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Nov 22, 2023

新しい CEN/TS 19100: ガラス構造の設計

Pagamento giornaliero: 9 giugno 2023 Autore: Markus Feldmann, Maximilian Laurs, Jan Belis,

日付: 2023 年 6 月 9 日

著者:マルクス・フェルドマン、マクシミリアン・ラウルス、ヤン・ベリス、ネボスシャ・ブルジャン、アニー・クライオー、エリック・デュポン、マルティナ・エリアソワ、ラウラ・ガルッピ、パーボ・ハッシネン、ルース・カスパー、クリスチャン・ルーター、ジャンピエロ・マナラ、アン・ミンネ、ティム・モーガン、ガブリエレ・ピサーノ、マウロ・オーヴェレンド、ジャンニ・ロワイエ- カルファーニ、イェンス・シュナイダー、グレゴール・シュウィンド、クリスチャン・シューラー、ゲラルト・シーベルト、アンナ・シキノヴァ

ソース：ガラス構造とエンジニアリング | https://doi.org/10.1007/s40940-023-00219-y

2021 年の初め以来、CEN/TS 19100 ガラス構造の設計は最初の 3 部で利用可能になりました。 第 4 部も近日公開予定です。 欧州標準化団体 CEN のこの技術仕様は、対応する将来のユーロコードの先行標準としてのものです。 これらの文書は、ヨーロッパ市場で初めて構造ガラス工学分野全体を対象とした初めての包括的な設計コードを構成します。 明確な概要に加えて、技術仕様は EN 1990「設計の基礎」と互換性があり、特に堅牢性と冗長性に関連するガラス固有の設計事項に対処するために起草されました。 この規格にはまだ CEN/TS の地位があり、それによってヨーロッパ諸国にそれを全面的に導入するか部分的に導入するかの選択肢を与えていますが、この規格にはすでに、ヨーロッパ諸国が設計結果を自国の状況に適応させることができる各国の余地が含まれています。国家決定パラメータ (NDP) による独自の安全レベル。 このようなアプローチはすでに将来のユーロコードを先取りしており、EN 19100「ガラス構造の設計」として発行される予定です。 この記事では、新しい文書の背後にある歴史と概念に関する背景を提供し、設計ルールの概要と、CEN/TS 19100 のさまざまな部分の対応する技術的背景を説明します。

図 1 に示すように、室内空間に日光を差し込む用途や、美しい外観デザインや持続可能なファサードなど、現代の建物においてガラスの果たす役割はますます高まっています。ガラス材料の広範な使用は、欧州の機関によって認められています。少し前に（Feldmann et al. 2014）。 ガラス製品に関連する規格には、建築製品の標準化が含まれます。 一方で、ガラス構造の設計をカバーする規格も存在します。 彼らは、問題のない実現のための最新の技術的進歩を提示し、一貫した安全レベルの促進を目指すべきです。 このような規格は、設計方法と安全性のレベルも調和させ、高度な数値手法の使用を可能にします。

歴史的には、建物のガラスに関連するさまざまな国内規制が数多くありました (図 2)。その中には、矛盾したり、不完全であったり、時代遅れであったり、EN 1990 (2010) の欧州の設計基準に対応していないものもあります。 この状況により、特別な承認がなければ実現できない構造用ガラス設計が生じることが多く、設計プロセスが非効率になり、特に大型のガラス構造物の建設は比較的リスクが高くなります。 このような状況は、技術の進歩、この分野の経済発展、サービスおよび間接的な商品の自由貿易を妨げています。

市場内にこのように多数の異なるアプローチが存在することにより、1990 年代以来他の建築材料に存在していたものと同様に、構造用ガラス設計におけるより汎ヨーロッパ的なアプローチが促進されました。 2006 年に初期の議論と準備措置が始まり、ガラス構造の設計のための新しいユーロコードの作成を含む、新世代のユーロコードに関する特定の指令 M/515 (2012) が 2012 年に欧州委員会によって発行されました。

プロジェクトは 3 つのフェーズに分かれていました。 第 1 段階 (タスク I) では、ガラス設計に関する最新技術の概要を示す JRC 科学および政策 (SaP-) レポート「ガラス部品の欧州構造設計に関するガイダンス」(Feldmann et al. 2014) が作成されました。将来の標準に必要な技術的ポイントを特定し、そのような文書に最も適切な構造を提案するために、図 3. この作業は、2014 年に欧州委員会共同研究センター (JRC) によって報告書が発行されたときに完了しました。 、イスプラ）。 その後、CEN/TC250 のワーキング グループ 3 (WG3) に小委員会 (CEN/TC250/SC11) の地位が与えられました。これは、このような委員会がさらなる標準化作業に向けて独自の技術的決定を行えるようにするために必要でした。 並行して、CEN/TC250/SC11 は、将来のユーロコードの前身として技術仕様 (CEN/TS) の形で予備標準を作成することにゴーサインを得ました。 最初の 3 部の CEN/TS 19100—Design of Glass Structures (2021) (以下、「CEN/TS」とも呼ばれます) の作成による第 2 フェーズ (タスク II) の完了後、図 3 の下位のワーキンググループが CEN/TC250/SC11/WG1 として追加されました。 委員会が現在取り組んでいる第 3 段階 (タスク III) は、CEN/TS のユーロコードへの変換です。

この記事では、CEN/TS 19100 のさまざまな部分の内容、技術規則、および対応する技術的背景について説明します。

CEN/TS の概要と内容の設計と構成では、次の 3 つの重要な点に対処することが求められました。

構造用ガラス製品の設計に対するこれらの要件は尊重され、TS を製造する際の一般的な前提条件として考慮されました。

たとえば、荷重に関して、EN 1991 は、断熱ガラス ユニットの内部キャビティ圧力および他の動作との対応する組み合わせを決定するための規則とパラメータを指定していません。 CEN/TS 19100 はこの欠落に対処しています。

それにもかかわらず、タイトなタイムスケジュールと限られたリソースのため、関連する設計側面のすべてが CEN/TS 内で取り上げられたわけではありません。 たとえば、冷間曲げ、座屈曲線、その他の設計側面は、ユーロコードの段階で文書に組み込まれます。 この記事の3.8。 さらに、CEN および CEN/TC250 レベルで合意された EN およびユーロコードの構造との互換性の観点から、形式的な点がいくつかあり、それが現在の形式の作業に影響を与えています。

CEN/TSの構造（図4）に関しては、他のユーロコードのモデル構造を完全に採用することはできませんでした。 むしろ、そのアプローチはガラス構造の典型的な要件に向けられる必要がありました。 したがって、重要なガラス関連の問題は、ガラス構造に特有のものであるため、EN 1990 (2010) では考慮されていない設計項目の基礎の分野に追加する必要があることは最初から明らかでした。 材料（ガラスとプラスチックの特性、製品コードとの関係など）、ガラスの極度の脆さに関連する設計原則、およびガラスの安全性に関する特別な評価技術を考慮して、早い段階で決定されました。 CEN/TS (2021) の別個の、実際には最初の部分で、2 つの基本的な「材料」とガラス関連の「設計​​の基礎」を規制すること。

第 2 部 (パート 2) (2021 年) では、横方向、つまり面外から荷重がかかる一般的なガラス構造の設計をカバーすることが決定されました。 この文書部分では、一般的に使用されるサポートの設計 (端に沿って連続的に支持されたガラス、点で支持されたガラス、および片持ちで固定された片持ちガラス) だけでなく、合わせガラス、断熱ガラス ユニット、たわみと振動の検証に関する問題も取り上げます。 。 3.

面内荷重のガラスコンポーネントを検討する際、そのようなコンポーネントを、より典型的な横方向荷重の構造要素と一緒にではなく、別の第 3 部 (パート 3) (2021 年) で規制することが合意されました。 全体的な性能と安定性の観点から、面内荷重コンポーネントは主構造に統合されることが多いことが認識されています。 ただし、そのような構造ガラス要素の対応する限界状態と関連する安全性評価概念に関する研究は比較的最近のものです。 主に面内にロードされるガラス部品の設計用の別の部分を使用すると、CEN/TS の最初の 2 つの部分の内容を拘束力のある設計規則の国内パッケージに含めたいが、3 番目の部分の内容は含めたくない国に対応できます。 。

CEN/TS の最初の 3 つの部分に含まれる設計ルールの工学的な性質とは対照的に、人身傷害のリスクに関連する適切なガラスの選択に関するルールという同様に重要な問題が並行して存在します。 使用時の安全性の側面 (構造的安全性と混同しないでください) は、欧州では国家法規によって規制されており、多くの場合、州の法制度と密接に関連しています。 このようなルールを欧州の設計標準レベルで実装することは現在も困難です。

この課題に対処するために、第 4 部では人身傷害のリスクに関連するガラスの選択に関する情報を提供し、一般的な用途におけるガラス製品の仕様に関するガイダンスを提供します。 他の部分がユーロコードに変換され、ヨーロッパ諸国全体に導入された場合でも、第 4 部分は、規範的拘束力が著しく低い CEN/TS の地位を継続すると想定されています。

TS の最初の 3 つの部分は正式投票で必要な支持を得ており、すでに公開されていますが、CEN/TS250/SC11 はまもなく第 4 部を正式投票手続きに提出する予定であり、その後、CEN/TS が公開されます。も期待できます。

このすべての作業に関連して、CEN/TS 19100 またはガラス構造の設計に関する将来のユーロコード (どちらも設計指向の CEN/TC 250 に基づいて作成されているか、作成される予定) との間にも関係があります。製品指向の CEN/TC129 委員会によって作成された既存の欧州規格 EN 16612 (2019)。 これら 2 種類の規格の関係を考えるとき、(a) コード間の設計結果を可能な限りスムーズに移行することが目的であること、(b) 異なる規格の適用分野を明確にする必要があることを覚えておく必要があります。 。 最初の問題に関しては、これがどのように達成されたかについての説明がセクション 2 で提供されます。 3.3. 2 番目の問題については、CEN/TS または将来のユーロコードは、ガラス部品が EN 1990 (2010) の規則に該当し、部品が結果クラス 1 に従って分類される必要があると各国が決定する場合に特化することが合意されました。 、2 または 3 ですが、EN 16612 (2019) は通常、下位クラスをカバーします (図 5)。

3.1 概念化、状態とアクションを制限する

規格の枠組みを作成する際、ガラス構造の場合、構造が無傷である通常の設計状況に加えて、構造が破損したり（部分的または完全に）破損したりする場合も考慮する必要があることは明らかでした。 。 この特性は他の建築材料とは明らかに対照的です。 さまざまな設計状況の考慮は、第 2 章の規則に規定されています。 これは、CEN/TS 19100 の作成時に適用された EN 1990 (2010) の 3.2 です。この戦略を追求するにあたり、破損中および破損後の追加の設計状況を反映する 2 つのさらに 2 つの制限状態、すなわち「破壊制限状態」( FLS) と「骨折後限界状態」(PFLS) です。 性質の点では、追加の極限状態は明らかに「究極極限状態」の属に属しますが、ガラス設計における重要性と重要性のために独自の名前が付けられました (図 6)。

ガラス製品と設計に対する歴史的アプローチの違いに基づいて、同じまたは類似の建物内の同じまたは類似のガラス部品は、安全要件に関して欧州各国で異なる扱いを受けることが予想されます。 このため、EN 1990 (2010) に基づくさまざまな結果クラス (CC) での分類と安全係数の選択に加えて、ガラス部品がどのような分類に基づいて検証されるか、およびどの限界状態にあるかを確認する必要があります。は、国家出願文書 (NAD) 内の対応する定式化を通じて国家の特権です。 必要な一連の検証の定義として、限界状態をいわゆる「限界状態シナリオ」にまとめると、個々のガラス部品の安全関連の仕様に役立ちます (図 7)。

堅牢性と冗長性の創出は、構造ガラス設計における一般的な問題であり、コンポーネント レベルの詳細設定から全体的なコンテキストでの統合に至るまで、CEN/TS 内に明確に反映されています (図 8)。

これらの追加の限界状態を考慮することにより、必要な堅牢性特性の認識が強調されます。これは、前述したように、建築材料が脆いため、ガラス建築において非常に特別な役割を果たします。

間違いなく、上位構造の構造的状況に組み込まれていないガラス要素の安全性のレベルは、上位構造に組み込まれているものとは異なります。 これはもちろん、故障の結果が大きく異なるためです (図 9)。

図 10 は、CEN/TS 19100 の技術的トピックの概要を、範囲、本文、付属書に従って区別して説明されているさまざまな部分に基づいて示しています。

措置に関しては、EN 1991 (2002) の規定に加えて、CEN/TS 19100 は追加の製品固有のアドバイスを提供します。 特に断熱ガラスユニット (IGU) の場合、内部キャビティの圧力 (ガラスの世界では通常「気候アクション」と呼ばれますが、EN に記載されている他の「気候アクション」と混同される可能性があります) を決定するための入力パラメータ1991年（2002年））が提供されます。 CEN/TS 19100-1 で指定されているキャビティ圧力の組み合わせ係数を表 1 に示します。キャビティ内部圧力を決定する手順は、EN 16612 (2019) に記載されている方法論に従います。 より広範囲の形状と荷重構成の検討を可能にするもう 1 つの有望な手順は、BAM アプローチ (Betti の分析法) によって代表されます。Galuppi および Royer-Carfagni (2020a)、Galuppi (2020) および Galuppi および Royer-Carfagni (2020b) を参照してください。 。 このようなアプローチは、ユーロコードの最終バージョンに追加される可能性があります。

表 1 CEN/TS 19100-1 (2021) における断熱ガラスユニット (IGU) のキャビティ圧力の組み合わせ係数 -フルサイズのテーブル

さらに、ガラスの熱破壊を防ぐために、CEN/TS 19100-1 (2021) の付録 C には、ガラス板の温度勾配と温度誘起応力の決定に関する貴重な情報が記載されています (図 11)。

3.2 ガラス部品の種類、ガラスの種類、その他の材質

予想のとおり、CEN/TS 19100 は、製品規格で提供される特徴的な基本材料強度値を使用して、ヨーロッパの建築用ガラス製品ファミリーに対応しています (図 12)。 基本的なソーダ石灰ケイ酸塩ガラスに関しては、アプローチは、規格に準拠したさまざまなタイプの焼きなましたガラスから始まります。 EN 572 (2012) に準拠した耐熱強化ガラス EN 1863 (2011) に準拠した熱強化ガラス EN 12150 (2015) または化学強化ガラスにも準拠 EN 12337 (2000)。 CEN/TS 19100 では、ガラス基板の標準形状に加えて、ホウケイ酸ガラス、アルカリ土類ケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラスなどの他のガラス製品についても言及しています。ただし、これらの製品は現在建設現場で広く使用されていないため、規格のみを参照してください。追加の値を指定せずに参照されます。

CEN/TS 19100 で処理される製品は、モノリシック、積層、断熱ガラス アセンブリ、またはそれらの組み合わせとしての板ガラスであり、通常のエッジ処理タイプを備えています。 アクリルガラスのデザインは対象外となります。

3.3 設計曲げ強度

おそらく、ガラス設計者のコミュニティにとって、結果として得られる設計ガラスの曲げ強度の決定ほど興味深いトピックはないでしょう。 製品規格の材料強度に基づいて、CEN/TS 19100-1 (2021) の付録 A で表面積に関する対応する計算ルールが作成されています (Laufs and Sedlacek 1999a; b; Veer et al. 2009; Pisano and Royer-Carfagni 2015)、エッジ (Kleuderlein et al. 2014; Vanderbroek et al. 2012, 2014)、穴 (Schneider and Wörner 2001; Schneider 2004)、およびさまざまな荷重適用期間、寸法、エッジの品質およびプレストレス度のコーナーゾーン、図13。このアプローチでは、固有強度成分がプレストレス成分から分離されます。 手順と概念は EN 16612 (2019) に準拠しています。 この点において、CEN/TS 19100-1 (2021) は互換性があり、対応する拡張機能とみなすことができます。

この強度測定方法は数年前には最先端のものと考えられていましたが、現在では特定の分野でさらなる発展が見られます。 特に、評価と試験との比較により、保守主義が明らかになったと報告されています。これは、表面の不良または好ましくないスクラッチの方向性が、本質的な強度の低下の可能性と一致しない（またはその程度が低い）という事実によるものです。 (Pisano et al. 2019a)。 これにより、より好ましい強度を可能にする干渉係数 ki が得られます。 係数 ki は、NAD を介して CEN/TS 19100-1 (2021) の付録 B に導入できます。 この改善された強度予測の計算は、附属書 A とあまり変わりません。しかし、これまでのところ、附属書 B の新しいモデルは、ガラスの種類によって異なる ki による改善を数値的に指定していません。 CEN/TS によれば、そのような値は個別のケースで決定するか、各国で個別に指定する必要があります。 しかし、対応する数値は、将来のユーロコードバージョンに向けてすでに計算されています。 背景は、Pisano et al. 2022 (Pisano et al. 2022) および図 14 および表 2 に記載されています。 （2022年）。

表 2 図 14 に示す構造群の干渉係数 ki の校正値 積雪の場合 -フルサイズのテーブル

CEN/TS 19100が「曲げ強度」に言及する場合、これは曲げまたは垂直力の両方（およびそれらの組み合わせ）の下での強度も含むことを理解されたい。 これは、平面荷重構造でも現在取り組んでいる進歩を考慮しています (CEN/TS 19100-3 (2021) を参照)。

特性レベルと比較した抵抗の設計レベルに関しては、EN 1990 (ユーロコード) の発展を担う CEN/TC250/SC10 との議論に関連して、さまざまな調査が行われてきました。 基本的なケースでは、表 3 に示す安全係数をさまざまな結果クラス (CC) に対して導き出すことができます。 そこでは、安全指数 β = 3.8 を参照する CC 2 の安全係数 γm = 1.8 が、いくつかの統計的アプローチによって確認できました。 1 回目は、強度の対数正規分布を仮定する αR (抵抗性に対する FORM 感度係数) を使用した抵抗側の FORM (一次信頼性法) 解析を使用し (Wellershoff 2006)、もう 1 回は完全な強度分布に基づくワイブル分布を使用しました。ランダムなスクラッチ配向と極値分布を使用した統計的負荷モデリングを含む確率的アプローチ (Ballarini et al. 2016; Pisano et al. 2019b)。

表 3 さまざまな結果クラスの安全係数 γM および γp -フルサイズのテーブル

3.4 合わせガラスの設計

中間層技術とそのさまざまな特性の開発を扱う場合、層間せん断結合効果の考慮は、ガラス設計における質量を削減するための重要な要素の 1 つです (図 15)。

せん断結合効果は、時間と温度の観点から表現できます。 簡単に言うと、CEN/TS 19100 では 3 つの異なるレベルの設計が可能です: (1) 完全なせん断結合またはせん断結合なし、(2) 弾性層状断面の有効な機械的特性を決定するための解析モデル、および (3) 数値モデリング。図16。

通常の状況下で IGU に関係することについては、キャビティ圧力とキャビティ内の荷重結合の性質は、最も関連性の高いケースが何かを検討する際、特に注意が必要です。つまり、中間層のより硬い挙動またはより柔らかい挙動を、どの組み合わせで考慮する必要があるかということです。他のペインのせん断弾性率、つまり中間層のせん断弾性率のより高い値を採用する必要があるか、より低い値を採用する必要があるか。 もちろん、これには、分布の両側で対応する信頼できる材料値が利用可能であることが必要です。 しかし、これは非常に難しい課題であるため、プラスチック材料側からの直接的な解決策は期待できず、ユーロコードの導入を超えてさらに時間がかかることになります。 また、抵抗の一部による安全への影響は、ガラス強度自体の影響ほど高くないことも覚えておく必要があります。

通常、規格は教科書の特性を示すべきではありませんが、CEN/TC250/SC11 は、合わせガラスの応力と変形の測定の場合、最新の解析計算結果に基づいて支援を提供する必要があると結論付けています。 このようなアプローチは、有限要素モデリング (FEM) を使用した、骨の折れる要求の厳しいシミュレーションに代わる方法を提供します。 これは現在、CEN/TS 19100 (2021) の第 2 部の付録 A に記載されています。

この理論は、Bennison-Wölfel 法 (Wölfel 1987) と比較して改良された拡張有効厚さ理論 (EET) (Galuppi et al. 2013, 2014; Galuppi and Royer-Carfagni 2014) に基づいています。 EN 16612 (2019) と同等の結果が得られますが、大幅に広範囲の境界条件が提供され、かなり広範囲のアプリケーションが含まれるようになりました。 この点に関して、計算式は、横方向に荷重がかかるビームおよびプレートのさまざまなタイプの荷重および保管条件に対する二重または三重合わせガラスを参照しています。 図 17 に計算式の例を示します。

3.5 面内荷重ガラスコンポーネント、強化された堅牢性、安定性、および特殊な接合に関するトピック

ガラス部品が梁、壁、せん断パネルなどの上部構造に静的に組み込まれると、構造の透明性と半透明性が間違いなく向上します。 これらのコンポーネントの特徴は、横方向の荷重に加えて、かなりの、多くの場合支配的な縦方向の応力、つまり面内応力を受けることです。 このため、CEN/TS19100 (2021) のパート 3 は面内にロードされるガラス要素に特化しています。

このような状況では、CEN/TS 19100-2 (2021) でカバーされている下位の横方向荷重コンポーネントに規定されている FLS および PFLS の単純なルールを採用するだけでは、そのようなガラスコンポーネントの前提条件となる堅牢性と信頼性を達成することはできません。 このアプローチは、構造全体の耐荷重システムの一部であるコンポーネントに特に適用されます。 原則として、このようなコンポーネントは、十分な堅牢性を実現するために十分な多層の合わせ安全ガラスから製造されており、さらに、ガラス要素全体が崩壊した場合に備えて代替の荷重経路が必要です。 したがって、CEN/TS 19100-2 (2021) に加えて、CEN/TS 19100-3 (2021) には、理論的および実験的評価の強化された要件に関して追加のアドバイスが提供されています。

潜在的に破壊的なコンポーネントのテストは、建物自体では実行できないのが一般的であることに注意してください。これは、残っているコンポーネントが事前に損傷しており、交換が困難であるためです。 このため、このような破壊部品の試験は通常、特別に準備された追加の試験片を使用して別の場所 (実験室や作業場など) で実行されます。 ただし、一部の特殊なケースでは、CEN/TS 19100-3 (2021) では、テストなしで FLS および PFLS での検証も許可されています。

基本的な検証公式に加えて、かなり建設的に解決する必要があるコンポーネントの端での負荷導入とは別に、無傷状態と破損状態の両方での安定性の評価に関するルールが与えられており、これは設計および設計において特に重要です。構造用ガラスコンポーネントの寸法決定。 たとえば、ガラス板 (ガラス板) が面内で荷重を受けると、面外変形 (曲げ座屈 (Langosch および Feldmann 2016)、横方向のねじり座屈 (Luible および Crisinel 2004; Kasper et al.細さの程度、幾何学的欠陥（Belis et al. 2011）およびエッジの状態、または部分的な破断に応じて、プレート座屈（Luible and Crisinel 2005））が発生します。

パート 3 では、発生する安定性現象について、面内荷重を受けるコンポーネントを検証するときに使用される等価不完全性の規則を示します。 同等の幾何学的不完全性は、曲率に関する固有モード変形の最大縦軸に適用する必要があります (図 19)。コンポーネント自体の不完全性の値に加えて、取り付けの不完全性の値も考慮する必要があります。これは、部品のレベルとは異なる可能性があります。実行制御。

将来のユーロコードバージョンでは、このようなケースに対する一貫した座屈曲線が期待されています。これにより、単純なケースでは FEM 検証が不要になり、安定性検証が容易になります。 この記事の4。

さらに、熱強化ガラスについては、何らかの理由でガラス層が突然破損し、無傷で残った断面に短期的な応力増加衝撃効果が誘発された場合の安全性を考慮するためのルールが設けられています。

しかし、この規格でカバーされるのは、コンポーネント自体の設計と寸法設定の技術だけではありません。 熟練した設計者のレパートリーの一部は、構造ガラス要素への接続および構造ガラス要素間の接続を適切に設計することも必要です。 面内荷重要素の場合、ガラスで構成されるこのようなコンポーネントの接合は、最近までほとんど取り上げられていませんでした。 この状況は、さらなる研究活動によって変わりました (Baitinger and Feldmann 2010; Nielsen et al. 2010; Watson et al. 2013)。

このため、「特別な接合部」の設計は、CEN/TS 19100 のパート 3 に含まれています。「特別な接合部」とは、ガラス面内で 1 つのガラス部品から別のガラス部品への内部力の伝達を可能にするものです。 。 このような方法には、せん断ボルトによる接合、接着接合、またはせん断伝達に摩擦を使用するクランプ接合が含まれます。CEN で扱われる点固定 (Graf et al. 2004) のような「通常の」支持と混同すべきではありません。 /TS 19100-2 (2021)。 簡単に言えば、このような接合システムは FEA (有限要素解析) を利用して設計および検証することが推奨されますが、一部の構成については、CEN/TS 19100 – 3 で構造レイアウトの迅速な検証を可能にする解析設計手法が提供されています。 .18、建設の詳細に関する推奨事項に加えて。

3.6 保守性の問題

一部の国や他の業界では、計算仕様から変形の制限値を除外するのが一般的ですが、そのような制限は十分な理由があって CEN/TS に含まれています。 実際、ガラス製品を扱う場合、ガラス成分の種類によって変形の限界値が異なります。 この問題は、快適性や美観、たわみの機能的制限などの理由から、他の建築材料よりもガラスの方が顕著です (図 19)。 たとえば、断熱ガラスユニットの変形限界は、機能要件であるキャビティの気密性を保護するために存在します（図20）。

過度のたわみにより、ガラス製品がサポートから外れる可能性があり、これは ULS (耐荷重) に影響を与える要件となります。 このため、十分な大きさのグラスバイトが必要となり、CEN/TSで規定されています。 これらの特定の制限に加えて、図 21 に、迅速な設計チェックのための簡略化されたルールが提供されています。 さらに、許容振動周波数 (力学) の制限値の計算と決定に関する規則は、CEN/TS 19100 のパート 2 の付録 B に規定されています。

3.7 CEN/TS 19100 のパート 4

CEN/TS 19100 のパート 4 は、この一連の標準を、計算やテストに関連する「古典的な」エンジニアリング設計の問題と区別する特別な機能です。 範囲で定義されているように、パート 4 は、怪我や転倒から保護するための適切なガラス製品の選択を支援することを目的とした規則の開発または改善のためのガイダンスとして機能することを目的としています。 これらの規則は、国家規制、国家標準、専門家協会からの推奨事項、特定のプロジェクトの要件などをカバーする仕様とみなすことができます。したがって、パート 4 には、そのような仕様の考えられる内容についての提案を提示する特別なセクションも含まれています。 第 4 部では、人々の安全を考慮する場合について説明します。

このアドバイスでは、垂直ガラスと非垂直ガラス、機能、クリティカルゾーン、ガラス要素の種類、ガラス要素のガラスの種類と寸法、固定方法、周囲の構造の配置と形状、衝突または落下の種類、傷害の影響を区別します。図 2 は、DIN 18008 (2020)、FD DTU 39 P5 (2017)、NBN S23-002 (2020) など、すでに存在する基本的な欧州規格の概要を示しています。

さらに、パート 4 には 3 つの付録が含まれています。 付属書 A は、傷害のリスクが許容されると考えられる幾何学的寸法および環境幾何学的形状の範囲を提案しています。 付属書 B はガラスの種類の選択に関する推奨事項を扱い、付属書 C は保護設計に関する考えられるガイダンスを示します (図 22 に示す例を参照)。 すべての付録は有益です。

現在のところ、パート 4 は将来ユーロコードに変換されない予定であり、その内容は「使用時の安全性とアクセシビリティ」の問題 (建設製品規則の建設工事に関する基本要件 4) の意味で理解されるべきであるためです。 (心肺蘇生法))。 第 4 部の主題には、CEN/TS の他の部分の場合と同様、「機械的抵抗と安定性」(CPR の建設工事の基本要件 1) は含まれていません。 ヨーロッパの各国ではさまざまな法制度が採用されているため、「使用上の安全性」に関する問題をユーロコードに含めることは困難です。 このため、この種の規制は現在も将来も勧告の状態、つまり CEN/TS に残すべきであると決定されました。

最後に、ガラスの種類の選択は通常、設計の最初のステップの 1 つであり、建築家と緊密に協力して完了する必要がある作業であることを認識しておく必要があります。 このため、CEN/TS のパート 4 に含まれる主題は特に重要です。おそらく、一見しただけでは考えられないほど重要です。

3.8 ユーロコードの残りの項目

CEN/TS は EN 規格と同じスタイル、同じ内容で草案されることが常に意図されていました。 このため、ユーロコードのバージョンは CEN/TS と非常に似ています。 ただし、多少の修正や追加が予想されます。 このような修正と追加には、試用段階の申請から収集した教訓に基づくか、委員会 CEN/TC250/SC11 が既に特定した点に基づくかにかかわらず、以下が含まれることが期待されます。

他の改訂や主題が含まれる可能性があります。 もちろん、他の欧州規格 (EN) の場合と同様に、ユーロコードの完成後、明らかになったさらなる開発と改善は成文化され、それぞれの修正を発行することによって取り上げられます。 この目的のために、CEN/TC 250 はすべてのユーロコードに対して特別な「系統的レビュー」を提供しました。 この標準がユーロコードとして利用可能になるまでの将来の作業をカバーする大まかなスケジュールを次のセクションで概説します。

このペーパーでは、技術仕様 CEN/TS 19100 パート 1 ～ 4 の概念化に関する歴史をいくつか紹介し、コードの最も重要な規則と技術的背景のいくつかを要約します。 新しい CEN/TS の構造とユーロコード スイートの他の規格との互換性について、EN 1990 (2010) との関連性や欧州製品規格との関係を含めて説明しました。 さらに、この記事は、無傷状態を含むがこれに限定されない限界状態の考慮の必要性と、これを欧州の標準化にどのように組み込むかについても示しています。

最新のガラス構造における関連する技術設計トピックと標準化要件のほとんどは、CEN/TS 19100 内で扱われています。ただし、いくつかは現在まだ検討中であり、将来のユーロコードに組み込まれることが期待されています。

CEN/TS 19100 は、ガラス設計での試用を目的としています。 業界やデザインコミュニティからのフィードバックは、ユーロコードへの変換中に文書を改善するのに役立ちます。 この目的を達成するために、対応する技術的な作業が進行中であり、CEN/TC250/SC11 委員会でまだ議論されているトピックがまとめられています。

ここに記載されている技術的作業は 2023 年末までに完了し、2024 年に計画どおり調査段階の準備を開始できることが期待されます。各国からのコメントを取り入れた後、さらなる手続きと翻訳作業が行われ、正式な合意が得られた後、ユーロコードが 2026 年に発行されることを期待して投票します。その時点で、各国の国内基準が撤回されるのを妨げるものがないように、国内出願書類 (NAD) を準備するのは欧州諸国の責任となります。 。

現在の調査ではデータセットが生成または分析されていないため、データ共有はこの記事には適用されません。

著者らは、指令 M/515 の範囲内で CEN/TS 19100 の作成に自信を持ってくださった欧州委員会と CEN/TC 250、特に財政的支援に心から感謝の意を表したいと思います。 さらに、CEN/TS の作成につながる議論における貴重な貢献に対して、次の方々に感謝します (アルファベット順): Mascha Baitinger (Contura Ingenieure、マインツ)。 ルイジ・ビオルツィ (ミラノ工科大学); ジョン・コルビン (シェルマーズデール); グラハム・ドッド (ARUP、ロンドン); ミッシェル・デュブル (Glass for Europe、ルーヴァン・ラ・ヌーヴ); ジョー・ジョーステン (kenniscentrum glas、ゴーダ); ロン・クライス (Glasimpex Schiedam); ニルス・ランダ (ボルセス・グラス、サンダン); ピーター・レンク (ARUP、ロンドン); アンドレアス・ルイブレ (ルツェルン大学); ケント・パーソン (ルンド大学); Vlatka Rajcic (ザグレブ大学); パオロ・リゴーネ (ミラノ工科大学)。 ダニエラ・シェーン (DIN、ベルリン); Wim Stevels (イーストマン ケミカル カンパニー、ハーグ); パヌビザ (ルモン、コウヴォラ); Norbert Wruk (ケルン、ピルキントン); アンケ・ジルマン（DIBt、ベルリン）。

Projekt DEAL によって実現および組織されたオープンアクセスの資金調達。

対応する著者

マクシミリアン・ラウルスへの通信。

利益相反

すべての著者を代表して、責任著者は利益相反がないことを表明します。