V moderním plánování nosných konstrukcí je sklo díky své estetické přitažlivosti a všestranné funkčnosti stále oblíbenější. Návrh skleněných konstrukcí však vyžaduje pečlivé zohlednění různých faktorů, jako je únosnost, použitelnost a materiálové vlastnosti. RFEM 6 v kombinaci s addonem pro navrhování skleněných konstrukcí nabízí integrované řešení pro statickou analýzu a návrh skleněných ploch. Tento addon umožňuje inženýrům provádět podrobné výpočty pro monosklo a vrstvené sklo a zajistit tak dodržení příslušných norem, jako je DIN 18008.
Tento článek vás provede kroky použití addonu Posouzení skleněných konstrukcí k návrhu modelu s zakřiveným povrchem, který je k dispozici níže. Je důležité zdůraznit, že addon Posouzení skleněných konstrukcí podporuje návrh a navrhování jak plochých, tak zakřivených skleněných panelů, což nabízí rozšířené možnosti pro vytváření skleněných konstrukcí.
Kroky pro použití addonu Posouzení skleněných konstrukcí v programu RFEM 6
1. Aktivace addonu Posouzení skleněných konstrukcí
Chcete-li použít addon pro posouzení skleněných konstrukcí, přejděte na kartu Addony v nabídce Model – Základní údaje a aktivujte addon pro posouzení skleněných konstrukcí. Po aktivaci se uživatelské rozhraní rozšíří o nové položky v navigátoru, tabulkách a dialogových oknech, takže parametry posouzení skla jsou plně integrovány do programu RFEM 6. Tato integrace zajišťuje, že můžete s addonem pracovat plynule vedle ostatních konstrukčních funkcí. Podobně jako u jiných addonů můžete také definovat standardy pro klasifikaci zatížení, generátory zatížení a návrh skla.
Kromě toho existuje možnost provést kontrolu napětí bez použití normy (obrázek 1), což poskytuje flexibilitu pro zákaznické výpočty na základě vašich specifických potřeb. Tato funkce umožňuje individuální přístup při provádění výpočtů posouzení skla mimo standardní požadavky.
2. Definice materiálů pro posouzení skla
Dále je třeba vybrat materiály pro posouzení skla. RFEM 6 nabízí knihovnu materiálů, ze které můžete přímo importovat různé materiály. V tomto případě pracujete s vrstevnatým modelem, takže definujete materiály jako sklo a fólie. Tyto materiály jsou založeny na izotropním modelu materiálu, který zajišťuje správné zobrazení chování vrstev. Můžete například použít plavené sklo a fólii PVB 22, které jsou definovány pro určité zatěžovací podmínky (např. do 3 minut). Jakmile jsou materiály vybrány, jsou integrovány do návrhu pro další modelování.
3. Definice tloušťky skleněné konstrukce
Po určení materiálů je dalším krokem definice tloušťky skleněné konstrukce. V programu RFEM 6 můžete definovat typ tloušťky skleněné konstrukce (obrázek 3) a vytvořit tak vrstvy s vlastní specifickou tloušťkou. Typy tloušťky jsou propojeny s materiály, které jste importovali z knihovny materiálů programu RFEM (obrázek 4).
Hlavní výhodou addonu Posouzení skleněných konstrukcí je, že umožňuje dimenzování jak jednotlivých skleněných tabulí, tak i panelů z vrstveného skla, a pokrývá tak širokou škálu projektových požadavků. Díky této flexibilitě je vhodný pro širokou škálu aplikací, od jednoduchých skleněných prvků až po složité kompozitní konstrukce. V současné době program podporuje tyto sestavy, zatímco výpočtová metoda pro izolační sklo je ještě ve vývoji.
Kromě toho addon nabízí vizualizaci vrstev, která umožňuje vizualizovat skleněné vrstvy přímo v průřezu (obrázek 4). Tato funkce usnadňuje posuzování a úpravy složitých kompozitních konstrukcí tím, že poskytuje jasnější přehled o návrhu a umožňuje rychlé změny v případě potřeby.
Ukládání a opětovné použití sad vrstev
Pokud jste ručně vytvořili sady vrstev pro svou skleněnou konstrukci, můžete je uložit pro budoucí použití. Stačí kliknout na tlačítko „Uložit“, pojmenovat šablonu (obrázek 4) a struktura vrstev, včetně snížení tuhosti, se uloží lokálně na vašem počítači. Tento soubor najdete pod názvem thickness_layers.bin v následujícím adresáři:
- C:\Users\„username“\AppData\Local\Dlubal\RFEM6_6.xx\configs.
Tento soubor lze zkopírovat do jiného počítače, což znamená, že nemusíte vrstvy vytvářet znovu pokaždé, když pracujete na novém projektu.
Struktury vrstev lze také uložit v nastavení GUI a odpovídajícím způsobem exportovat. Chcete-li tak učinit, přejděte do nabídky Možnosti a vyberte Exportovat nastavení GUI. V dialogovém okně Exportovat nastavení GUI se ujistěte, že je vybrána možnost Šablony pro tloušťky, jak je znázorněno na obrázku 5. Po kliknutí na tlačítko OK se zobrazí dialogové okno Windows „Vybrat soubor“. Zadejte umístění, kam chcete soubor uložit, přiřaďte mu název a export vytvoří konfigurační soubor ve formátu .rf6.gui.
4. Přiřazení skladby skla k povrchům
V tomto kroku můžete právě vytvořené skladby skla přiřadit k požadovaným povrchům výběrem z rozevíracího menu, jak je znázorněno na obrázku 6. Jakmile je skladba vybrána, aktivujte vlastnosti návrhu pro návrh skla ve stejném okně. Tím se odemknou další nastavení a záložky, jako jsou konfigurace designu a deformace, které nabízejí flexibilitu pro doladění nastavení specifických pro design skla. Tyto možnosti vám umožňují přizpůsobit parametry designu jedinečným požadavkům vašeho projektu, jako jsou nastavení pro analýzu deformace v designu skla, která jsou zobrazena na obrázku 7.
5. Definování modelu skladby skla
V této fázi program automaticky vytvoří model skladby skla, který slouží jako základ pro další úpravy specifické pro konstrukci skla. Program seskupí povrchy s podobnou geometrií do jednoho modelu. V případě potřeby můžete vytvořit další modely a přiřadit je k příslušným povrchům pomocí tlačítka „Vytvořit nový materiál“.
Okno Model skladby skla otevřete v navigátoru v části Typy pro posouzení skla. V tomto okně (jak je znázorněno na obrázku 8) musíte nakonfigurovat následující nastavení:
- Typ výpočtu
Prvním kritickým krokem je určení způsobu analýzy skleněné konstrukce. V hlavním okně modelu skladby skla vyberte v sekci Typ výpočtu možnost 1 fáze | Plný model. Tato volba provede přímou analýzu zadané oblasti, přičemž zohlední všechny sloupy definované v programu RFEM. Tím je zajištěno, že analýza odráží všechny relevantní faktory a přesně zobrazuje chování skleněné konstrukce za různých podmínek.
- Typ modelování
V tomto kroku vyberete, jak má být skleněná konstrukce modelována. V současné době je pro analýzu k dispozici pouze model plochy, který je ideální pro většinu aplikací a umožňuje efektivní výpočet a návrh. Model tělesa je stále ve vývoji a bude k dispozici v budoucích aktualizacích. Jakmile bude k dispozici, model tělesa nabídne podrobnější přístup k analýze skleněných konstrukcí, které vyžadují důkladnou analýzu.
- Smykové spřažení mezi vrstvami
U vrstveného skla máte možnost zohlednit nebo zanedbat smykové spřažení mezi skleněnými vrstvami. Toto rozhodnutí je zvláště důležité při modelování vrstveného skla. Při použití modelu povrchu by poměr (G * t) / (Gf * tf) měl být menší než 1000, aby byly výsledky přesné. Pokud tento poměr překročí 1000, doporučujeme přejít na model tělesa, který poskytuje přesnější zobrazení účinků smykové vazby.
6. Definování zatížení a kombinací
V tomto kroku definujete zatížení a kombinace zatížení pro posouzení skla. Pokud jako návrhovou normu vyberete DIN 18008, jako v tomto příkladu, je důležité vybrat také DIN 18008 pro klasifikaci zatížení a průvodce kombinacemi. Tím se zajistí, že program aktivuje další možnosti na kartě Zatížení a kombinace (obrázek 9).
Program automaticky zaznamenává faktory trvání zatížení pro každý zatěžovací stav, aby byly zajištěny přesné výpočty napětí podle normy DIN 18008. Pro zatěžovací stavy můžete definovat dobu trvání zatížení pro každou kategorii činnosti a program tyto hodnoty automaticky nastaví podle specifikací normy. Pokud nepoužíváte automatický generátor kombinací, můžete tato nastavení v případě potřeby upravit ručně.
7. Aktivace návrhových situací
Na kartě Návrhové situace můžete aktivovat libovolné návrhové situace relevantní pro vaši skleněnou konstrukci, abyste mohli otestovat různé scénáře a konfigurace. Další výhodou tohoto addonu je možnost obrácení nastavení smykového spřažení ve vrstveném skle, takže můžete analyzovat oba případy – se smykovou vazbou i bez ní – v jednom souboru (obrázek 10). Tím je zajištěna dvojitá verifikace a můžete provádět výpočty a kontrolovat obě situace současně pouhým zkopírováním návrhové situace a zkontrolováním opačného nastavení.
Aktivací této možnosti se v výpočtech použije inverzní matice tuhosti, jak je definována v modelu skleněné konstrukce. Tento přístup poskytuje komplexnější hodnocení výkonu skleněné konstrukce a cenné informace o tom, jak sklo reaguje za různých podmínek.
8. Provedení výpočtu
Po nakonfigurování všech potřebných nastavení, včetně materiálů, tlouštěk, typu modelování a zatěžovacích případů, jste připraveni provést výpočet. V tomto okamžiku RFEM 6 analyzuje skleněnou konstrukci podle vámi zadaných návrhových parametrů a poskytne vám výsledky, které potřebujete pro Váš projekt.
9. Kontrola výsledků
Po dokončení výpočtu lze výsledky jako obvykle zobrazit v tabulkách výsledků i v grafické podobě. Získáte komplexní grafické a tabulkové zobrazení výsledků, které poskytuje jasný přehled o výkonu skleněné konstrukce.
Pro každý výsledkový bod umožňuje program zobrazit výsledky v průřezu, což vám poskytne podrobný přehled o chování konstrukce. Výsledky můžete také vizualizovat jako diagram, což usnadňuje interpretaci dat.
Kromě toho můžete zobrazit podrobné zobrazení a výstup ověřovacích vzorců pro každý výsledkový bod. Tato funkce umožňuje zobrazit podrobnosti výsledků vedle příslušných vzorců, což zajišťuje úplnou transparentnost a přehlednost při provádění výpočtů.
Závěr
Závěrem lze říci, že addon Posouzení skleněných konstrukcí pro RFEM 6 nabízí výkonné a flexibilní řešení pro navrhování skleněných konstrukcí, od jednotlivých tabulí až po složité kompozitní systémy. Díky hladké integraci do uživatelského rozhraní RFEM 6 nabízí intuitivní nástroje pro definici materiálů, modelování a analýzu. Možnost provést dvojité ověření, analyzovat smykové spřažení a vizualizovat výsledky v průřezu zajišťuje důkladné posouzení vašeho návrhu. Díky využití grafických i tabulkových výsledků a podrobných ověřovacích vzorců můžete spolehlivě posoudit konstrukční vlastnosti skleněných prvků a činit informovaná rozhodnutí v průběhu procesu návrhu.