Program RFEM

Program RFEM, to flagowy produkt firmy Dlubal Software, stwarzający możliwość projektowania w zasadzie wszystkich rodzajów konstrukcji, włączając w to ustroje szkieletowe, powierzchniowe i bryłowe, zarówno stosunkowo proste, jak i te najbardziej zaawansowane i rozbudowane.

Barierka szklana przygotowana do obliczeń w module dodatkowym RF-GLASS

Sprawne siatkowanie, podlegające zresztą kontroli użytkownika, może być na wiele sposobów modyfikowane, zarówno na poziomie globalnym, jak i lokalnie. Program RFEM umożliwia przeprowadzenie obliczeń według geometrycznej analizy liniowej, nieliniowej analizy II rzędu (P-Delta), analizy dużych deformacji oraz analizy postkrytycznej.

Możliwym jest stosowanie różnego rodzaju nieliniowości, w tym materiałowych. Szybkie i sprawne obliczenia zapewnia wsparcie dla technologii 64-bitowej oraz wielordzeniowych procesorów.

Do programu zaimplementowano rozbudowane biblioteki materiałów i przekrojów, oparte na normach europejskich oraz pozaeuropejskich, a także katalogach znanych producentów. Definicja obciążeń i generowanie automatycznych kombinacji również odbywa się w oparciu o dokumenty europejskie (Eurokod) z uwzględnieniem załączników krajowych lub dokumenty pozaeuropejskie.

Program RFEM, wraz z odpowiednimi modułami, umożliwia projektowanie wielu różnych rodzajów konstrukcji, w tym stalowych, żelbetowych, drewnianych, szklanych czy aluminiowych.

Część modułów umożliwia także przeprowadzenie bardziej zaawansowanej analizy konstrukcji, obejmującej np. globalną analizę stateczności, na podstawie której określić można rzeczywiste długości wyboczeniowe elementów bądź krytyczny współczynnik obciążenia ustroju.

Znając wartości własne elementów można również w prosty sposób wyznaczyć nietypowe imperfekcje układów złożonych. Ponadto możliwa jest analiza dynamiczna konstrukcji (oczywiście w oparciu o normę EC8).

Terma Bania, Białka Tatrzańska, ©GSBK Biuro Konstrukcyjne Sp. z o.o. sp. k., Kraków

Konstrukcje szklane
Dzięki programowi RFEM i dodatkowemu modułowi RG-GLASS możliwa jest analiza i wymiarowanie powierzchni wykonanej ze szkła jednowarstwowego, laminowanego oraz szkła izolacyjnego z pośrednią warstwą gazu. Należy tutaj także dodać, że powierzchnia szklana może być zarówno płaska, jak i zakrzywiona.

Analiza konstrukcji szklanej może zostać przeprowadzona dla:
- obliczeń lokalnych poszczególnych powierzchni szklanych niezależnie od otaczającej konstrukcji,
- obliczeń globalnych całej konstrukcji z uwzględnieniem oddziaływań pomiędzy powierzchniami szklanymi a otaczającą konstrukcją.

Zaimplementowana została także obszerna biblioteka materiałów, obejmująca wszystkie popularne rodzaje szkła, folii i gazów.

Do obliczeń można wybrać następujące normy:
- DIN 18008:2010-12,
- TRLV:2006-08,
- Niezależny kod (tylko analiza).

Ponadto moduł dodatkowy RF-GLASS ofertuje:

- przypisanie obciążeń do klas trwania obciążenia,
- uwzględnienie połączenia ścinanego między warstwami jako w pełni zablokowane lub zwolnione, ale także jako dokładne obliczenia bryłowe (zależne od parametrów materiałowych folii lub żywicy chemoutwardzalnej),
- uwzględnienie obciążeń klimatycznych na podstawie wprowadzonych parametrów dla pory letniej i okresu zimowego,
- obliczenia według liniowej analizy statycznej lub nieliniowej analizy dużych deformacji metodą Newtona-Raphsona,
- obliczanie stanu granicznego nośności i stanu granicznego użytkowalności,
- graficzne przedstawienie wszystkich wyników w programie RFEM,
- możliwość filtrowania wyników i skali kolorów (legendy).

Elewacja aluminiowo-szklana, naprężenia w elementach szklanych

Konstrukcje aluminiowe i stalowe
Konstrukcje szklane często występują wraz z elementami stalowymi lub aluminiowymi. Przykładem takiego połączenia są chociażby fasady czy całe elewacje.

Do wymiarowania konstrukcji złożonych z prętów stalowych służy moduł dodatkowy RF-STEEL EC3, w którym zaimplementowane zostały następujące normy:
- EN 1993-1-1:2005 + AC:2009,
- EN 1993-1-2:2006 + AC:2005 (odporność ogniowa),
- EN 1993-1-4:2006 (stal nierdzewna),
- EN 1993-1-5:2006 (blachownice).

W przypadku wymiarowania konstrukcji aluminiowych należy wykorzystać moduł dodatkowy RF-ALUMINUM, w którym zaimplementowana została norma EN 1999-1-1:2007.

Moduły przeprowadzają analizę w oparciu o metodę stanów granicznych. Podczas obliczeń moduły prowadzą automatyczną klasyfikację przekrojów, weryfikują nośność przekrojów i elementów z uwzględnieniem wyboczenia i zwichrzenia oraz automatycznie określają wartość sprężystego momentu krytycznego dla pręta lub zbioru prętów, w oparciu o analizę wartości własnych lub rozkład wykresu momentów. Alternatywnie użytkownik może również samodzielnie przypisać określoną wartość momentu krytycznego.

Profil aluminiowy utworzony w programie SHAPE-THIN

Dowolne profile o cienkich ściankach
W konstrukcjach szklanych często wykorzystywane są nietypowe profile stalowe i aluminiowe, które nie mają zastosowania w konstrukcjach innego typu. Takie przekroje można zamodelować w programie SHAPE-THIN i obliczyć ich charakterystyki.

W kolejnym kroku możliwe jest zaimportowanie przekroju do programu głównego RFEM, wykorzystanie profilu w modelowanej konstrukcji, a następnie zwymiarowanie go w odpowiednim module dodatkowym (RF-STEEL EC3 lub RF-ALUMINUM).

Narzędzie GEO-ZONE TOOL dostępne na stronie internetowej www.dlubal.pl

Strefy obciążenia śniegiem, wiatrem i trzęsieniem ziemi
GEO-ZONE TOOL to narzędzie online do generowania wartości obciążeń klimatycznych dla odpowiedniej strefy. Dzięki tej usłudze w prosty i szybki sposób można odczytać poszczególne wartości dla obciążenia śniegiem, wiatrem lub trzęsieniem ziemi zgodnie z odpowiednimi normami.

W celu uzyskania odpowiednich wartości należy wybrać typ obciążenia, normę oraz kraj i wskazać dokładną lokalizację poprzez proste kliknięcie na mapie, wprowadzenie adresu lub współrzędnych geograficznych.

Ciśnienie wynikające z analizy wiatrowej w programie RWIND Simulation

Wyznaczenie obciążenia wiatrem
Projektując elewację szklaną dla budynków wysokich o nietypowym kształcie zazwyczaj ciężko jest wyznaczyć w sposób analityczny wartość obciążenia wiatrem w poszczególnych częściach budynku. W takiej sytuacji pomocne mogą być wyniki badań z tunelu aerodynamicznego. Co jednak w sytuacji, kiedy takie badania nie zostały wykonane?

Tego typu analizę wiatrową można przeprowadzić także w sposób cyfrowy. Program RWIND Simulation to cyfrowy tunel aerodynamiczny oparty o numeryczną mechanikę płynów (CFD - Computational Fluid Dynamics), w którym można przeprowadzić analizę wiatrową na konstrukcję o dowolnym kształcie, w ustalonym przez użytkownika kierunku.

Analiza może zostać wykonana na projektowany budynek lub na projektowany budynek wraz z występującym wokół niego rzeczywistym otoczeniem/zabudową oraz z uwzględnieniem rzeczywistego ukształtowania terenu.
W wyniku przeprowadzonej analizy otrzymujemy m.in. mapy ciśnienia, wektory prędkości czy linie przepływu wiatru. 

* * *
W przypadku pojawienia się pytań zapraszamy do kontaktu pod adresem: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

Więcej informacji: www.dlubal.pl

mgr inż. Leszek Mrowiec
Technical Account Manager
Dlubal Software

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji:  Świat Szkła 6/2021