testet til brudd i tre punkts bøyestrekk. Tabell A under viser bjelkenes faktiske mål i mm. Oppsett Lengde ñ bredde tykkelse

1 2150 100,5 10,12 2150 99,325 10,13 2150 99,375 10,1

Tabell A: Mål i mm Under forsøkene ble bjelkene fritt opplagret med en bjelkelengde på 2150 mm (se Figur 1).

Figur 1: Statisk system for egenlast Nyttelasten ble lagt på et 150 mm langt felt midt på bjelken (se Figur 2).

Figur 2: Statisk system for nyttelast

VEDLEGG E

XI

På grunn av glassets høye E-modul og det store forholdet mellom lastfeltets og bjelkens totale lengde, betraktes nyttelasten som en punktlast midt på bjelken (se Figur 3).

Figur 3: Forenklet statisk system for nyttelast Et lag kjemisk metall ble brukt for å plane ut eventuelle ujevnheter og sørge for en jevn kontaktflate mellom glassbjelken og lager/punktlast. Den første bjelken ble pålastet med en 4079 g stålplate og deretter lodd á 775 g til brudd. Andre og tredje bjelke ble pålastet med 4079 g stålplate, lodd á 5000 g, lodd á 2000 g og deretter lodd á 775 g til brudd. Nedbøyninger ble registrert ved bruk av skyvelær.

Figur 4: Prøveoppsett, bjelke kun belastet med stålplate Bøyefasthet er beregnet med grunnlag i de tre bruddlastene. E-modul er beregnet med grunnlag i nedbøyninger.

BÆRENDE GLASS

XII

Resultater Ved oppsett 1 og 3 oppstod brudd etter siste lasttrinn. I oppsett 2 oppstod brudd under pålastning av åttende lasstrinn etter ca 500 g pålastning. Bruddet oppstod plutselig uten forvarsel. Ved nærmere studie av bruddstykkene kan det tydelig sees oppriss i strekksonen på flere steder. Bruddflaten er av modus 1 oppsprekking. Bruddet har i alle tre tilfeller startet i en bruddanvisning i strekksonen og spredd i tilsynelatende vilkårlige retninger tvers igjennom bjelken.

Figur 5: Brudd oppsett 2

Figur 6: Brudd oppsett 3

Nærmere studie av bruddflatene i oppsett 1 vanskeliggjordes da nyttelasten falt over bruddet og ødela prøven. Tabellen under viser lasttrinnene fra ingen last til bruddlast og de respektive nedbøyningene for de tre oppsettene. Lasttrinn 0 er kun egenvekt. Lasttrinn økt nyttelast i kg total nyttelast i kg w i mm

0 0 0 8,351 4,079 4,079 23,652 0,775 4,854 25,503 0,775 5,629 28,354 0,775 6,404 31,155 0,775 7,179 33,456 0,775 7,954 36,107 0,775 8,729 38,758 0,775 9,504 42,309 0,775 10,279 44,00

10 0,775 11,054 46,1511 0,775 11,829 49,0512 0,775 12,604 51,4013 0,775 13,379 54,0514 0,775 14,154 56,5015 0,775 14,929 59,3516 0,775 15,704 61,9517 0,775 16,479 64,2518 Brudd

Tabell B: Oppsett 1

VEDLEGG E

XIII

Lasttrinn økt nyttelast i kg total nyttelast i kg w i mm

0 0 0 7,851 4,079 4,079 23,702 5 9,079 40,353 2 11,079 46,804 0,775 11,854 49,405 0,775 12,629 52,106 0,775 13,404 54,207 0,775 14,179 56,758 0,5 14,679 Brudd

Tabell C: Oppsett 2 Lasttrinn økt nyttelast i kg total nyttelast i kg w i mm

0 0 0 8,101 4,079 4,079 23,202 5 9,079 40,103 2 11,079 46,504 0,775 11,854 47,655 0,775 12,629 50,906 0,775 13,404 53,857 0,775 14,179 56,308 0,775 14,954 58,809 Brudd

Tabell D: Oppsett 3 Med utgangspunkt i den teoretiske E-modulen på 70000 N/mm2 kan den teoretiske nedbøyningen beregnes. De påfølgende grafene viser nedbøyningen med økt nyttelast, uten å ta hensyn til egenvekten.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Nyttelast i kg

Ned

bøyn

ing

i mm

Målt nedbøyning uten egenlastTeoretisk nedbøyning uten egenlast

Figur 7: Grafisk fremstilling av nedbøyning for oppsett 1

BÆRENDE GLASS

XIV

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Nyttelast i kg

Ned

bøyn

ing

i mm



0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Nyttelast i kg

Ned

bøyn

ing

i mm



VEDLEGG E

XV

Som det kommer fram av grafene er avviket mellom teoretisk og faktisk verdi svært liten og enkelte ganger mindre enn 0,5 mm. Totalt standardavvik og standardavvik mellom teoretisk og faktisk verdi uten egenlast i hvert oppsett, er gitt i tabellen under. Standardavvik i mm Oppsett 1 0,379Oppsett 2 0,460Oppsett 3 0,690Totalt 0,595Tabell E: Standardavvik Med utgangspunkt i målte w-verdier, blir gjennomsnittelig E-moduler: E-modul i N/mm2

Oppsett 1 67614Oppsett 2 67063Oppsett 3 69014Snitt 67897Tabell F: Gjennomsnittelige E-moduler Bruddlastene er satt til verdiene i tabellen under. Bruddlast i kN Oppsett 1 0,1617Oppsett 2 0,1440Oppsett 3 0,1543Standardavvik 0,0089Snitt 0,1533Tabell G: Bruddlaster Ut fra bruddlastene beregnes bøyefastheten Bøyefasthet i N/mm2

Oppsett 1 50,85Oppsett 2 45,83Oppsett 3 49,09Standardavvik 2,55Snitt 48,59Tabell H: Bøyefasthet

Konklusjon Bøyefasthet: 48,6 N/mm2

E-modul: 67900 N/mm2

Feilkilder • Glassbjelkene hadde en mengde bruddanvisninger fra tilkuttingen. Disse har ført til

lavere bøyefasthet. • Metoden for å finne bruddlast er unøyaktig. • Unøyaktigheter kan ha oppstått ved måling av nedbøyninger.

VEDLEGG F

XVII

Institutt for konstruksjonsteknikk

Forsøksrapport Forenklede forsøk – Enaksial trykkprøving

Forsøksdato: Onsdag 18. august 2004 Torsdag 19. august 2004 Sted: Betonglaboratoriet MTI Deltagende: Karl Vincent Høiseth

Alexander Brage Hansen Helge Rødsjø Ahmed Yousry

Rapport forfattet av: Alexander Brage Hansen Sammendrag Forsøk med forenklet trykkprøving ble gjort på tre glassprøver 18. august 2004. Hensikten med forsøket var å finne trykkfastheten til kalksodasilikat floatglass. Følgende data ble funnet:

Trykkfasthet: 378 N/mm2

Trondheim 20/8/2004

BÆRENDE GLASS

XVIII

Innledning/målsetning I tilknytning til prosjektarbeidet Bærende Glass ved NTNU institutt for konstruksjonsteknikk skal det finnes fasthetsegenskaper til egenproduserte prøvestykker i glass, tilsvarende de som brukes ved standard materialprøving av betong (trykk, bøyestrekk, bruddenergi, E-modul og tverrkontraksjon). De opprinnelig planlagte forsøkene lot seg ikke gjennomføre da utgiftene ble for store. 18. og 19. august 2004 ble det derfor gjennomført et forenklet forsøk for å bestemme trykkfastheten til floatglass.

Metode Fire prøvestykker på 50 mm x 50 mm x 10,1 mm ble kuttet ut fra en 10 mm kalksodasilikat floatglass plate fra Pilkington Norge AS avdeling Trondheim. Breddemålene er ikke eksakte da det tilgjengelige utstyret ikke tillot større nøyaktighet. Unøyaktigheten er imidlertid av mindre betydning da det antas at bruddstykkene har flere større feilkilder i form av initialbrudd. Til påvisning av trykkfasthet ble det brukt en 300 tonns trykkpresse fra Mohr + Federhaff + Losenhausen. Pressen har et fastlager i underkant, et sfærisk lager i overkant, og analog avlesning. Pressen har ikke mulighet til å tegne opp spennings-/tøyningsdiagrammer.

Figur 1: 300 tonns trykkpresse Det ble gjort tre prøveoppset: Oppsett 1 ble lastet til brudd. Prøvestykket ble plassert mellom to plater av huntonitt. Oppsett 2 ble lastet til brudd. Prøvestykket ble lagt direkte i pressen. Oppsett 3 ble lastet til 20 tonn, avlastet, lastet til 35 tonn og avlastet igjen. Prøvestykket ble lagt imellom to huntonittplater. Hensikten med dette oppsettet var å se nærmere på hva som skjer før brudd. For å unngå personskader ble pressens framside tildekket av pleksiglass og bakside tildekket av tett strie. Trykkfastheten er beregnet med grunnlag i bruddlastene fra oppsett 1 og 2.

VEDLEGG F

XIX

Resultater Oppsett 1 fikk brudd ved 97 tonn som tilsvarer 955 kN eller 380,6 N/mm2. Før selve bruddet oppstod var det en rekke små eksplosjoner og fint glasspulver ”blåste” ut fra pressen. Under bruddet hørtes et kraftig smell. Etter fjærning av pleksiglasset ble det oppdaget at deler av pressen var dekket av hvitt glasspulver. Selve prøvestykket var også endret til hvitt pulver (se Figur 4). I prøvestykkets ytterkant stod det igjen små glassbiter som kunne minne om søyler (se Figur 5).

Figur 2: Oppsett 1 før pålastning

Figur 3: Oppsett 2 etter brudd

Figur 4: Prøvestykke 1 etter brudd

Figur 5: Prøvestykke 1, detalj

Oppsett 2 fikk brudd etter 95,5 tonn som tilsvarer 936 kN eller 374,7 N/mm2. Det ble nå lagt merke til at glasset fikk brekkasje ved ca 10 tonn, ved ca 45 tonn last begynte de tidligere omtalte eksplosjonene, ved ca 90 tonn økte eksplosjonsfrekvensen betraktelig og ved brudd hørtes også denne gangen et kraftig smell. Prøvestykket ble også denne gangen endret til hvitt glasspulver med små glasslaminater i senter av trykksonen (se Figur 6). Ved nærmere studie av stålanlegget ble det oppdaget at glasset hadde presset seg ned i dette (se Figur 7) og bøyd stålplaten. I avtrykket fra prøvestykket kunne det tydelig sees at glasset har delaminert seg.

BÆRENDE GLASS

XX


Figur 7: Stålannlegg etter brudd i oppsett 2

Oppsett 3 hadde brekkasen ved ca 12 tonn. Etter avlastning ved 20 tonn kunne det tydelig sees at glasset var granulert. Etter 35 tonns pålastning var granuleringen noe større (se Figur 8). De lokale bruddene ser ut til primært å ha begynt i to initialbrudd (avmerket med sorte sirkler på Figur 9). To store felt gjenstår uten brekkasje (merket med A og B på Figur 9)


Figur 9: Prøvestykke 3, bruddanvisninger

Konklusjon Trykkfasthet: 378 N/mm2

Feilkilder • Prøvestykkene hadde en mengde bruddanvisninger fra tilkutting. Disse har ført til

lavere bøyefasthet. • Unøyaktige dimensjoner.

VEDLEGG G

XXI

BÆRENDE GLASS

XXII

VEDLEGG G

XXIII

VEDLEGG H

Albrecht, Nils; Litteraturliste [1] Aalami, B.; Williams, D.G.: Thin Plate Design for Transverse Loading, Halsted Press Book, Wiley, New York, 1975. [2] Albrecht, G.; Gräf, H.; Siebert, G.: Das Verhalten von Verbundsicherheitsglas unter dynamischer Beanspruchung, VDI-Berichte 1572, März 2000. [3] Albrecht, G.; Gräf, H.; Siebert, G.: Konstruktiver Glasbau an der TU München - Untersuchungen zum Tragverhalten von Verbundglas, Stahlbau, Heft 68, Ernst & Sohn, 1999. [4] Albrecht, N.; Podleschny, R.; Saal, H.: Bemessung Z-förmiger Distanzprofile bei Windsogbelastung, Stahlbau, Heft 12, Ernst & Sohn-Verlag, Dezember 2001. [5] ANSYS Release 6.1; Manuals; ANSYS, Inc.; 2002. [6] Beck, Kh.: Punktgestützte Glastafeln - Einfluss der Netzdichte auf den Spannungsgradienten im Bohrlochbereich, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, Mai 2003. [7] Blank, K.: Dickenbemessung von vierseitig gelagerten rechteckigen Glasscheiben unter gleichförmiger Flächenlast, Institut für konstruktiven Glasbau, Gelsenkirchen, 1993. [8] Bohmann, D.: Ein numerisches Verfahren zur Berechnung von Verbundglasscheiben, Dissertation, Lehrstuhl für Stahlbau, RWTH Aachen, Shaker Verlag Aachen, 1999. [9] Brendler, S.; Albrecht, N.: Verifizierung und Kalibrierung von FE-Punkthaltermodellierungen an Bauteilversuchen und Modellrechnungen als Grundlage für die ingenieurmäßige Bemessung punktgelagerter Glastafeln mit verschiedenen Geometrien, Fachseminar "Glas im konstruktiven Ingenieurbau 3", 2002. [10] Bucak, Ö.: Glas im konstruktiven Ingenieurbau, Stahlbaukalender, Verlag Ernst & Sohn, 1999. [11] Burmeister, A.: Auf den Punkt gebracht, Glaswelt, Januar 2002. [12] Burmeister, A.: Bemessung punktgelagerter Fassaden-Konstruktionen, Glas im Bauwesen, Darmstädter Statik Seminar, Bericht Nr. 13, 1998. [13] Buselmeier, M.: Untersuchung zur Spannungsverteilung im Lochbereich punktgestützter Glastafeln, Vertieferarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, Januar 2001. [14] BÜV-Empfehlungen für die Bemessung und Konstruktion von Glas im Bauwesen, Der Prüfingenieur, April 2001. [15] Deutsches Institut für Bautechnik, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-70.3-29: Vordachsysteme ROOFLITE-PK und ROOFLITE-PZ, Juni 1999. [16] Deutsches Institut für Bautechnik, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-30.3-6: Bauteile und Verbindungsmittel aus nichtrostenden Stählen, September 1998. [17] Deutsches Institut für Bautechnik, Grundlagen zur Beurteilung von Baustoffen, Bauteilen und Bauarten im Prüfzeichen - und Zulassungsverfahren, Berlin, Mai 1986. [18] Deutsches Institut für Bautechnik: Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-70.2-19: Punktförmig gelagerte Vertikalverglasung LITEWALL-Mono, September 1999. [19] Deutsches Institut für Bautechnik: Bauregelliste A, Bauregelliste B und Liste C, Ausgabe 2002/1, DIBt Mitteilungen Sonderheft Nr. 26 vom 31.07.2002, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2002. [20] Deutsches Institut für Bautechnik: Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen, in: Mitteilungen Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), Nr.6, 1998. [21] DIN 1055, Teil 4: Lastannahmen für Bauten; Verkehrslasten; Windlasten bei nicht schwingungsanfälligen Bauwerken, Berlin, August 1986.

XXV

BÆRENDE GLASS

[22] DIN 1249: Flachglas im Bauwesen- Teil 11: Glaskanten, Begriff, Kantenform und Ausführung, 1986.- Teil 12: Einscheibensicherheitsglas, 1990. [23] DIN EN 10088, Teile 1 - 3 : Nichtrostende Stähle, Deutsche Fassung , 1995. [24] DIN EN 12150-1: Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheibensicher-heitsglas, Teil 1, Definition und Beschreibung, Deutsche Fassung, 2000. [25] DIN EN 13474: Glas im Bauwesen- Teil 1: Allgemeine Grundlagen für Entwurf, Berechnung und Bemessung, 1999.- Teil 2: Bemessung von Glasscheiben; Bemessung für gleichmäßig verteilte Belastungen, 2000. [26] DIN EN ISO 12543: Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas - Teil 1: Definitionen und Beschreibung von Bestandteilen- Teil 2: Verbund-Sicherheitsglas- Teil 3: Verbundglas- Teil 4: Verfahren zur Prüfung der Beständigkeit- Teil 5: Maße und Kantenbearbeitung- Teil 6: Aussehen [27] DIN ENV 1991-2: Grundlagen von Entwurf, Berechnung und Bemessung sowie Einwirkungen auf Tragwerke. [28] DIN 18516 - Teil 4: Außenwandbekleidungen, hinterlüftet; Einscheibensicherheitsglas, Anforderungen, Bemessung, Prüfung, Februar 1990. [29] Dinger, C.: Vergleich der Spannungsverteilung im Lochbereich von punktgestüzten, monolithischen Glastafeln mit Verbundsicherheitstafeln, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, September 2001. [30] Feldmeider, F.: Entwicklung eines vereinfachten Verfahrens zur Berück-sichtigung der Klimabelastung bei der Bemessung von Isolierglas bei Überkopfverglasungen, Forschungsvorhaben, März 1995. [31] Feldmeier, F.: Belastung des tragenden Randverbundes von Isolierglas bei Structural Glazing durch klimatische Einflüsse, März 1995. [32] Gehring, A.: Berechnung punktgehaltener Glastafeln unter Berücksichtigung von Reibung und Kontakt, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, November 1999. [33] Glastik 2.1: Berechnungsprogramm zur Ermittlung von Glasdicken für Einfach-, Verbund- und Isolierglas, 1999. [34] Gräf, H.: Untersuchungen zum Tragverhalten von Verbundsicherheitsglas bei linienförmig und punktueller Belastung, TU München, Dissertation, Juli 2003. [35] Haller, M.: Untersuchungen zur Anwendbarkeit der Kirchhoff'schen Plattengleichung auf punktgestützte Glastafeln, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, Juni 1998. [36] Handbuch Üko Version 4.0 / 4.1, 1999. [37] Hees, G.; Wulf, A.: Ermittlung der Bemessungsmomente in großformatigen Fassadenplatten, Die Bautechnik, Heft 5, 1978. [38] Hess, G.; Läer, R.; Latzke, E.: Stützkräfte und Bemessungsmomente zwei - und dreireihig starr lochrandgestützter dünnwandiger Fassadenplatten unter besonderer Berücksichtigung des Randüberstandes, Berichte aus dem konstruktiven Ingenieurbau, TU Berlin, 1983. [39] Hess, R.: Die Membranwirkung bei Platten großer Durchbiegung und deren Einfluss auf die Bemessung von Einfach- und Isolierverglasungen, Dissertation, ETH Zürich, 1985. [40] Hess, R.: Glas und Stahl; Dickenbemessung von Einfachverglasungen und Mehrfachisolierungen, Wissenschaft und Praxis, Band 56, 11. Stahlbauseminar Fachhochschule Biberach, 1988. [41] Hess, R.: Glasdickenbemessung, Verlag der Fachvereine an den Schweizer Hochschulen, Zürich, 1986. [42] Hilber, R.; Bergmeister, K.; Taferner, J.: Verbundsicherheitsglas: State of the Art - Ein Überblick, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Universität für Bodenkultur Wien, November 1999. [43] Hildebrand, B.: Punktgestützte Glastafeln, Diplomarbeit, Institut für Bauwesen, TU Berlin, 2001.

XXVI

VEDLEGG H

[44] Hirschfeld, K.: Baustatik, Springer -Verlag, Berlin Heidelberg New York Tokyo, 1984. [45] Jäger, B.: Untersuchungen zum Einfluss von Stützweiten und Anordnung der Glastafelhalter auf die maximalen Hauptzugspannungen bei punktgestützten Glastafeln, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, August 1997. [46] Klinkenberg, A.; Jäger, B.; Saal, H.: Untersuchungen zur statisch optimalen Halterposition bei punktgestützten Glastafeln, Stahlbau, Heft 4, Ernst & Sohn, 1998. [47] Krtscha, A.: Bemessungshilfen für punktgestützte Glastafeln, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, Februar 2002. [48] Kutterer, M.; Görzig, R.: Glasfestigkeiten im Bohrlochbereich, Forschungs-bericht IL Stuttgart, Dezember 1997. [49] Landesstelle für Bautechnik, Baden-Württemberg: Zusammenfassungen der wesentlichen Anforderungen an Verwendbarkeitsnachweise von Glashaltern im Rahmen von Zustimmungsverfahren in Baden-Württemberg, Stand 2/2000. [50] Landesstelle für Bautechnik, Baden-Württemberg: Vereinfachtes Zustimm-ungsverfahren, Stand 12/2002. [51] Laufs, W.: Die Bestimmung der Festigkeit thermisch vorgespannter Gläser, VDI -Berichte 1527, März 2000. [52] Laufs, W.: Ein Bemessungskonzept zur Festigkeit thermisch vorgespannter Gläser, Dissertation, Lehrstuhl für Stahlbau, RWTH Aachen, 2000. [53] Lehmann, R.: Auslegung punktgehaltener Gläser. Stahlbau, Heft 4, Ernst & Sohn, 1998. [54] Lehmann, R.: Punktförmig gelagerte Glasscheiben, Glas Architektur und Technik Sonderheft, Juni 1996. [55] Markus, G.: Theorie und Berechnung rotationssymmetrischer Bauwerke, Werner -Verlag, Düsseldorf, 1967. [56] Mauthe, P: Hit-HY50 - Relevante Produkteigenschaften für den Einsatz im Glasbau, HILTI Entwicklung Befestigungstechnik GmbH, Kaufering, 1999. [57] Meißner, M.: Berechnung punktgehaltener (vertikaler) Isolierglasscheiben, Diplomarbeit, Lehrstuhl für Stahl- und Leichtmetallbau, TH Karlsruhe, September 1998. [58] Mohren, Ruth: Lochleibungsversuche an gebohrtem ESG mit Verspritzungen, Fachverband Konstruktiver Glasbau, 6. Forschungsbericht, RWTH Aachen, Juli 2001. [59] Prüfbericht Nr. M 3090: Ermittlung mechanischer Kennwerte einer Elastomer-platte, Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde, Universität Stuttgart, 1997. [60] Quint, M.: Glaskonstruktionen - Berechnung von punktförmig gehaltenen Systemen, Seminar Sofistik, München, Juni 1997. [61] Rupert, A.: Zum Tragverhalten punkt- und lochrandgestützter Platten unter besonderer Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Unterkonstruktion, Berichte aus dem konstruktiven Ingenieurbau, TU Berlin, 1983. [62] Saal, H.; Steidl, G.: Nichtrostende Stähle im Bauwesen, Stahlbaukalender, Verlag Ernst & Sohn, 2001. [63] Saal, H.; Bergmeister, K., Albrecht, N. et al,: Abschlussbericht Craft - Forsch-ungsprojekt "New Architectural Design through the Application of Innovative Cutting and Joining Methods using Laser", TH Karlsruhe, 2001. [64] Saal, H.; Buca, J.: Experimentelle Untersuchung des Tragverhaltens der Befestigung von Glastafeln mittels RODAN¶-Glasklemmhaltern, Bericht Nr. 953049/1, Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine, Universität (TH) Karlsruhe, August 1996. [65] Saal, H.; Albrecht, N.: RODAN¶-Glasklemmhalter Verwendbarkeitsnach-weise: Beschreibung, Montage, Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit, Versuchs-anstalt für Stahl, Holz und Steine, Universität (TH) Karlsruhe, März 2000. [66] Schneider, H.: Mindestanforderungen an Verwendbarkeitsnachweise punkt-förmig gestützter Glaskonstruktionen, Arbeitskreis Punktstützung des

XXVII

BÆRENDE GLASS

Fachverbandes Konstruktiver Glasbau e.V., 1998. [67] Schneider, J.: Ein Beitrag zum Nachweis der Tragfähigkeit von Flachglas, Punktgelagerte und absturzsichernde Verglasungen, Dissertation, TU Darmstadt, 2001. [68] Schneider, J.: Festigkeit gebohrter Gläser, FE-Analysen und experimentelle Untersuchungen, Glas im Bauwesen, Darmstädter Statik Seminar, Bericht Nr. 13, 1998. [69] Schneider, J.: Mechanische Festigkeit und Bemessung gebohrter, punkt-gelagerter Gläser, VDI- Berichte Nr. 1527, 2000. [70] Schneider, J.; Shen, X.: FE-Modellierung für die Bemessung von Glas, Glas im Bauwesen, IKI, Universität Wien, Heft 34, November 1998. [71] Schuler, C.; Gräf, H.: Verbundtragverhalten von VSG, Fachseminar "Glas im konstruktiven Ingenieurbau 2", München, 2001. [72] Schuler, C.: Einfluss des Materialverhaltens von Polyvinylbutyral auf das Tragverhalten von Verbundsicherheitsglas in Abhängigkeit von Temperatur und Belastung, TU München, Dissertation, Juli 2003. [73] Sedlacek, G.; Blank, K.; Laufs, W.; Güsgen, J.: Glas im konstruktiven Ingenieurbau, Ernst & Sohn-Verlag, 1999. [74] Sedlacek, G.; Laufs, W.: Stress Distribution in Thermally Tempered Glass Near The Edge, Corner and Hole, part 2: Distribution of thermal stresses, Glass Science and Technology, Heft 2, 1999. [75] Siebert, G.: Beitrag zum Einsatz von Glas als tragendes Bauteil im konstruktiven Ingenieurbau, TU München, Dissertation, Mai 1999. [76] Siebert, G.: Entwurf und Bemessung von tragenden Bauteilen aus Glas, Ernst & Sohn-Verlag, Berlin, 2001. [77] SJ MEPLA: Ein Statik-Programm zur Dimensionierung und Berechnung mehrschichtiger Platten (Sandwich-Systeme), Einführung in Theorie und praktische Beispiele aus dem Glasbaubereich, Schlösser & Jasper GmbH, Aachen. [78] Sobek, W.: Konstruieren mit Glas - Festigkeit und Tragverhalten. Glasbau-atlas, Birkhäuser -Verlag, 1998. [79] Sobek, W.; Kutterer, M.; Messmer, R.: Untersuchungen zum Schubverbund bei Verbundsicherheitsglas, Bauingenieur, Band 75, Januar 2000. [80] Sobek, W.; Kutterer, M.; Messmer, R.: Rheologisches Verhalten von PVB im Schubverbund, Forschungsbericht IL Stuttgart, April 1998. [81] Stiglat, K.; Wippel, H.: Punktgestützte Rechteckplatten, Schweizerische Bau-zeitung, 80. Jahrgang, Heft 29, Juli 1962. [82] Techen, H.: Fügetechnik im konstruktiven Glasbau, Dissertation, TU Darmstadt, Juni 1997. [83] Vahl, G.: Auszugversuche von Punkthaltern aus kreisringgestützten Glasscheiben, Diplomarbeit, Institut für Bauingenieurwesen, TU Berlin, 2000. [84] Wohlfahrt, R.: Determination of the Load Bearing Capacity of Large Scale Glass Panes by Detail Tests, Otto Graf Journal, Vol. 5, 1994. [85] Wohlfahrt, R.: Punktförmig gehaltene Glasscheiben - Erkenntnisse aus Schadensfällen, VDI - Berichte 1572, März 2000. [86] Wörner, J.-D.; Schneider, J.; Fink, A.: Glasbau: Grundlagen, Berechnung, Konstruktion, Springer -Verlag, Berlin, 2001. [87] ZSE Electronic Mess-Systeme & Sensortechnik GmbH: Auswerten von Messungen mit DMS-Rosetten von KYOWA, Technische Information 00/03.

XXVIII

VEDLEGG I

Litteratur i .pdf format CD’en inneholder titler fra referanselisten tilgjengelig i digitalt format og bilder fotografert av undertegnede. For å lese tekstfilene kreves Adobe Acrobat Reader, siste versjon kan lastes ned gratis her: http://www.adobe.com/products/acrobat/readermain.html

XXIX

http://www.adobe.com/products/acrobat/readermain.html

VEDLEGG J

Frontlines of Construction: Glass Frontlines of Construction er en serie programmer laget av National Geographic Channel. Denne DVDen inneholder programmet om glass. Filmen gir en kort og oversiktelig innføring til materialet og viser tre ulike prosjekter der glasset spiller en viktig rolle i arkitekturen.

XXXI

Education

Load Carrying Glass - Project Work