No dimensionamento estrutural moderno, o vidro está-se a tornar num material cada vez mais popular devido ao seu apelo estético e funcionalidade versátil. No entanto, dimensionar estruturas de vidro requer uma consideração cuidadosa de vários fatores, como a capacidade de carga, o estado limite de utilização e as propriedades do material. O RFEM 6, com o módulo Glass Design, oferece uma solução integrada para a análise estrutural e o dimensionamento de superfícies de vidro. Este módulo permite aos engenheiros realizar cálculos detalhados para vidros únicos e vidros laminados, garantindo conformidade com normas relevantes como a DIN 18008.
Este artigo irá guiar o utilizador pelos vários passos para utilizar o módulo Glass Design para dimensionar o modelo de superfície curva fornecido abaixo. É importante destacar que o módulo Glass Design suporta o design e dimensionamento de painéis de vidro planos e curvos, oferecendo capacidades avançadas para a criação de estruturas de vidro.
Etapas para Usar o módulo Glass Design no RFEM 6
1. Ativar o Módulo Glass Design
Para começar a usar o módulo Glass Design, navegue até a aba Add-ons em Modelo - Dados Base e ative o módulo Glass Design. Uma vez ativado, a interface do utilizador será estendida com novas entradas no navegador, tabelas e caixas de diálogo, tornando os parâmetros de dimensionamento do vidro totalmente integrados ao RFEM 6. Esta integração garante que o utilizador possa trabalhar com o módulo sem interrupções em conjunto com as suas outras funções de dimensionamento. Similar a outros módulos, o utilizador também poderá definir as normas para classificação de casos de carga, assistentes de carga e dimensionamento do vidro.
Além disso, há a opção de realizar a verificação de tensões sem aplicar uma norma (Imagem 1), proporcionando flexibilidade para cálculos personalizados com base nas suas necessidades específicas. Este recurso permite abordagens mais personalizadas ao realizar cálculos de dimensionamento do vidro fora dos requisitos das normas.
2. Definir Materiais para o dimensionamento de Vidro
Em seguida, deve selecionar os materiais para o dimensionamento de vidro. O RFEM 6 oferece uma Biblioteca de Materiais da qual o utilizador pode importar diretamente vários materiais. Neste caso, trabalhará com um modelo de camada, então irá definir materiais, tais como, vidro e película. Estes materiais são baseados num modelo de material isotrópico, garantindo que o comportamento das camadas seja representado de forma adequada. Por exemplo, pode usar Vidro Flotado e Película PVB 22, que são definidos sob uma condição de carga específica (por exemplo, menos 3 minutos). Uma vez que os materiais estão selecionados, eles são integrados no dimensionamento para modelação posterior.
3. Definir Espessura da Estrutura de Vidro
Após definir os materiais, o próximo passo é definir a espessura da estrutura de vidro. O RFEM 6 permite que o utilizador defina um tipo de espessura da Estrutura de Vidro (Imagem 3) para ajudar a criar camadas com espessura específica. Os tipos de espessura são vinculados aos materiais que importou da biblioteca de materiais do RFEM (Imagem 4).
Uma das principais vantagens do módulo Glass Design é que ele permite o dimensionamento de painéis de vidro simples e laminados, atendendo às várias necessidades do projeto. Esta flexibilidade torna-o adequado para uma ampla gama de aplicações, desde elementos simples de vidro até estruturas laminadas complexas. Atualmente, o programa suporta essas composições, enquanto o método de cálculo para vidro isolante ainda se encontra em desenvolvimento.
Além disso, o módulo oferece Visualização de Camadas, que permitem-lhe visualizar as camadas de vidro diretamente na seção transversal (Imagem 4). Este recurso facilita a avaliação e o ajuste de estruturas laminadas complexas, proporcionando uma visão mais clara do design e permitindo modificações rápidas conforme necessário.
Guardar e Reutilizar Conjuntos de Camadas
Se o utilizador criou manualmente conjuntos de camadas para a sua estrutura de vidro, pode guarda-las para uso futuro. Simplesmente clique no botão “Guardar”, nomeie seu modelo (Imagem 4) e a estrutura de camadas, incluindo as reduções de rigidez, será armazenada localmente no seu computador. Encontrará este arquivo nomeado thickness_layers.bin no seguinte diretório:
- C:\Users\"nome de utilizador"\AppData\Local\Dlubal\RFEM6_6.xx\configs.
Este arquivo pode ser copiado para outros computadores, o que significa que você não precisará recriar as estruturas de camadas toda vez que trabalhar em um novo projeto.
Além disso, as estruturas de camadas podem ser guardadas nas configurações do GUI e exportadas conforme necessário. Para fazer isso, vá até o menu Opções e selecione Exportar Configurações da GUI. Na caixa de diálogo Exportar Configurações do GUI, certifique-se de que a opção Modelos para Espessuras se encontra selecionada, conforme mostrado na Imagem 5. Após clicar em OK, a caixa de diálogo "Escolher Arquivo" do Windows aparecerá. Especifique o local onde deseja guardar o arquivo, atribua um nome ao arquivo e a exportação criará um arquivo de configuração no formato .rf6.gui.
4. Atribuir Composição de Vidro às Superfícies
Nesta etapa, você pode atribuir a composição de vidro que acabou de criar às superfícies de interesse, selecionando-a no menu pendente, conforme apresentado na Imagem 6. Uma vez selecionada a composição, ative as propriedades de dimensionamento para o dimensionamento do vidro na mesma janela. Isso desbloqueará configurações e separadores adicionais, tais como, Configurações de dimensionamento e Deslocamento, proporcionando a flexibilidade de ajustar configurações específicas para o design de vidro. Estas opções permitem ajustar os parâmetros de dimensionamento para atender aos requisitos únicos do seu projeto, como as configurações da Análise de deformações para o dimensionamento do Vidro, apresentadas na Imagem 7.
5. Definir Modelo de Composição de Vidro
Nesta etapa, o programa gera automaticamente um modelo de composição de vidro, que servirá como base para fazer ajustes específicos para a construção do vidro. O programa agrupará superfícies com geometrias semelhantes num único modelo. Se necessário, pode criar modelos adicionais e atribuí-los às superfícies apropriadas utilizando o botão "Criar Novo Material".
Para aceder à janela do Modelo de Composição de Vidro, vá até o Navegador de dados clique em Tipos para dimensionamento de vidro. Nesta janela (apresentada na Imagem 8), deve definir as seguintes configurações:
- Tipo de Cálculo
O primeiro passo crítico é determinar como a estrutura de vidro será analisada. Na janela principal do Modelo de Composição de Vidro, selecione 1-Fase | Modelo Completo na seção Tipo de Cálculo. Esta opção realiza uma análise direta da área especificada, considerando todos os apoios definidos no RFEM. Isso garante que a análise reflete todos os fatores relevantes e represente com precisão o comportamento da estrutura de vidro quando sujeita a diferentes condições.
- Tipo de Modelação
Neste passo, irá escolher como a estrutura de vidro deve ser modelada. Atualmente, apenas o modelo de superfície está disponível para análise, o que é ideal para a maioria das aplicações e permite um cálculo e design eficientes. O modelo sólido ainda está em desenvolvimento e estará disponível em futuras atualizações. Quando lançado, o modelo sólido oferecerá uma abordagem mais detalhada para analisar estruturas de vidro que requerem uma análise mais aprofundada.
- Acoplamento de Corte entre Camadas
Para vidro laminado, tem a opção de considerar ou negligenciar o acoplamento de corte entre as camadas de vidro. Esta decisão é particularmente importante ao modelar vidro laminado. Ao utilizar o modelo de superfície, observe que a relação (G * t) / (Gf * tf) deve ser inferior a 1000 para obter resultados precisos. Se esta razão exceder 1000, é recomendável mudar para o modelo sólido, que proporcionará uma representação mais precisa dos efeitos de acoplamento de corte.
6. Definir Casos de Carga e Combinações
Nesta etapa, definirá os casos de carga e as combinações de carga para o dimensionamento de vidro. Se selecionar a norma DIN 18008 como a norma de dimensionamento, como neste exemplo, também é importante escolher a norma DIN 18008 para a classificação de casos de carga e o assistente de combinação. Isso garante que o programa ativa opções adicionais no separador Casos de Carga & Combinações (Imagem 9).
O programa registra automaticamente os fatores de duração de carga para cada caso de carga, garantindo cálculos de tensões precisos de acordo com a norma DIN 18008. Para casos de carga, pode definir a duração da carga para cada categoria de ação, e o programa definirá automaticamente esses valores de acordo com as especificações da norma . Se o assistente de combinação automática não for utilizado, também é possível ajustar manualmente essas configurações conforme necessário.
7. Ativar Situações de dimensionamento
No separador Situações de Design, você pode ativar qualquer uma das situações de design relevantes para sua estrutura de vidro, permitindo testar diferentes cenários e configurações. Uma vantagem adicional do módulo é a capacidade de inverter a configuração de acoplamento de corte em vidro laminado, permitindo analisar ambos os casos – com e sem acoplamento de corte – dentro do mesmo arquivo (Imagem 10). Isso garante a dupla verificação, permitindo que você realize cálculos e verifique ambas as situações simultaneamente, simplesmente copiando a Situação de dimensionamento e verificando a configuração de inversão.
Ao ativar esta opção, a matriz de rigidez inversa, conforme definida no modelo de estrutura de vidro, é usada nos cálculos. Esta abordagem oferece uma avaliação mais abrangente do desempenho da estrutura de vidro, fornecendo informações valiosas sobre como o vidro se comportará sob diferentes condições.
8. Executar o Cálculo
Após configurar todas as configurações necessárias, incluindo materiais, espessuras, tipo de modelação e casos de carga, está pronto para executar o cálculo. Neste ponto, o RFEM 6 analisará a estrutura de vidro de acordo com os parâmetros de dimensionamento que especificou, fornecendo os resultados necessários para o seu projeto.
9. Revisar Resultados
Assim que o cálculo esteja completo, os resultados podem ser acedidos como de costume através de tabelas de resultados e saídas gráficas. Irá encontrar uma apresentação gráfica e tabular abrangente dos resultados, proporcionando insights claros sobre o desempenho da estrutura de vidro.
Para cada ponto de resultado, o programa permite que exiba os resultados na seção transversal, dando uma visão detalhada do comportamento estrutural. O utilizador também pode visualizar os resultados como um diagrama, ajudando a interpretar os dados de maneira mais intuitiva.
Além disso, pode visualizar uma representação detalhada e saída das fórmulas de prova para cada ponto de resultado. Este recurso permite que mostre os detalhes dos resultados ao lado das fórmulas relevantes, oferecendo total transparência e clareza sobre como os cálculos foram realizados.
Conclusão
Em conclusão, o módulo adicional Glass Design para o RFEM 6 oferece uma solução poderosa e flexível para o dimensionamento de estruturas de vidro, desde painéis simples até sistemas laminados complexos. Com a sua integração perfeita na interface do RFEM 6, ele fornece ferramentas intuitivas para a definição de material, modelação e análise. A capacidade de realizar verificação dupla, analisar o acoplamento de corte e visualizar resultados na seção transversal garante uma avaliação completa do seu dimensionamento. Ao utilizar tanto resultados gráficos quanto tabulares, juntamente com fórmulas de prova detalhadas, pode avaliar com confiança o desempenho estrutural dos elementos de vidro, tomando decisões informadas ao longo do processo de dimensionamento.