Nel moderno design strutturale, il vetro sta diventando un materiale sempre più popolare grazie al suo fascino estetico e alla sua versatilità funzionale. Tuttavia, il design delle strutture in vetro richiede un'attenta considerazione di vari fattori come la capacità portante, l'usabilità e le proprietà del materiale. RFEM 6, con il componente aggiuntivo Glass Design, offre una soluzione integrata per l'analisi strutturale e il design delle superfici di vetro. Questo componente aggiuntivo consente agli ingegneri di eseguire calcoli dettagliati per vetro monolitico e stratificato, garantendo la conformità con le norme pertinenti come la DIN 18008.
Questo articolo ti guiderà attraverso i passaggi per utilizzare il componente aggiuntivo Glass Design per progettare il modello di superficie curva fornito di seguito. È importante sottolineare che il componente aggiuntivo Glass Design supporta il design e il dimensionamento di pannelli di vetro sia piani che curvi, offrendo capacità avanzate per la creazione di strutture in vetro.
Passaggi per Utilizzare il Componente Aggiuntivo Glass Design in RFEM 6
1. Attivare il Componente Aggiuntivo Glass Design
Per iniziare a utilizzare il componente aggiuntivo Glass Design, vai alla scheda Add-ons sotto Modello - Dati di base e attiva il componente aggiuntivo Glass Design. Una volta attivato, l'interfaccia utente sarà estesa con nuove voci nel navigatore, nelle tabelle e nelle finestre di dialogo, integrando completamente i parametri del design del vetro in RFEM 6. Questa integrazione assicura che puoi lavorare senza problemi con il componente aggiuntivo insieme alle altre funzioni di design. Similmente ad altri componenti aggiuntivi, potrai anche impostare gli standard per la classificazione dei casi di carico, i wizard di carico e il design del vetro.
Inoltre, è disponibile l'opzione per eseguire la verifica delle sollecitazioni senza applicare uno standard (Immagine 1), fornendo flessibilità per calcoli personalizzati basati sulle tue esigenze specifiche. Questa caratteristica consente approcci più mirati quando si eseguono calcoli di design del vetro al di fuori dei requisiti standard.
2. Impostare i Materiali per il Design del Vetro
Successivamente, dovrai selezionare i materiali per il design del vetro. RFEM 6 offre una Libreria dei Materiali da cui puoi importare direttamente vari materiali. In questo caso, lavorerai con un modello a strati, quindi definirai materiali come vetro e pellicola. Questi materiali sono basati su un modello di materiale isotropo, assicurando che il comportamento degli strati sia adeguatamente rappresentato. Ad esempio, potresti utilizzare Vetro Float e Pellicola PVB 22, che sono definiti sotto una specifica condizione di carico (es. sotto 3 minuti). Una volta selezionati i materiali, vengono integrati nel design per un'ulteriore modellazione.
3. Definire lo Spessore della Struttura di Vetro
Dopo aver impostato i materiali, il prossimo passo è definire lo spessore della struttura di vetro. RFEM 6 ti consente di definire un tipo di spessore della Struttura di Vetro (Immagine 3) per aiutare a creare strati con il loro specifico spessore. I tipi di spessore sono collegati ai materiali importati dalla libreria dei materiali di RFEM (Immagine 4).
Uno dei principali vantaggi del componente aggiuntivo Glass Design è che consente il dimensionamento sia dei singoli pannelli di vetro che dei pannelli laminati, rispondendo a varie esigenze di progetto. Questa flessibilità lo rende adatto a un'ampia gamma di applicazioni, da semplici elementi in vetro a complesse strutture laminate. Il programma supporta attualmente queste composizioni, mentre il metodo di calcolo per il vetro isolante è ancora in fase di sviluppo.
Inoltre, il componente aggiuntivo offre la Visualizzazione degli Strati, che ti permette di visualizzare direttamente gli strati di vetro nella sezione trasversale (Immagine 4). Questa caratteristica rende più semplice valutare e modificare le strutture laminate complesse, fornendo una panoramica più chiara del design e consentendo rapide modifiche se necessario.
Salvare e Riutilizzare i Set di Strati
Se hai creato manualmente set di strati per la tua struttura di vetro, puoi salvarli per un uso futuro. Basta cliccare sul pulsante "Salva", dare un nome al tuo modello (Immagine 4), e la struttura degli strati, incluse le riduzioni di rigidità, verrà memorizzata localmente sul tuo computer. Troverai questo file nominato thickness_layers.bin nella seguente directory:
- C:\Users\"username"\AppData\Local\Dlubal\RFEM6_6.xx\configs.
Questo file può essere copiato su altri computer, il che significa che non avrai bisogno di ricreare le strutture di strati ogni volta che lavori su un nuovo progetto.
Inoltre, le strutture degli strati possono essere salvate nelle impostazioni GUI ed esportate di conseguenza. Per fare questo, vai al menu Opzioni e seleziona Esporta Impostazioni GUI. Nella finestra di dialogo Esporta Impostazioni GUI, assicurati che l'opzione Modelli per Spessori sia selezionata, come mostrato nell'Immagine 5. Dopo aver cliccato OK, apparirà la finestra di dialogo di Windows "Scegli File". Specifica la posizione in cui desideri salvare il file, assegna un nome al file, e l'esportazione creerà un file di configurazione in formato .rf6.gui.
4. Assegnare la Composizione del Vetro alle Superfici
In questo passaggio, puoi assegnare la composizione del vetro che hai appena creato alle superfici di interesse selezionandola dal menu a discesa, come mostrato nell'Immagine 6. Una volta selezionata la composizione, attiva le proprietà di design per il design del vetro nella stessa finestra. Questo sbloccherà ulteriori impostazioni e schede, come Configurazioni di Design e Deflessioni, fornendo la flessibilità di regolare le impostazioni specifiche per il design del vetro. Queste opzioni ti consentono di adattare i parametri di design per soddisfare i requisiti unici del tuo progetto, come le impostazioni dell'Analisi delle Deflessioni per il Design del Vetro, mostrato nell'Immagine 7.
5. Definire il Modello di Composizione del Vetro
A questo punto, il programma genera automaticamente un modello di composizione del vetro, che servirà come base per fare ulteriori regolazioni specifiche per la costruzione del vetro. Il programma raggrupperà le superfici con geometrie simili in un singolo modello. Se necessario, puoi creare modelli aggiuntivi e assegnarli alle superfici appropriate usando il pulsante "Crea Nuovo Materiale".
Per accedere alla Finestra del Modello di Composizione del Vetro, vai al Navigatore sotto Tipologie per il Design del Vetro. In questa finestra (mostrata nell'Immagine 8), devi configurare le seguenti impostazioni:
- Tipo di Calcolo
Il primo passo critico è determinare come verrà analizzata la struttura di vetro. Nella finestra principale del Modello di Composizione del Vetro, seleziona 1-Fase | Modello Completo nella sezione Tipo di Calcolo. Questa opzione esegue un'analisi diretta dell'area specificata, considerando tutti i supporti definiti in RFEM. Questo assicura che l'analisi rifletta tutti i fattori rilevanti e rappresenti accuratamente il comportamento della struttura di vetro in diverse condizioni.
- Tipo di Modellazione
In questo passaggio, dovrai scegliere come modellare la struttura di vetro. Attualmente, solo il modello di superficie è disponibile per l'analisi, che è ideale per la maggior parte delle applicazioni e permette calcoli e progetti efficienti. Il modello solido è ancora in fase di sviluppo e sarà disponibile in aggiornamenti futuri. Una volta rilasciato, il modello solido offrirà un approccio più dettagliato per analizzare strutture di vetro che richiedono un'analisi approfondita.
- Accoppiamento al Taglio tra Strati
Per il vetro laminato, hai l'opzione di considerare o trascurare l'accoppiamento al taglio tra gli strati di vetro. Questa decisione è particolarmente importante quando si modella il vetro laminato. Quando si utilizza il modello di superficie, nota che il rapporto (G * t) / (Gf * tf) deve essere inferiore a 1000 per ottenere risultati accurati. Se questo rapporto supera 1000, è consigliabile passare al modello solido, che fornirà una rappresentazione più precisa degli effetti di accoppiamento al taglio.
6. Impostare Casi di Carico e Combinazioni
In questo passaggio, definirai i casi di carico e le combinazioni di carico per il design del vetro. Se selezioni la DIN 18008 come standard di design come in questo esempio, è importante scegliere anche la DIN 18008 per la classificazione dei casi di carico e il wizard di combinazione. Questo assicura che il programma attivi opzioni aggiuntive nella scheda Casi e Combinazioni di Carico (Immagine 9).
Il programma registra automaticamente i fattori di durata del carico per ciascun caso di carico, assicurando calcoli accurati delle sollecitazioni in conformità con lo standard DIN 18008. Per i casi di carico, puoi definire la durata del carico per ciascuna categoria di azione, e il programma imposterà automaticamente questi valori secondo le specifiche dello standard. Se il wizard di combinazione automatica non è utilizzato, puoi anche regolare manualmente queste impostazioni se necessario.
7. Attivare le Situazioni di Progetto
Nella scheda Situazioni di Progetto, puoi attivare qualsiasi delle situazioni di progetto rilevanti per la tua struttura di vetro, permettendoti di testare diversi scenari e configurazioni. Un ulteriore vantaggio del componente aggiuntivo è la possibilità di invertire l'impostazione di accoppiamento al taglio nel vetro laminato, consentendo di analizzare entrambi i casi—con e senza accoppiamento al taglio—nello stesso file (Immagine 10). Questo assicura una doppia verifica, permettendo di eseguire calcoli e verificare entrambi i casi simultaneamente copiando semplicemente la Situazione di Progetto e controllando l'impostazione inversa.
Abilitando questa opzione, la matrice di rigidità inversa, come definita nel modello della struttura di vetro, viene utilizzata nei calcoli. Questo approccio offre una valutazione più completa delle prestazioni della struttura di vetro, fornendo preziose informazioni su come il vetro si comporterà in diverse condizioni.
8. Eseguire il Calcolo
Dopo aver configurato tutte le impostazioni necessarie, inclusi materiali, spessori, tipo di modellazione e casi di carico, sei pronto per eseguire il calcolo. A questo punto, RFEM 6 analizzerà la struttura di vetro secondo i parametri di design che hai specificato, fornendoti i risultati necessari per il tuo progetto.
9. Esaminare i Risultati
Una volta completato il calcolo, i risultati possono essere accessi come di consueto attraverso entrambi i tavoli dei risultati e le uscite grafiche. Troverai una presentazione completa e tabellare dei risultati, fornendo chiari approfondimenti sulle prestazioni della struttura di vetro.
Per ogni punto di risultato, il programma ti permette di visualizzare i risultati attraverso la sezione trasversale, dandoti una panoramica dettagliata del comportamento strutturale. Puoi anche visualizzare i risultati come un diagramma, aiutando a interpretare i dati in modo più intuitivo.
Inoltre, puoi visualizzare una rappresentazione dettagliata e l'emissione delle formule di prova per ogni punto di risultato. Questa funzione ti consente di mostrare i dettagli dei risultati insieme alle formule pertinenti, offrendo piena trasparenza e chiarezza su come sono stati eseguiti i calcoli.
Conclusione
In conclusione, il componente aggiuntivo Glass Design per RFEM 6 offre una soluzione potente e flessibile per progettare strutture in vetro, dai singoli pannelli fino a complessi sistemi laminati. Con la sua integrazione completa nell'interfaccia di RFEM 6, fornisce strumenti intuitivi per la definizione dei materiali, la modellazione e l'analisi. La capacità di eseguire una doppia verifica, analizzare l'accoppiamento al taglio e visualizzare i risultati attraverso la sezione trasversale assicura una valutazione approfondita del tuo design. Sfruttando sia i risultati grafici che tabellari, insieme a formule di prova dettagliate, puoi valutare con sicurezza le prestazioni strutturali dei tuoi elementi in vetro, prendendo decisioni informate durante tutto il processo di design.