Modellazione di sistemi di vetro supportati da punti in RFEM 2

Articolo tecnico

Come menzionato nella parte 1 dell'articolo, lo standard attuale per le strutture in vetro DIN 18008-3 richiede raccordi supportati da punti per componenti in vetro creati utilizzando FEM per progettare la capacità portante sufficiente. Le regole sono descritte nell'allegato B della norma [1].

Sfondo del design

Per eseguire il progetto, è necessario creare il modello analitico rilevante e verificarlo in relazione allo standard o all'approvazione tecnica generale dei singoli prodotti.

Verifica del modello analitico

Innanzitutto, è necessario verificare la qualità dei risultati su un foro di perforazione. Per questo, è importante definire le impostazioni della mesh FE o perfezionare la mesh FE nell'area di perforazione in modo tale che i risultati corrispondano ai valori richiesti specificati in DIN 18008.

La struttura di base è una piastra rettangolare con perforazione:
a = 300 mm
b = 600 mm
t = 10 mm

Figura 01 - Discretizzazione nell'area del foro di perforazione

Le tensioni si traducono in un valore massimo di 48,2 N / mm². Sono entro il limite consentito di 46 a 52 N / mm² in conformità con l'approvazione [3] , e quindi il modello può essere utilizzato.

Oltre a controllare le tensioni su un foro di perforazione, è necessario verificare la modellazione del raccordo nel passaggio successivo.

Figura 02 - Modello di fitting in RFEM

Le superfici del lato superiore e inferiore del raccordo sono modellate usando i solidi di contatto, che possono solo trasferire le forze di compressione. La rigidità del solido viene selezionata in base alla rigidità del raccordo in vetro esistente.

Ad esempio, ci sono i seguenti valori di risultato:
Materiale Lato superiore: E = 40 N / mm², G = 13,8 N / mm²
Materiale Lato inferiore: E = 50 N / mm², G = 24,1 N / mm²

Applicando i limiti di carico massimi consentiti F D / Z = 8.900 N e F Q = 5.100 N [3], si ottengono le seguenti rigidità:
Compressione Z / w Z = 19,347 N / mm
Tensione D / w D = 20,602 N / mm
Shear Q / u Q = 5,247 N / mm

Quando si confrontano i valori con l'approvazione [3], tutti i risultati rientrano nei limiti consentiti:
15.386 N / mm ≤ c Z, D ≤ 24.372 N / mm
344 N / mm ≤ c Q

Pertanto, il modello può essere ulteriormente utilizzato per il calcolo.

Figura 03 - Verifica della rigidità del raccordo

L'ultimo passaggio è la verifica dell'intero modello. Per questo, entrambe le sottostrutture precedentemente modellate vengono unite. Le dimensioni strutturali considerate, così come i risultati richiesti, si riferiscono alle omologazioni tecniche [3].

Figura 04 - Modello di verifica

I risultati mostrati in Figura 4 mostrano un ottimo accordo tra i risultati esistenti e quelli richiesti. Questo modello FE verificato viene ulteriormente utilizzato come base per il calcolo del sistema strutturale attuale.

Progettazione mediante l'analisi FEM

Poiché si tratta di una struttura con carichi da progettare, verrà utilizzato il sistema strutturale descritto nella Parte 1 dell'articolo. Pertanto, le differenze tra i due tipi di design diventano chiare.

Il modello FEM precedentemente realizzato verrà ora inserito nella struttura da progettare. Le sollecitazioni risultanti vengono utilizzate per il design.

Figura 05: sollecitazioni nell'area del foro di perforazione

Il valore massimo delle sollecitazioni nell'area del foro di perforazione è σ = 29,22 N / mm². Quindi, il rapporto di progettazione è η = 29,2 / 51,3 = 0,57.

Sommario

Il confronto tra i due metodi di calcolo mostra chiaramente che potrebbero esserci alcune differenze nei rapporti di calcolo calcolati. Nel caso presente, il rapporto di progettazione è inferiore di circa il 40% a causa dell'analisi esatta. Sebbene questo non possa essere generalmente assunto, illustra che un'analisi FEM precisa può spesso avere vantaggi.

Riferimento

[1] DIN 18008-3: 2013-07
[2] Weller, B., Engelmann, M., Nicklisch, F., e Weimar, T. (2013). Glasbau-Praxis: Konstruktion und Bemessung Band 2: Beispiele nach DIN 18008 (3a ed.). Berlino: Beuth, 2013
[3] Approvazione tecnica generale Z-70.2-99 . (2014)

Scarica

Link

Contattaci

Contattaci

Hai domande o hai bisogno di un consiglio?
Contattaci tramite il nostro supporto gratuito via email, chat o forum oppure trova soluzioni e consigli utili nella nostra pagina FAQ.


    +39 051 9525 443

    info@dlubal.it

    RFEM Programma principale
    RFEM 5.xx

    Programma principale

    Software di progettazione strutturale per l'analisi con elementi finiti (FEA) di sistemi strutturali piani e spaziali costituiti da piastre, pareti, gusci, aste (travi), elementi solidi e di contatto

    Prezzo della prima licenza
    3.540,00 USD
    RFEM Strutture in vetro
    RF-GLASS 5.xx

    Modulo aggiuntivo

    Progettazione di pannelli di vetro monostrato, stratificato e vetrocamera

    Prezzo della prima licenza
    1.120,00 USD