Bei der Modellierung und Bemessung von Glasscheiben mit RF-GLAS gibt es hinsichtlich der FE-Netz-Einstellung zwei unterschiedliche Möglichkeiten.
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Bei der Modellierung und Bemessung von Glasscheiben mit RF-GLAS gibt es hinsichtlich der FE-Netz-Einstellung zwei unterschiedliche Möglichkeiten.
Die architektonischen Anforderungen an Geländer sind nach wie vor sehr hoch und fordern meist ein großes Maß an Transparenz. Glasgeländer, bei denen keinerlei weitere Rahmenkonstruktion zu sehen ist, stellen dabei eine Möglichkeit zur Umsetzung dar.
Durch die speziellen Eigenschaften des Materials Glas ist es erforderlich, bei der Modellierung in einem FE-Modell auch ein besonderes Augenmerk auf Detailpunkte zu werfen. Das Glas besitzt eine sehr hohe Druckfestigkeit und wird daher tendenziell nur auf seine Zugspannungen bemessen. Ein besonderer Nachteil des Materials ist seine Sprödheit. In der Berechnung auftretende Spannungsspitzen dürfen daher nicht ohne Weiteres vernachlässigt werden.
Wie in Teil 1 des Beitrags erwähnt, besteht nach aktueller Norm DIN 18008-3 im Glasbau die Zulässigkeit, Punkthalter für Glasbauteile mittels FEM abzubilden, um die ausreichende Tragfähigkeit nachzuweisen. Die Regelungen zum Vorgehen findet man im Anhang B der Norm [1] beschrieben.
Bei der globalen Berechnung wird die Steifigkeit, die anhand eines ausgesuchten Schichtaufbaus sowie einer bestimmten Glasgeometrie berechnet wird, jeder Fläche zugewiesen. Anschließend wird die Berechnung mit der Plattentheorie fortgesetzt. Dabei kann gewählt werden, ob der Schubverbund der Schichten berücksichtigt werden soll oder nicht.
Ist die lokale Berechnung eingestellt, kann eine 2D- oder 3D-Berechnung angegeben werden. Zweidimensionale Berechnung heißt, dass die Einscheiben- oder Verbundscheibenverglasung wie eine Fläche modelliert wird, deren Dicke basierend auf einer ausgewählten Aufbau- und Glasgeometrie berechnet wird (anhand der Plattentheorie). Der Schubverbund kann hier wie für die globale Berechnung optional berücksichtigt werden.
Während der dreidimensionalen Berechnung werden Volumen im Modell verwendet, die jeweils die Aufbauschichten ersetzen. Die Ergebnisse sind in diesem Fall genauer, aber die Berechnung kann auch zeitaufwendiger sein.
Isolierglas kann nur modelliert werden, wenn die lokale Berechnung ausgewählt wurde. Die Gasschicht wird immer wie ein Volumenelement modelliert, daher ist es notwendig, einzelne Isolierglasteile unabhängig von der umgebenden Struktur zu bemessen. Das ideale Gasgesetz (thermische Zustandsgleichung idealer Gase) wird für die Berechnung berücksichtigt und die Theorie III. Ordnung angewandt.
Im Zusatzmodul werden die zu bemessenden Flächen ausgewählt (z. B. per Pick-Funktion). Die Geometrie der Glasscheibe wird, genauso wie die Lasten, aus dem RFEM-Modell importiert.
Anschließend ist zu entscheiden, ob die Berechnung ohne den Einfluss der Umgebungsstruktur (lokale Berechnung) oder unter Berücksichtigung dieses Einflusses (globale Berechnung) stattfinden soll. Wird die Berechnungsart Lokal eingestellt, so wird jede für die Bemessung ausgewählte Fläche vom Modell abgelöst und einzeln berechnet.
Bei der Berechnungsart Global wird die Gesamtstruktur einschließlich eingegebener Glasscheiben berücksichtigt. Sämtliche Daten zum Glasschichtaufbau und den Glaseigenschaften der einzelnen Schichten werden in den Eingabemasken von RF-GLAS festgelegt. Es können die Schichttypen Glas, Folie und Gas ausgewählt werden. Das gewünschte Material kann direkt aus der Bibliothek, die eine große Anzahl an Materialien enthält, übernommen werden.
Alle Parameter der einzelnen Schichten können einschließlich ihrer Dicken bearbeitet werden. Zudem können etliche unterschiedliche Schichtaufbauten in RF-GLAS angelegt werden, sodass verschiedene Glasarten zusammen bemessen werden können.
Bei Isolierverglasung können äußere Lasten sowie Lasten aus Temperatur, atmosphärischem Druck und Höhenänderungen für die Berechnung berücksichtigt werden. Diese Lasten werden in RF-GLAS auf der Grundlage von klimatischen Lastparametern automatisch berechnet. Wurde die lokale Berechnungsart ausgewählt, so müssen Linienlager, Knotenlager und Randstäbe der Flächen in RF-GLAS festgelegt werden. Diese Lager und Stäbe werden nur in RF-GLAS berücksichtigt und beeinflussen das in RFEM erstellte Modell nicht.
Nach der Berechnung werden die Ergebnisse in übersichtlichen Ergebnisfenstern angezeigt. Mit einem Blick lässt sich der maximale Ausnutzungsgrad erkennen. Das Spannungsdiagramm hinsichtlich der Schichtaufbaudicken wird dort ebenso dargestellt.
Darüber hinaus zeigt RF-GLAS eine Stückliste an, für Isolierverglasung zudem den Gasdruck. Die Ergebnisse können grafisch im RFEM-Modell dargestellt werden.
Sowohl die Eingabe- als auch die Ergebnistabellen von RF-GLAS können einschließlich Grafiken in das Ausdruckprotokoll von RFEM eingebunden werden. Es ist außerdem möglich, sämtliche Tabellen nach MS Excel zu exportieren.
- Bemessung von Einscheiben- oder Verbund-Sicherheitsglas sowie Isolierglas mit innenliegender Gasschicht
- Bemessung von gebogenem Glas
- Möglichkeit zur Auswahl einer lokalen Berechnung, die den Einfluss einer Umgebungskonstruktion nicht berücksichtigt oder einer globalen Berechnung, die den Einfluss einer Gesamtstruktur berücksichtigt
- Berechnung von Grenzspannungen gemäß DIN 18008:2010-12 oder TRLV:2006-08
- Einteilung von Lasten zu Klassen der Lasteinwirkungsdauer
- Umfangreiche Materialbibliothek mit allen üblichen Sorten von Glas, Folien und Gasen entsprechend der Normen DIN 18008:2010-12, E DIN EN 13474 und der Regelung TRLV:2006-08
- Optionale Berücksichtigung des Schubverbunds von Schichten
- Berücksichtigung von Klimalasten
- Berechnung nach Theorie I. Ordnung oder nichtlineare Analyse gemäß Theorie III. Ordnung
- Spannungsanalyse, Nachweis der Tragfähigkeit, Nachweis der Gebrauchstauglichkeit
- Grafische Darstellung aller Ergebnisse in RFEM
- Möglichkeit zum Filtern von Ergebnissen sowie Farbskalen in Ergebnistabellen
- Direkter Datenexport zu MS Excel
Kann in RF-GLAS eine sphärisch gebogene Glasscheibe bemessen werden?
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