umwelt-online: ETAG 010 - Zulassung für selbsttragende lichtdurchlässige Dachbausysteme (4)

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A.2 Leistungen

A.2.1 Gebrauchstauglichkeit (der Produkte) für den vorgesehenen Verwendungszweck (BPR 2.1)

Heißt, dass die Produkte solche Merkmale aufweisen, dass das Bauwerk, für das sie durch Einbau, Zusammenfügung, Anbringung oder Installierung verwendet werden sollen, bei ordnungsgemäßer Planung und Bauausführung die wesentlichen Anforderungen erfüllen kann.

(Diese Begriffsbestimmung bezieht sich auf die Gebrauchstauglichkeit für den vorgesehenen Verwendungszweck nur soweit, wie sie für die BPR relevant ist.)

A.2.2 Gebrauchstauglichkeit (von Bauwerken)

Fähigkeit des Bauwerks, seinen vorgesehenen Verwendungszweck und insbesondere die für diesen Verwendungszweck relevanten wesentlichen Anforderungen zu erfüllen.

Mit den Bauprodukten müssen Bauwerke errichtet werden können, die (als Ganzes und in ihren Teilen) gebrauchstauglich sind und die bei normaler Instandhaltung die wesentlichen Anforderungen über einen wirtschaftlich angemessenen Zeitraum erfüllen. Die Anforderungen setzen normalerweise vorhersehbare Einwirkungen voraus (BPR, Anhang 1, Vorbemerkung).

A.2.3 Wesentliche Anforderungen (für Bauwerke)

Auf Bauwerke anwendbare Anforderungen, die die technischen Merkmale eines Produkts beeinflussen können und in der BPR, Anhang I, in Form von einzelnen Vorgaben aufgeführt sind (BPR, Art. 3.1).

A.2.4 Leistung (von Bauwerken, Bauwerksteilen oder Produkten) (Grundlagendokumente 1.3.7)

Leistung ist ein mengenmäßiger Ausdruck (Zahlenwert, Grad, Klasse oder Stufe) für das Verhalten eines Bauwerks, eines Teils eines Bauwerks oder eines Produkts unter einer Einwirkung, der es ausgesetzt ist oder die unter den vorgesehenen Bedingungen der Nutzung (bei Bauwerken oder Bauwerksteilen) oder der Verwendung (bei Produkten) von ihm ausgeht.

Nach Möglichkeit sollten die Merkmale von Produkten oder Produktgruppen in messbaren Leistungsbegriffen in den technischen Spezifikationen und ETA-Leitlinien beschrieben werden. Rechen-, Mess- und Prüfverfahren (sofern möglich) sowie Verfahren für die Auswertung von Baustellenerfahrungen und Nachweise sind zusammen mit Erfüllungskriterien entweder in den einschlägigen technischen Spezifikationen oder in entsprechenden, in solchen Spezifikationen enthaltenen Hinweisen anzugeben.

A.2.5 Einwirkungen (auf Bauwerke oder Bauwerksteile) (Grundlagendokumente 1.3.6)

Nutzungsbedingungen der Bauwerke, die die Erfüllung der wesentlichen Anforderungen der Richtlinie durch die Bauwerke beeinflussen können und die durch (mechanische, chemische, biologische, thermische oder elektromagnetische) Einflüsse entstehen, die auf das Bauwerk oder Teile davon einwirken.

Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Produkten innerhalb eines Bauwerks werden als "Einwirkungen" betrachtet.

A.2.6 Klassen oder Stufen (für wesentliche Anforderungen und für damit in Bezug stehende Produktleistungen) (Grundlagendokumente 1.2.1)

Eine Klassifizierung von Produktleistungen, ausgedrückt als Bandbreite der Anforderungsstufen für Bauwerke, die in den Grundlagendokumenten oder nach dem in Art. 20.2a der BPR festgelegten Verfahren bestimmt werden.

A.3 Muster der ETAG

A.3.1 Anforderungen (für Bauwerke) (ETAG-Muster 4)

Genau detaillierter und für den Geltungsbereich der Leitlinie anwendbarer Begriff und Anwendung der jeweiligen Anforderungen der BPR (die in den Grundlagendokumenten konkret formuliert und im Mandat genauer spezifiziert sind) für Bauwerke oder Teile davon unter Berücksichtigung der Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit der Bauwerke.

A.3.2 Nachweisverfahren (für Produkte) (ETAG-Muster 5)

Nachweisverfahren zur Ermittlung der Leistung der Produkte in Bezug auf die Anforderungen an die Bauwerke (Berechnungen, Versuche, technisches Wissen, Bewertung der Baustellenerfahrung usw.).

Diese Nachweisverfahren beziehen sich lediglich auf die Bewertung und Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit. Nachweisverfahren für besondere Bauwerksbemessungen heißen hier "Projektprüfung", für die Identifizierung von Produkten "Identifizierungsprüfung", für die Überwachung der Ausführung oder ausgeführter Bauwerke "Überwachungsprüfung" und für die Konformitätsbescheinigung "AC-Prüfung".

A.3.3 Spezifikationen (für Produkte) (ETAG-Muster 6)

Umwandlung der Anforderungen in präzise und messbare (soweit möglich und im Verhältnis zur Größe des Risikos) oder qualitative, sich auf die Produkte und ihren vorgesehenen Verwendungszweck beziehende Größen. Die Erfüllung der Spezifikationen gilt als Nachweis der Gebrauchstauglichkeit der jeweiligen Produkte. Spezifikationen können ggf. auch für den Zweck des Nachweises bestimmter Bemessungen, für die Identifizierung von Produkten, für die Überwachung der Ausführung oder ausgeführter Bauwerke und für die Konformitätsbescheinigung formuliert werden.

A.4 Nutzungsdauer

A.4.1 Nutzungsdauer (von Bauwerken oder Bauwerksteilen) (Grundlagendokumente 1.3.5(1))

Zeitraum, in dem die Leistungsfähigkeit auf einem Stand gehalten wird, der mit der Erfüllung der wesentlichen Anforderungen im Einklang steht.

A.4.2 Nutzungsdauer (von Produkten)

Zeitraum, in dem die Leistungen des Produkts - unter den entsprechenden Anwendungsbedingungen - auf einem Stand gehalten werden, der mit den Bedingungen des vorgesehenen Verwendungszwecks im Einklang steht.

A.4.3 Wirtschaftlich angemessene Nutzungsdauer (Grundlagendokumente 1.3.5(2))

Nutzungsdauer, die alle maßgeblichen Faktoren wie Entwurfs-, Bau- und Nutzungskosten, durch verhinderte Nutzung entstehende Kosten, Risiken und Folgen des Versagens des Bauwerks während seiner Nutzungsdauer und Versicherungskosten zur Deckung dieser Risiken, planmäßige Teilerneuerung, Inspektions-, Instandhaltungs-, Wartungs- und Reparaturkosten, Betriebs- und Verwaltungskosten, Entsorgung sowie Umweltaspekte berücksichtigt.

A.4.4 Instandhaltung (von Bauwerken) (Grundlagendokumente 1.3.3(1))

Ein Bündel von vorbeugenden und sonstigen Maßnahmen, die an dem Bauwerk durchgeführt werden, damit es während seiner Nutzungsdauer all seine Funktionen erfüllen kann. Diese Maßnahmen umfassen erforderliche Reinigung, Wartung, Neuanstrich, Ausbesserung, Austausch von Teilen des Bauwerks usw.

A.4.5 Normale Instandhaltung (von Bauwerken) (Grundlagendokumente 1.3.3(2))

Instandhaltung, die in der Regel Inspektionen einschließt und zu einem Zeitpunkt stattfindet, zu dem die anfallenden Kosten unter Berücksichtigung der Folgekosten (z.B. Inbetriebnahme) in einem angemessenen Verhältnis zum Wert der betreffenden Teile des Bauwerks stehen.

A.4.6 Dauerhaftigkeit (von Produkten)

Fähigkeit des Produkts, zur Nutzungsdauer des Bauwerks beizutragen, indem es seine Leistungen unter den entsprechenden Anwendungsbedingungen auf einem Stand hält, der mit der Erfüllung der wesentlichen Anforderungen durch das Bauwerk im Einklang steht.

A.5 Konformität

A.5.1 Bescheinigung der Konformität (von Produkten)

In der BPR aufgeführte und gemäß dieser Richtlinie festgelegte Vorschriften und Verfahren, die zum Ziel haben sicherzustellen, dass die festgelegte Leistung des Produkts mit akzeptabler Wahrscheinlichkeit von der laufenden Produktion erreicht wird.

A.5.2 Identifizierung (eines Produkts)

Produktmerkmale und Nachweisverfahren, die es ermöglichen, ein gegebenes Produkt mit demjenigen zu vergleichen, das in der technischen Spezifikation beschrieben ist.

A.6 Zulassungsstellen und notifizierte Stellen

A.6.1 Zulassungsstelle

Eine in Übereinstimmung mit Artikel 10 der BPR durch einen EU-Mitgliedstaat oder einen EFTA-Staat (Vertragspartei zum EEA-Abkommen) benannte Stelle, die zur Erteilung europäischer technischer Zulassungen in einem oder mehreren bestimmten Bauproduktenbereichen ermächtigt ist. Solche Stellen müssen Mitglied der Europäischen Organisation für technische Zulassungen (EOTA), die entsprechend Anhang 11.2 der BPR eingerichtet ist, sein.

A.6.2 Notifizierte Stelle ⁹

Eine in Übereinstimmung mit Artikel 18 der BPR durch einen EU-Mitgliedstaat oder einen EFTA-Staat (Vertragspartei zum EEA-Abkommen) benannte Stelle, die im Rahmen der Entscheidung zur Konformitätsbescheinigung für bestimmte Bauprodukte bestimmte Aufgaben (Zertifizierung, Überwachung oder Prüfung) ausführt.

Solche Stellen werden automatisch Mitglied in der Gruppe der "benannten Stellen".

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B.1.2.1 Beispiele gebogener Dachbausysteme mit zusätzlichen Tragprofilen - Einfeld-, Zweifeld- und Dreifeldsysteme

B.1.2.2 Beispiele ebener Dachbausysteme mit zusätzlichen Tragprofilen - Einfeld-, Zweifeld- und Dreifeldsysteme

B.1.3.1 Beispiele gebogener Dachbausysteme ohne zusätzliche Tragprofile - Einfeldsysteme

B.1.3.2 Beispiele ebener Dachbausysteme ohne zusätzliche Tragprofile - Einfeldsysteme

B.1.4 Beispiele ebener Dachbausysteme mit einschaligen oder mehrschaligen Platten, Fugen parallel und Zwischenauflagern senkrecht zur Stützweite - Mehrfeldsysteme

B.1.5 Beispiele ebener Dachbausysteme mit Profilplatten und Zwischenauflagern senkrecht zur Stützweite - Mehrfeldsysteme

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C.1 Prinzip

Der Versuch dient dazu, den Widerstand einer wiederholbaren lichtdurchlässigen Einheit gegen aufgebrachte (horizontale) Lasten zu ermitteln.

C.1.2 Versuchsaufbau

Der Versuchsaufbau muss aus einem robusten Stützrahmen und einer Einrichtung bestehen, mit der eine gleichförmige horizontale Last aufgebracht werden kann. Hydraulische Zylinder und ein Verteilerstab wären geeignet. Werden vertikale Lasten (Eigenlast und Schneelast) nicht durch Berechnung berücksichtigt, ist es auch erforderlich, eine vertikale Last vorzusehen, die diese Einwirkungen während des Versuchs simuliert. Geeignet als Belastung wären Sandsäcke. Siehe Bild C.2.

Bild C.2:

Versuchsanordnung (schematische Darstellung)

Der Prüfkörper muss aus einer wiederholbaren Einheit bestehen. Enthält diese Einheit lichtdurchlässiges Material, das so befestigt ist, dass eine horizontale Lastübertragung möglich ist (siehe 5.1.1.2), kann der Prüfkörper auch mehr als einen lichtdurchlässigen Abschnitt, getrennt durch zusätzliche Tragprofile, enthalten. Es sind geeignete Einrichtungen vorzusehen, um die horizontale Last und Durchbiegung zu messen.

Versuchsverfahren

Die vertikale Last, erhöht um den Teilsicherheitsbeiwert der Gebrauchslasten, wird auf den Prüfkörper aufgebracht. Dann wird die Last in der Ebene (horizontale Last) aufgebracht und die Verformung in Stufen so lange gemessen, bis ein Versagen auftritt.

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D.1 Prinzip

Aufbringung einer konstanten und genau festgelegten Wassermenge auf die äußere Oberfläche des Prüfkörpers. Anfangs ohne Überdruck und anschließend mit in Stufen auf die äußere Seite aufgebrachtem positivem Druck. Es ist das Durchdringen von Wasser visuell zu beobachten und aufzuzeichnen.

D.2 Versuchsapparatur

Eine Prüfkammer, über der der Prüfkörper befestigt werden kann. Die Prüfkammer kann anpassbar an verschiedene Prüfkörpergrößen sein, muss jedoch ausreichend steif sein, so dass sie sich unter dem Eigengewicht des Prüfkörpers und dem Einfluss des aufgebrachten Drucks nicht verbiegt und damit eine nicht gewünschte Beanspruchung auf den Prüfkörper überträgt, die sein Verhalten beeinflussen könnte. Die Prüfkammer muss mit Sichtfenstern ausgestattet sein.

Eine Vorrichtung, mit der der Luftdruck innerhalb der Prüfkammer reduziert werden kann, um einen positiven Differenzdruck auf der äußeren Seite des Prüfkörpers zu erzeugen.

Eine Vorrichtung zur Messung des aufgebrachten Differenzdrucks mit einer Genauigkeit von ± 1 %.

Eine regulierbare Sprühvorrichtung, mit der eine Wassermenge von 2 bis 3 l/m² Minute so aufgesprüht werden kann, dass ein konstanter und kontinuierlicher Film auf die Außenseite des Prüfkörpers aufgebracht werden kann.

Die Sprühvorrichtung muss mit Düsen ausgestattet sein, die auf einem viereckigen Raster mittig im Abstand von 700 mm und mit gleichmäßigem Abstand von 200 ± 5 mm vom höchsten Punkt des Prüfkörpers entfernt angeordnet sind.

Die örtliche Wasserleitung kann als akzeptable Quelle angesehen werden, vorausgesetzt, dass das Wasser sauber genug ist, um sicherzustellen, dass die Düsen während des gesamten Versuchs einwandfrei arbeiten. Die Düsen müssen für ein vollständig viereckiges Muster im Verhältnis zur horizontalen Ebene sorgen.

Eine Vorrichtung zur Messung der Gesamtwassermenge mit einer Genauigkeit von 10 %. Die Wasserberieselungsanlage muss regelmäßig geeicht werden.

Ein Abfluss für das Sprühwasser, der nicht die Entwässerung des Prüfkörpers stört.

Prüfkörper

Es ist ein Prüfkörper herzustellen, der Dachrinne und Dachranddetails umfasst und im Fall von Dächern aus wiederholbaren Einheiten alle zwischen den Einheiten liegenden Ablaufrinnen. Der Prüfkörper ist in seiner normalen Richtung über der Prüfkammer zu errichten.

D.3 Prüfverfahren

Es wird mit der Wasserberieselung begonnen, wobei man sich visuell davon überzeugt, dass alle Düsen einwandfrei arbeiten und für einen konstanten und kontinuierlichen Wasserfilm auf der äußeren Oberfläche des Prüfkörpers sorgen.

Die Durchflussmenge ist so zu regeln, dass die für die bedeckte Fläche berechnete Wassermenge und die Anforderung von 2 bis 3 I/m² Minute erfüllt sind.

Nach einer bestimmten Zeit mit einem Differenzdruck von Null wird der Druck stufenweise wie festgelegt und mit den geforderten Zeitabständen aufgebracht. Die Fugen des Rahmens und die Innenoberfläche werden ständig auf Anzeichen von Undichtheiten überprüft. Gegebenenfalls können vorhandene permanente Lüfter blockiert werden, um den für die Prüfung geforderten Druck zu erreichen.

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E.1 Beurteilung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der Kunststoffteile eines Dachbausystems durch Versuche am gesamten System

Klassifizierung des statischen Systems	gebogene Dachbausätze mit zusätzlichen Tragprofilen (Einfache Stützweite oder Mehrfach-Stützweite) s. Bild B.1.2.1	ebene Dachbausätze mit zusätzlichen Tragprofilen (Einfache Stützweite oder Mehrfach-Stützweite) s. Bild B.1.2.2	gebogene Dachbausätze ohne zusätzliche Tragprofile s. Bild B.1.3.1	ebene Dachbausätze ohne zusätzliche Tragprofile (Einfache Stützweite oder Mehrfach-Stützweite) s. Bild B.1.3.2 bis B.1.5)
Versuche am gesamten Dachbausatz mit senkrechten Drucklasten (Auflast) und abhebenden Lasten	s. Bild E.2 mögliches Versagen: Abrutschen aus der Abstützung, örtliches Knicken, Bruch	s. Bild E.3 mögliches Versagen: Abrutschen aus der Abstützung, örtliches Knicken, Bruch	s. Bild E.4/E.4.1 mögliches Versagen: Knicken, örtliches Knicken, Bruch; Versagen der Befestigungspunkte	-------------------   s. Bild E.5.1-E.5.4 mögliches Versagen: Moment im Feld, örtliches Knicken, Abrutschen Biegemoment/ Abstützreaktion
Berechnung der Ergebnisse in charakteristische Werte (5 %-Fraktile)	Druck ρ 5% / ρ k5% des Punktes der Tragfähigkeit/der Gebrauchstauglichkeit bei senkrechten Drucklasten Druck ρ 5% / ρ k5% des Punktes der Tragfähigkeit/der Gebrauchstauglichkeit bei abhebenden Lasten			Interaktion zwischen Biegemoment und Zwischenstützreaktion
Ermittlung der materialabhängigen Abminderungs- und Vergrößerungsfaktoren	Kt, Ct: Einflüsse der Belastungsdauer; oft sind zusätzliche Versuche an Prüfkörpern der Eindeckung erforderlich (z.B. Zeitstand-Biegeversuche)                                 Kθ, Cθ: Einflüsse der Temperatur Ku, Cu: Einflüsse der Umgebung (Witterung) η dK = 1 / (Kt × Kθ × Ku) oder η dC = 1 / (Ct × Cθ × Cu)
Ermittlung der Bemessungswerte	Tragfähigkeit: Rd = η dK × ρ 5% / γ MR oder Rd = η dC × ρ 5% / γ MR Gebrauchstauglichkeit: Cd = η dC × ρ k5% / γ MC
Beurteilung	Nachweis der Tragfähigkeit: Sd < Rd Nachweis der Gebrauchstauglichkeit: Ed < Cd

E.2 Versuchsaufbau (schematisch) mit Auflast und abhebender Last für gebogene Platten mit zusätzlichen Tragprofilen parallel zur Stützweite

E.3 Versuchsaufbau (schematisch) mit Auflast und abhebender Last für ebene Platten mit zusätzlichen Tragprofilen parallel zur Stützweite

E.4 Versuchsaufbau (schematisch) mit Auflast (Volllast, Last auf halbe Stützweite) und abhebender Last für gebogene Dachbausätze ohne zusätzliche Tragprofile und mit einschaliger oder mehrschaliger Platte mit Fugen parallel zur Stützweite, im Allgemeinen nach ENV 1993-1 -1 (EUROCODE 3)

E.4.1 Versuchsaufbau (schematisch) mit abhebender Last für Dachbausätze ohne zusätzliche Tragprofile - Systemabstützung durch Zugversuch

E.5.1 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung der Biegemomentgröße bei einschaligen oder mehrschaligen Platten mit Fugen parallel zur Stützweite, im Allgemeinen nach ENV 1993-3-1 (EUROCODE 3)

E.5.2 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung der Biegemomentgröße bei Profilplatten, wenn die Schubkraft vernachlässigbar ist, im Allgemeinen nach ENV 1993-1-3 (EUROCODE 3)

E.5.3.1 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung der Interaktion zwischen Biegemoment und Auflagerreaktionen unter Auflast für ein- oder mehrschalige Platten und Fugen parallel zur Stützweite, im Allgemeinen nach ENV 1993-1-3 (EUROCODE 3)

E.5.3.2 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung der Interaktion zwischen Biegemoment und Auflagerreaktionen unter Auflast bei Profilplatten, im Allgemeinen nach ENV 1993-1-3 (EUROCODE 3)

E.5.4.1 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung der Interaktion zwischen Biegemoment und Auflagerreaktionen unter abhebender Last für ein- oder mehrschalige Platten und Fugen parallel zur Stützweite, im Allgemeinen nach ENV 1993-1-3 (EUROCODE 3)

E.5.4.2 Versuchsaufbau zur Ermittlung der Interaktion zwischen Biegemoment und Auflagerreaktionen unter abhebender Last bei Profilplatten, im Allgemeinen nach ENV 1993-1-3 (EUROCODE 3)

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F.1.1 Zeitstand-Biegeversuch (schematisch) in Ergänzung zu EN ISO 899-2 für eine mehrwandige Platte aus PC (Beispiel)

F.1.2 Kurzzeitversuch (schematische Darstellung) in Ergänzung zu EN ISO 178 für eine mehrwandige Platte aus PMMA (Beispiel)

F.1.3 Versuchsaufbauten (schematisch) zur Bestimmung der Maßbeständigkeit nach Wärmebehandlung ergänzend zu EN 1013-4 und Versuch zur Prüfung der Eigenspannung als Ergänzung zu ISO 12017

F.1.4 Versuchsaufbauten (schematisch) zur Ermittlung des Stoßwiderstands bei einem Fallgewicht und der Wärmebeständigkeit in Ergänzung zu EN 1013-1 (Beispiel)

F.2.1 Eigenspannungsversuch in Ergänzung zu ISO 12017 an einer massiven Platte aus PMMA (Beispiel)

Versuchsbedingungen:

• Standardklima
• Versuchsmedium: Ethylazetat
• Versuchsvolumen: 0,2 ml
• Versuchszeit: 1 h Prüfung:

Vor der Prüfung ist die Oberfläche des Prüfkörpers mit destilliertem Wasser zu reinigen, und der Prüfkörper ist für mindestens 24 Stunden in einer Trockenkammer bei einer Temperatur von (23t 1)°C zu konditionieren.

Das Versuchsmedium ist auf die Oberfläche des Prüfkörpers mit einer mit Gradeinteilung versehenen Pipette aufzubringen und mit einer Glasschale abzudecken.

Anforderung:

Nach dem Versuch darf an der Oberfläche keine Rissbildung sichtbar sein.

F.3.1 Zeitstand-Biegeversuch (schematische Darstellung) in Ergänzung zu EN ISO 178 für eine mehrschalige PC-Platte (als Beispiel)

Anforderung:

Maximale Durchbiegung nach 0,1 h Lastdauer:

f (0,1) = 11,8 mm

F.4.1 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung des Vergrößerungsfaktors der Belastungsdauer einer Trapezprofilplatte aus PVC auf der Grundlage von EN 1993-1-2 (EUROCODE 3) (Beispiel)

F.4.2 Versuchsaufbau (schematisch) zur Ermittlung der Stoßfestigkeit einer sinusförmigen PVC-Platte als Ergänzung zu EN 1013-1 und EN 1013-3 (Beispiel)

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Versuch mit senkrechter Zuglast

Mit diesem Versuchsverfahren wird das Versagen eines Befestigungselementes unter statischer Belastung unabhängig von der Versagensart bestimmt.

Versuchsapparatur

Prüfmaschine, die statische Zuglasten aufbringen kann. Kraftmessdose zur Messung der Kraft. Verformungsmesser.

Haltevorrichtung für das Aluminiumprofil

Vorrichtung zur Aufbringung der Last auf das Befestigungselement. Die Stahlbacken, die das Befestigungselement halten, sollten 10 mm dick sein. Siehe Versuchsprinzip in Bild G.1.

Prüfkörper

Die Prüfkörper müssen für die Verwendung/Anwendung des Befestigungselementes im Profil repräsentativ sein.

Die Befestigungselemente sind zwei Wochen lang im Prüflabor bei 23 ± 2 °C und 50 ± 5 % rel. Feuchte zu lagern.

Die Befestigungselemente sind nach den Einbauanweisungen des Herstellers in das festgelegte Aluminiumprofil und mit dem entsprechenden Abdeckprofil einzubauen.

Verfahrensweise

Das Befestigungselement und das Aluminiumprofil werden in der Prüfmaschine derart gesichert, dass Einflüsse von Biegung so weit wie möglich vermieden werden.

Es werden zwei Befestigungselemente in dem Aluminiumprofil mit einem Abstand, L, voneinander eingebaut, der dem maximalen Achsabstand zwischen den Befestigungselementen entspricht.

Die Prüfmaschine ist mit einer Geschwindigkeit von 5 - 10 mm/ min zu betreiben.

Der Versuch wird bei 23 ± 2°C und 50 ± 5 % rel. Feuchte durchgeführt.

Es werden 10 Prüfkörper mit Befestigungselement und Untergrund geprüft.

Ausdruck der Prüfergebnisse

Für jedes Befestigungselement wird die Ausziehfestigkeit ermittelt. Der Mittelwert wird berechnet und die Versagensart notiert. Der maximale Abstand L wird ebenfalls notiert.

Bild G.1: Prinzip eines Versuchs mit senkrechter Zuglast

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  H.1 Allgemeines

Zur Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit der lichtdurchlässigen Kunststoffteile eines Dachbausatzes sind zusätzlich zu den allgemeinen Sicherheitsbeiwerten materialabhängige Abminderungs- oder Vergrößerungsfaktoren zu berücksichtigen. Diese Materialbeiwerte sind keine Sicherheitsbeiwerte, sondern beschreiben die Veränderungen des Verhaltens des Bestandteils im Laufe der Zeit der Nutzung oder den Einfluss der Last. Abhängig von der Versagensart der Kunststoffteile des Dachbausatzes, d. h. Versagen aufgrund von Verformung oder unzureichender Materialfestigkeit, müssen die entsprechenden maßgebenden Parameter des Materials zur Ermittlung der Abminderungs- oder Vergrößerungsfaktoren verwendet werden. Erfolgt das Versagen der Kunststoffteile zum Beispiel durch Bruch, so ist der maßgebliche Parameter die Biegefestigkeit oder auch die Zug- und Querzugfestigkeit. Erfolgt das Versagen jedoch durch Abrutschen im Bereich der Auflager oder Verlust der Querschnittsstabilität, so ist die Verformung der maßgebliche Parameter.

Abhängig von der Versagensart (Versagen durch Bruch oder Verformung) muss der Bauteilwiderstand durch den Abminderungsfaktor K für die Festigkeit oder durch den Vergrößerungsfaktor C für die Verformung angepasst werden. Alternativ dazu können die zur Bemessung angenommenen Lasten durch den Faktor K oder C angepasst werden.

Folgende Einflüsse müssen durch Faktoren berücksichtigt werden:

• Einflüsse der Belastungsdauer (K_t, C_t)
• Einflüsse der Alterung und Umgebung (K_u, C_u)
• und Einflüsse der Temperatur (K_θ , C_θ ).

Weitere Faktoren können ebenfalls entscheidend sein, es sei denn, diese sind bei der Bestimmung der Tragfähigkeit des Bestandteils angemessen abgedeckt. Dies könnte zum Beispiel erforderlich sein aufgrund besserer Eigenschaften des geprüften Bestandteils im Vergleich zur allgemeinen Produktion oder aufgrund von eingefrorenen Dehnungen (z.B. bei PMMA) während der Produktion. In der Literatur werden diese Materialbeiwerte teilweise wie folgt angegeben:

A_1l = C_t; A_1B = K_t; A_2l = C_u; A_2B = K_u A_3l = C_θ , A_3B = K_θ

H..2 Ermittlung der materialabhängigen Abminderungs- oder Vergrößerungsfaktoren

Zur Ermittlung der materialabhängigen Abminderungs- oder Vergrößerungsfaktoren können Versuche an Vergleichsprufkörpern und (da wo angemessene Erfahrungen vorliegen) allgemein anerkannte Parameter verwendet werden.

H.2.1 Einfluss der Belastungsdauer (K_t, C_t)

Der Einfluss der Belastungsdauer kann anhand von Zeit-Dehnungs- oder Zeit-Bruch-Kurven für das Material beurteilt werden. Bei Dachbausystemen, bei denen das Versagen des Kunststoffteils durch Verformung erfolgt, kann der maßgebliche Faktor Ct anhand der Zeit-Dehnungs-Kurve im Nutzlastbereich (siehe Bild H.1) bestimmt werden. Der Vergrößerungsfaktor beträgt dann

C_t = (1 + (Φ_t)

wobei der Kriechfaktor Φ _t nur die Zunahme der Verformung aufgrund des Kriechens abdeckt.

Bild H.1 zeigt die Zeit-Dehnungs-Diagramme für verschiedene Beanspruchungen bis zur Bruchdehnung. Der Faktor Φ _t ist im Nutzlastbereich für eine festgelegte Belastungsdauer zu ermitteln. Diese kann in Abhängigkeit von der Dauer des Lasteinflusses variieren (z.B. Eigengewicht über die gesamte Lebensdauer, Schneelast während der Schneelastzeit). Im Allgemeinen kann angenommen werden, dass die durch periodisch wiederkehrende Lasten verursachten Verformungen weitgehend während der lastfreien Zeit kompensiert werden können. Für Kurzzeit-Lasten (z.B. Windlasten) sollte der Materialbeiwert C_t = K_t = 1,0 gewählt werden.

Bei Dachbausystemen, bei denen das Versagen durch Bruch der Kunststoffteile ausgelöst wird, können Zeit-Dehnungs-Kurven zur Ermittlung des Abminderungsfaktors Kt verwendet werden (Bild H.2). Der Faktor Kt ist das Verhältnis der Kurzzeit-Festigkeit zur Festigkeit nach einer bekannten Belastungsdauer. Wie oben beschrieben ist die Festigkeit der Komponente für die Bemessung durch einen Faktor Kt abzumindern oder die Last durch einen Faktor Kt zu erhöhen.

In Fällen, in denen die Maße (Geometrie) des Bestandteils oder das Herstellungsverfahren einen Einfluss auf das Verhalten während der Belastungszeit haben, oder da, wo unzureichende Materialangaben vorliegen, sind die Faktoren durch Versuche an Prüfkörpern zu ermitteln, die aus der zum Einsatz kommenden Komponente entnommen wurden.

Die Abmessungen des Prüfkörpers sind so zu wählen, dass eine repräsentative, wiederholbare Breite aus der Komponente entnommen wird. Es ist sicherzustellen, dass die Versuchslast der auf die Komponente einwirkenden Nutzlast entspricht. Die Bilder H.3 bis H.8 zeigen Beispiele von Versuchen an Prüfkörpern zur Ermittlung des Vergrößerungsfaktors C_t. Die gewählten Beispiele sind Zeitstand-Biegeversuche an einer massiven Platte aus Polymethylmethacrylat PMMA (Bilder H.3 bis H.4), einer mehrwandigen Platte aus Polycarbonat PC (Bilder H.5 bis H.7) und einer Trapezprofilplatte aus Polyvinylchlorid PVC (Bilder H.8 und H.9).

Bild H.3 zeigt den schematischen Aufbau des Zeitstand-Biegeversuchs an der massiven PMMA-Platte mit den entsprechenden Versuchsbedingungen.

Bild H.4 zeigt die gemessene Durchbiegung f in Abhängigkeit von der Belastungsdauer t in doppellogarithmischer Form. Das Last-Durchbiegungsverhalten entspricht dem bekannten Materialverhalten des PMMA. Der Vergrößerungsfaktor C_t der Verformung wurde hier aus dem Verhältnis der Durchbiegung bei einer Bezugszeit t von 2000 h, entsprechend einer angenommenen Schneelastdauer von etwa 3 Monaten, zur Kurzzeit-Durchbiegung nach 0,1 h ermittelt.

Bild H.5 zeigt den Versuchsaufbau eines Zeitstand-Biegeversuchs mit den entsprechenden Versuchsbedingungen für eine mehrwandige PC-Platte. Da mehrwandige Platten bei Dachbausystemen normalerweise mit Auflagerprofilen verwendet werden, bei denen die Last sowohl in Stegrichtung als auch senkrecht dazu weitergeleitet wird, ist der Versuch an der Platte in beiden Richtungen durchzuführen.

Bild H.6 zeigt die Durchbiegung f in Abhängigkeit von der Lastdauer t quer zum Steg. Hier sind zwei verschiedene Stützweiten zu prüfen, um die Biege- und Querzugfestigkeit zu berechnen. Die Durchbiegung für die Längsrichtung ist in Bild H.7 dargestellt. Hier ist keine zusätzliche Stützweite erforderlich, da der Anteil der Durchbiegung der Querlast relativ gering ist. Die hier dargestellten Beispiele entsprechen weitgehend dem bekannten Materialverhalten von Polycarbonat. Zusätzlich zum Kriechen des Materials kann aufgrund der Geometrie eine Zunahme der Knickwirkungen auf den zusammengedrückten Querschnittsteilen das Durchbiegungsverhalten bei mehrwandigen Platten beeinflussen.

Bild H.8 zeigt einen Versuchsaufbau am Beispiel einer Trapezprofil-Platte aus PVC. Da derartige Platten bei Dachbausystemen mit Auflagerprofilen quer zum Profil verwendet werden, ist hier nur ein Versuch in Richtung der Lastübertragung, d. h. in Profilrichtung, erforderlich. Der gewählte Prüfkörper ist ein repräsentativer Profilquerschnitt. Die Last wird auf die gezogenen Querschnittsteile aufgebracht, um den Knickwirkungen voll Rechnung zu tragen.

Bild H.9 zeigt die Durchbiegung f in Abhängigkeit von der Belastungsdauer t. Im Vergleich zum bekannten Materialverhalten von PVC tritt in einem doppel-logarithmischen System eine mehr als lineare Zunahme der Durchbiegung auf. Dies ist im Wesentlichen zurückzuführen auf die Reduzierung der wirksamen Breite aufgrund von Beuleffekten in den zusammengedrückten Querschnittsteilen. Der bei diesem Beispiel ermittelte Vergrößerungsfaktor Ct ist daher größer als bei massiven Platten aus demselben Material. Solche Profilplatten sollten in positiver und negativer Lage geprüft werden.

Es ist nicht erforderlich, die Zeit-Dehnungskurven oder Zeit-Bruch-Kurven zu berechnen, um die Faktoren Ct oder Kt über die gesamte Dauer des Lasteinflusses zu ermitteln, da eine Extrapolation ausreichend genau ist. Die Kurven sollten in doppelt-logarithmischer Form aufgezeichnet werden.

Für Laminat aus glasfaserverstärkten ungesättigten Polyesterharzen (GFK) könnten die Zeit-Dehnungskurve, wenn durch den Einfluss der Langzeit-Belastung keine Risse verursacht werden, und die Zeit-Bruchkurve als doppelt-logarithmische Gerade dargestellt werden. In diesem Fall reicht es aus, den Vergrößerungsfaktor Ct und den Abminderungsfaktor Kt durch Versuche mit kürzerer Versuchsdauer zu ermitteln.

Wenn die Kurzzeitfestigkeit bekannt ist, sind drei Prüfkörper, die nach 100 h Belastungsdauer unter einer festgelegten Last entsprechend einem geschätzten Abminderungsfaktor K_t nicht zerbrechen, normalerweise ausreichend, um nachzuweisen, dass Kt kleiner oder gleich dem geschätzten Wert ist.

Die Spannung, die bei der Prüfung aufgebracht werden muss, um den Abminderungsfaktor K_{t2 x 10}⁵ für eine Bezugszeit von 2 x 10⁵ h nachzuweisen, kann auf der Grundlage der 5%-Fraktile der Kurzzeitfestigkeit wie folgt berechnet werden:

σ _{100 h} = σ _B5% / (K_t2x10⁵)^0,55

In dem so genannten 24h-Biegeversuch (Bild H.10) unter der aufgebrachten Zugspannung von z.B. 15% des Bruchmoments, kann der Kriechmodul ermittelt werden durch

E_c = E_1h (f_1h / f_24h) ^3,6

Der Kriechmodul ist:

E^c = E / (1 + (Φ _t)

Mit demselben Versuch kann ein Vergleichswert für den KurzzeitModul berechnet werden

E_co = E_1h (f_1h / f_24h) ^{- 1.4} = E

oder für den Kriechfaktor Φ _t

(Φ _t = (f_1h / f_24h)^-5,0 - 1

Die nachstehende Tabelle H 1 zeigt Beispiele für Werte von K_t- und C_t-Faktoren für einige Kunststoffe und verschiedene Bezugszeiten der Belastungsdauer.

Tabelle H1:

H.2.2 Alterungs- und Umwelteinflüsse (K_u, C_u)

Die Einflüsse der Alterung und der Umgebung auf die maßgeblichen Parameter, z.B. aufgrund der UV-Strahlung oder Witterung, können durch Vergleich des Spannungs-Dehnungsverhaltens beurteilt werden. Dieses kann durch entsprechende Versuche an Prüfkörpern von Bestandteilen beurteilt werden, die diesen Einflüssen vorher in ähnlicher Weise ausgesetzt wurden, wie es während

der Nutzungsdauer des Dachbausystems zu erwarten ist. Die an diesen Prüfkörpern festgestellten Eigenschaften müssen wiederum in Relation zu den ursprünglichen Eigenschaften betrachtet werden und als Vergrößerungs- oder Abminderungsfaktor (K_u, C_u) definiert werden.

Die nachstehende Tabelle H 2 gibt Beispiele an für Werte der Faktoren K_u, C_u für einige Kunststoffe unter normalen Witterungseinflüssen (im Freien).

Tabelle H 2:

H 2.3 Temperatureinflüsse (K_θ , C_θ)

Abhängig von der Art des Lasteinflusses auf das Dachbausystem während der Nutzung können sowohl niedrige als auch hohe Temperaturen vorherrschen. Im Allgemeinen können für Kunststoffe, die normalerweise bei niedrigen Temperaturen verwendet werden, Faktoren von K_θ = C_θ 1,0 gewählt werden. Für höhere Temperaturen können die Abminderungs- oder Vergrößerungsfaktoren K_θ , C_θ aus dem Spannungs-Dehnungs-Verhalten (Bild H.11) oder der Schubmodell-Kurve (Bild H. 12) ebgeleitet werden.

Die nachstehende Tabelle H 3 enthält Beispiele für Werte der Faktoren K_θ , C_θ für einige Kunststoffe.

Tabelle H 3:

H.1 Zeit-Dehnungskurven für glasfaserverstärktes ungesättigtes Polyesterharz-Laminat mit 30 % Glasmasse

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