W nowoczesnym projektowaniu konstrukcji szkło staje się coraz bardziej popularnym materiałem ze względu na swoje walory estetyczne i wszechstronne funkcje. Projektowanie konstrukcji szklanych wymaga jednak starannego uwzględnienia różnych czynników, takich jak nośność, użytkowalność i właściwości materiałowe. RFEM 6 z dodatkiem Glass Design oferuje zintegrowane rozwiązanie do analizy konstrukcyjnej i projektowania powierzchni szklanych. Ten dodatek umożliwia inżynierom przeprowadzanie szczegółowych obliczeń dla szkła jednorodnego i laminowanego, zapewniając zgodność z odpowiednimi normami, takimi jak DIN 18008.
Ten artykuł przeprowadzi Cię przez kroki korzystania z dodatku Glass Design do zaprojektowania modelu powierzchni zakrzywionej przedstawionego poniżej. Ważne jest, aby podkreślić, że dodatek Glass Design wspiera projektowanie i wymiary zarówno płaskich, jak i zakrzywionych paneli szklanych, oferując zaawansowane możliwości tworzenia konstrukcji szklanych.
Kroki korzystania z dodatku Glass Design w RFEM 6
1. Aktywuj dodatek Glass Design
Aby rozpocząć korzystanie z dodatku Glass Design, przejdź do zakładki Dodatki w sekcji Model - Podstawowe dane i aktywuj dodatek Glass Design. Po aktywacji interfejs użytkownika zostanie rozszerzony o nowe wpisy w nawigatorze, tabelach i oknach dialogowych, co umożliwi pełne zintegrowanie parametrów projektowania szkła z RFEM 6. Dzięki tej integracji można pracować z dodatkiem płynnie obok innych funkcji projektowych. Podobnie jak w przypadku innych dodatków, można również ustawić normy dla klasyfikacji przypadków obciążenia, kreatorów obciążeń i projektowania szkła.
Dodatkowo istnieje opcja weryfikacji naprężeń bez stosowania normy (Obraz 1), co zapewnia elastyczność w dostosowywaniu obliczeń do specyficznych potrzeb. Ta funkcja umożliwia bardziej dostosowane podejścia do obliczeń projektowania szkła poza standardowymi wymaganiami.
2. Ustaw materiały dla projektowania szkła
Następnie należy wybrać materiały do projektowania szkła. RFEM 6 oferuje bibliotekę materiałów, z której można bezpośrednio importować różne materiały. W tym przypadku będziesz pracować z modelem warstwowym, więc musisz zdefiniować materiały takie jak szkło i folia. Materiały te opierają się na izotropowym modelu materiałowym, co zapewnia właściwe przedstawienie zachowania warstw. Na przykład można użyć szkła flotowego i folii PVB 22, które są zdefiniowane pod określonym warunkiem obciążenia (np. przez 3 minuty). Po wybraniu materiałów są one zintegrowane z projektem do dalszego modelowania.
3. Zdefiniuj grubość struktury szklanej
Po ustawieniu materiałów kolejnym krokiem jest zdefiniowanie grubości struktury szklanej. RFEM 6 pozwala na zdefiniowanie typu grubości struktury szklanej (Obraz 3), aby pomóc w tworzeniu warstw o określonej grubości. Typy grubości są powiązane z materiałami zaimportowanymi z biblioteki materiałów RFEM (Obraz 4).
Jedną z kluczowych zalet dodatku Glass Design jest możliwość wymiarowania zarówno pojedynczych szyb szklanych, jak i paneli z laminowanego szkła, co zaspokaja różne potrzeby projektowe. Ta elastyczność sprawia, że nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań, od prostych elementów szklanych po złożone struktury laminowane. Program obecnie wspiera te kompozycje, podczas gdy metoda obliczeniowa dla szkła izolacyjnego jest nadal w fazie rozwoju.
Dodatkowo dodatek oferuje Wizualizację Warstw, która umożliwia wizualizację warstw szklanych bezpośrednio w przekroju (Obraz 4). Ta funkcja ułatwia ocenę i dostosowanie złożonych struktur laminatów, zapewniając wyraźniejszy przegląd projektu oraz umożliwiając szybkie modyfikacje w razie potrzeby.
Zapisz i ponownie wykorzystaj zestawy warstw
Jeśli ręcznie utworzyłeś zestawy warstw dla swojej struktury szklanej, możesz je zapisać do późniejszego użycia. Wystarczy kliknąć przycisk "Zapisz", nadać szablonowi nazwę (Obraz 4) i struktura warstw, w tym redukcje sztywności, zostanie zapisania lokalnie na komputerze. Ten plik znajdziesz o nazwie thickness_layers.bin w następującym katalogu:
- C:\Użytkownicy\"nazwa użytkownika"\AppData\Local\Dlubal\RFEM6_6.xx\configs.
Ten plik można skopiować na inne komputery, co oznacza, że nie trzeba ponownie tworzyć struktur warstw za każdym razem, gdy pracujesz nad nowym projektem.
Dodatkowo struktury warstw można zapisać w ustawieniach GUI i odpowiednio eksportować. Aby to zrobić, przejdź do menu Opcje i wybierz Eksportuj ustawienia GUI. W oknie dialogowym Eksportuj ustawienia GUI upewnij się, że wybrana jest opcja Szablony dla grubości, jak pokazano na Obrazie 5. Po kliknięciu OK pojawi się okno dialogowe systemu Windows "Wybierz plik". Określ lokalizację, w której chcesz zapisać plik, przypisz nazwę pliku, a eksport utworzy plik konfiguracyjny w formacie .rf6.gui.
4. Przypisz kompozycję szkła do powierzchni
Na tym etapie możesz przypisać właśnie utworzoną kompozycję szkła do interesujących powierzchni, wybierając ją z menu rozwijanego, jak pokazano na Obrazie 6. Po wybraniu kompozycji aktywuj właściwości projektowania dla szkła w tym samym oknie. To odblokuje dodatkowe ustawienia i zakładki, takie jak Konfiguracje projektowania i Ugięcia, zapewniając elastyczność w dostosowywaniu ustawień specyficznych dla projektu szkła. Te opcje pozwalają dostosować parametry projektowe do unikalnych wymagań projektu, takich jak Ustawienia analizy ugięcia dla projektowania szkła, pokazane na Obrazie 7.
5. Zdefiniuj model kompozycji szkła
Na tym etapie program automatycznie generuje model kompozycji szkła, który posłuży jako podstawa do dalszych regulacji specyficznych dla konstrukcji szklano. Program pogrupuje powierzchnie o podobnej geometrii w jeden model. Jeśli to konieczne, możesz stworzyć dodatkowe modele i przypisać je do odpowiednich powierzchni, używając przycisku "Utwórz Nowy Materiał".
Aby uzyskać dostęp do okna Model Kompozycji Szkła, przejdź do Nawigatora w sekcji Typy dla Projektowania Szkła. W tym oknie (pokazanym na Obrazie 8) musisz skonfigurować następujące ustawienia:
- Typ obliczeń
Pierwszym kluczowym krokiem jest określenie, jak będzie analizowana struktura szklana. W głównym oknie Modelu Kompozycji Szkła wybierz 1-Phase | Full Model w sekcji typu obliczeń. Ta opcja wykonuje bezpośrednią analizę określonego obszaru, uwzględniając wszystkie podpory zdefiniowane w RFEM. Zapewnia to, że analiza odzwierciedla wszystkie istotne czynniki i dokładnie przedstawia zachowanie struktury szklanej w różnych warunkach.
- Typ modelowania
Na tym etapie wybierzesz, jak struktura szklana powinna być modelowana. Obecnie dostępny jest tylko model powierzchniowy do analizy, co jest idealne dla większości zastosowań i umożliwia efektywne obliczenia i projektowanie. Model bryłowy jest nadal w fazie rozwoju i będzie dostępny w przyszłych aktualizacjach. Po wydaniu model bryłowy zaoferuje bardziej szczegółowe podejście do analizy konstrukcji szklanych wymagających dogłębnej analizy.
- Sprzężenie ścinania między warstwami
Dla szkła laminowanego masz opcję albo rozważenia, albo pominięcia sprzężenia ścinania między warstwami szkła. Ta decyzja jest szczególnie ważna przy modelowaniu szkła laminowanego. Korzystając z modelu powierzchniowego, należy pamiętać, że stosunek (G * t) / (Gf * tf) powinien być mniejszy niż 1000, aby uzyskać dokładne wyniki. Jeśli ten stosunek przekracza 1000, zaleca się przejście na model bryłowy, który zaoferuje bardziej precyzyjne przedstawienie wpływów sprzężenia ścinania.
6. Ustaw przypadki obciążeń i kombinacje
Na tym etapie zdefiniujesz przypadki obciążeń i kombinacje obciążeń dla projektowania szkła. Jeśli wybierzesz DIN 18008 jako normę projektową, jak w tym przypadku, istotne jest również wybranie DIN 18008 dla klasyfikacji przypadków obciążeń i kreatora kombinacji. Zapewnia to, że program aktywuje dodatkowe opcje na karcie Przypadki i Kombinacje Obciążeń (Obraz 9).
Program automatycznie rejestruje współczynniki trwania obciążeń dla każdego przypadku obciążenia, zapewniając precyzyjne obliczenia naprężeń zgodnie ze standardem DIN 18008. Dla przypadków obciążeń możesz zdefiniować czas trwania obciążeń dla każdej kategorii działań, a program automatycznie ustawi te wartości zgodnie z określeniami normy. Jeśli nie korzystasz z automatycznego kreatora kombinacji, możesz również ręcznie dostosować te ustawienia w razie potrzeby.
7. Aktywuj sytuacje projektowe
Na karcie Sytuacje Projektowe możesz aktywować dowolne z sytuacji projektowych istotnych dla Twojej struktury szklanej, co pozwala na testowanie różnych scenariuszy i konfiguracji. Dodatkową zaletą dodatku jest możliwość odwrotnego ustawienia sprzężenia ścinającego w szkle laminowanym, co umożliwia analizę obu przypadków - ze sprzężeniem ścinającym i bez niego - w tym samym pliku (Obraz 10). To zapewnia podwójną weryfikację, umożliwiając wykonywanie obliczeń i weryfikację obu sytuacji jednocześnie poprzez proste skopiowanie Sytuacji Projektowej i zaznaczenie ustawienia odwrotnego.
Włączając tę opcję, w obliczeniach używana jest odwrotna macierz sztywności, zdefiniowana w modelu struktury szklanej. To podejście oferuje bardziej wszechstronną ocenę wydajności struktury szklanej, dostarczając cennych informacji o tym, jak szkło będzie się zachowywać w różnych warunkach.
8. Uruchom obliczenia
Po skonfigurowaniu wszystkich niezbędnych ustawień, w tym materiałów, grubości, typu modelowania i przypadków obciążeń, jesteś gotowy do uruchomienia obliczeń. Na tym etapie RFEM 6 przeanalizuje strukturę szklaną zgodnie z określonymi przez Ciebie parametrami projektowymi, dostarczając wyników potrzebnych do Twojego projektu.
9. Przeglądaj wyniki
Po zakończeniu obliczeń wyniki są dostępne jak zwykle poprzez tabele wyników i graficzne przedstawienia. Znajdziesz kompleksową prezentację graficzną i tabelaryczną wyników, zapewniającą jasne wnioski o wydajności struktury szklanej.
Dla każdego punktu wynikowego program pozwala na wyświetlenie wyników w przekroju, co daje szczegółowy przegląd zachowania strukturalnego. Możesz także wizualizować wyniki jako diagram, co pomaga w bardziej intuicyjnej interpretacji danych.
Dodatkowo możesz zobaczyć szczegółowe wyświetlanie i przedstawienie formuł dowodowych dla każdego punktu wynikowego. Ta funkcja umożliwia wyświetlanie szczegółów wyników wraz z odpowiednimi formułami, oferując pełną przejrzystość i jasność w zakresie sposobu, w jaki dokonano obliczeń.
Podsumowanie
Podsumowując, dodatek Glass Design dla RFEM 6 oferuje potężne i elastyczne rozwiązanie do projektowania konstrukcji szklanych, od pojedynczych szyb po złożone systemy laminowane. Dzięki pełnej integracji z interfejsem RFEM 6, dodatek oferuje intuicyjne narzędzia do definicji materiałów, modelowania i analizy. Możliwość przeprowadzania podwójnej weryfikacji, analizy sprzężenia ścinającego i wizualizacji wyników w przekroju zapewnia dokładną ocenę Twojego projektu. Wykorzystując zarówno wyniki graficzne, jak i tabelaryczne, wraz ze szczegółowymi formułami dowodowymi, możesz pewnie ocenić wydajność strukturalną swoich elementów szklanych, podejmując świadome decyzje podczas procesu projektowania.