1715x
001599
2019-11-27

Wpływ różnych sposobów modelowania podpór liniowych w konstrukcjach szklanych

Ze względu na specjalne właściwości szkła, osoba tworząca model MES musi zwrócić szczególną uwagę na szczegóły. Das Glas besitzt eine sehr hohe Druckfestigkeit und wird daher tendenziell nur auf seine Zugspannungen bemessen. Ein besonderer Nachteil des Materials ist seine Sprödheit. Z tego względu nie wolno ignorować koncentracji naprężeń pojawiających się w obliczeniach.

Różne opcje obliczeń w RFEM

Różnorodne sposoby podparcia elementu prowadzą do powstania koncentracji naprężeń (lub pozwalają ich uniknąć) w wybranych punktach. Dlatego w przypadku niekrótych z nich już na etapie definiowania struktury warstw konieczna jest znajomość funkcji programu. Zasadniczo można skorzystać z dwóch opcji obliczeń: "2D" lub "3D". Metoda obliczeniowa "2D" opisuje wewnętrzne modelowanie konstrukcji warstw za pośrednictwem powierzchni. Tafle szklane są wyświetlane w RFEM w postaci elementów powierzchniowych. Przy zastosowaniu szkła laminowanego LSG, definiowana jest równoważna grubość warstwy. Jednak przy uwzględnieniu ścinania międzywarstwowego, jeżeli różnica w sztywności warstw jest zbyt duża, ta teoria osiąga swoje granice i wówczas należy zastosować opcję "3D". Konstrukcja warstw zostaje zamodelowana i obliczona używając elementów bryłowych. Zaletą tej bardziej czasochłonnej metody jest to, że sztywności każdej warstwy zostają szczegółowo uwzględnione w obliczeniach oraz to, że zależności, takie jak ścinanie międzywarstwowe, mogą również zostać uwzględnione. W niektórych przypadkach RFEM wstępnie ustawia metodę obliczeniową, której nie można zmodyfikować.

Wybór rozmieszczenia podpór

Jeżeli obliczenia są oparte na teorii płyt, forma rozmieszczenia podpór jest najprostsza. Podpory zostają automatycznie przyporządkowane do krawędzi układu.

Kiedy jednak obliczenia są przeprowadzane zgodnie z teorią brył, dostępnych jest kilka opcji. Podpory można zdefiniować dla każdej warstwy szkła, ale może to skutkować powstaniem niezamierzonego utwierdzenia i momentów, pojawiających się w rejonie podpór. Ważne jest, aby zwrócić uwagę na to zjawisko podczas wprowadzania danych, ponieważ to ustawienie nie jest widoczne od razu w ocenie wyników.

Porównanie wyników i wniosek

Jeśli porównane zostaną wyniki obliczeń dla obu ustawień, prostej laminowanej tafli szklanej, podpartej na jednej krawędzi oraz na wszystkich krawędziach, oczywiste jest, że wartość obliczeniowa układu 2 jest korzystniejsza niż dla układu 1. Wynika to z faktu, że zastosowanie podpory skutkuje powstaniem utwierdzenia, prowadząc do sytuacji, w której usztywnia ona cały układ. Tym samym powstaje mniejsza deformacja, a także mniejsze siły wewnętrzne w połowie rozpiętości. Jednak ta niższa wartość jest błędna, ponieważ rama tafli szkła lub mocowanie tafli do ramy zazwyczaj nie uwzględnia możliwości przeniesienia sił utwierdzenia. Jednak wyniki pokazują także, że różnice w obliczeniach są niewielkie i dlatego często niezauważalne. Niniejszy artykuł ma na celu zwrócenie uwagi użytkownika na konieczność zdefiniowania detali konstrukcyjnych przed rozpoczęciem obliczeń, zwłaszcza w konstrukcjach szklanych, aby móc stworzyć precyzyjny model w programie opartym na MES.


Autor

Pan Lex jest odpowiedzialny za rozwój produktów dla konstrukcji szklanych oraz za zapewnienie jakości programu RFEM. Zapewnia również wsparcie techniczne dla naszych klientów.

Odnośniki
Pobrane