El artículo presenta una visión general de los conocimientos técnicos actuales sobre el diseño de elementos portantes de vidrio y la práctica de diseño. Se presentan ejemplos de estructuras totalmente de vidrio y aquellas que utilizan vidrio como elementos portantes.
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Autor
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Loran Nermend
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Se realizó un modelo computacional en RFEM 5 utilizando un módulo adicional para dimensionar elementos de vidrio. Los resultados del análisis obtenidos en el programa se compararon con la resistencia teórica del elemento según varias normas. El trabajo concluyó con las conclusiones sobre las posibilidades actuales de diseño de estructuras de vidrio y la documentación de los planos de la instalación, así como una descripción técnica.
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Base de datos de conocimientos
El modelo de edificio se calcula en dos fases:
Después del cálculo, los resultados de los pilares y muros del cálculo en 3D y los resultados de las losas del cálculo en 2D se combinan en un solo modelo. Esto significa que no es necesario cambiar entre el modelo en 3D y los modelos en 2D individuales de las losas. El usuario sólo trabaja con un modelo, ahorra un tiempo valioso y evita posibles errores en el intercambio manual de datos entre el modelo en 3D y los modelos de pisos en 2D individuales.
Las superficies verticales en el modelo se pueden dividir en muros de cortante y vigas de apeo. El programa genera automáticamente barras de resultados internos a partir de estos objetos de muro, por lo que luego se pueden usar según la norma Cálculo de hormigón.
Hay varias herramientas de modelado disponibles para elementos en modelos de edificios:
Esta característica le permite definir el elemento en el plano del terreno (por ejemplo, con una capa de fondo) con la creación de elementos múltiples asociada en el espacio.
Usando el tipo de planta "Solo transmisión de cargas", puede considerar losas sin efecto de rigidez dentro y fuera del plano en el complemento Modelo de edificio. Este tipo de elemento recoge las cargas en el techo y las transfiere a los elementos de apoyo del modelo en 3D. Así, puede simular componentes secundarios, como rejillas y elementos de distribución de carga similares, sin ningún efecto adicional en el modelo en 3D.
En el caso del cálculo global, se asigna a cada superficie la rigidez calculada en base a la selección de la composición y geometría del vidrio de cada superficie. El cálculo se realiza entonces usando la teoría de placas. Se puede elegir si se quiere considerar o no el acoplamiento a cortante para capas.
Si se selecciona el cálculo local, se puede especificar el cálculo 2D o 3D. El cálculo bidimensional significa que el vidrio de una capa o laminado se modela como una superficie, cuyo espesor se calcula sobre la base de la estructura seleccionada y la geometría del vidrio (utilizando la teoría de placas). Como en el cálculo global, se puede considerar o no el acoplamiento a cortante para capas.
Durante el cálculo 3D, se utilizan sólidos en el modelo, los cuales sustituyen cada capa de composición. De esta forma, los resultados son más precisos, pero el cálculo puede llevar más tiempo.
Se puede modelar vidrio aislante sólo cuando se realiza un cálculo local. La capa de gas siempre se modela como un elemento sólido, por lo que es necesario diseñar partes de vidrio aislante individuales independientemente de la estructura circundante. La ley de los gases ideales (ecuación térmica del estado de los gases ideales) se considera para el cálculo y el análisis de tercer orden.
Programa principal
Software de ingeniería estructural para análisis de elementos finitos (FEA) de estructuras planas y espaciales compuestas de placas, muros, láminas, barras (vigas), sólidos y elementos de contacto
Programa principal
La nueva generación del software en 3D del método de los elementos finitos (MEF) se utiliza para el análisis de estructuras compuestas de barras, superficies y sólidos.
Módulo adicional
Cálculo de vidrio de una capa, laminado y aislante
Complemento
El complemento Modelo de edificio para RFEM le permite definir y manipular un edificio utilizando plantas. Las plantas se pueden ajustar después de muchas maneras. La información sobre las plantas y todo el modelo (centro de gravedad) se muestra en tablas y gráficos.
Complemento
El complemento Cálculo de hormigón permite varias verificaciones según las normas internacionales. Es posible diseñar barras, superficies y pilares, así como realizar análisis de punzonamiento y deformaciones.
Complemento
El complemento Cálculo de fábrica para RFEM permite el cálculo y dimensionamiento de estructuras de fábrica (mampostería) utilizando el método de los elementos finitos. Fue desarrollado como parte del proyecto de investigación titulado DDMaS – Digitalizing the Design of Masonry Structures. El modelo de material representa el comportamiento no lineal de la combinación de ladrillo y mortero en forma de un macro-modelado.
Complemento
El complemento Cálculo de acero realiza las verificaciones del estado límite último y de servicio de barras de acero según varias normas.
Complemento
El complemento Cálculo de madera realiza las comprobaciones de cálculo de los estados límite últimos, de servicio y de resistencia al fuego de barras de madera según varias normas.
Complemento
El complemento Comportamiento no lineal del material permite considerar las no linealidades del material en RFEM (por ejemplo, isótropo plástico, ortótropo plástico, daño isótropo).
Complemento
El complemento Estabilidad de la estructura realiza el análisis de estabilidad de las estructuras.
Complemento
El complemento Análisis de fases de construcción (CSA) permite considerar el proceso de construcción de estructuras (estructuras de barras, superficies y sólidos) en RFEM.
Complemento
La determinación precisa de las condiciones del suelo afecta significativamente la calidad del análisis estructural de los edificios.
Complemento
El complemento Análisis modal permite el cálculo de valores propios, frecuencias naturales y periodos naturales para modelos de barras, superficies y sólidos.
Complemento
El complemento Análisis del espectro de respuesta realiza un análisis sísmico utilizando el análisis del espectro de respuesta multimodal. Los espectros necesarios para esto se pueden crear de acuerdo con las normas o definidos por el usuario. Los esfuerzos estáticos equivalentes se generan a partir de ellos. El complemento incluye una amplia biblioteca de acelerogramas de zonas sísmicas que se pueden usar para generar espectros de respuesta.
Complemento
Con el complemento Análisis por empujes incrementales (pushover), puede analizar las acciones sísmicas en un edificio en particular y, por lo tanto, evaluar si el edificio puede resistir un terremoto.
Complemento
El complemento de dos partes Optimización y estimación de coste / emisiones de CO2 encuentra los parámetros adecuados para los modelos y bloques parametrizados mediante la técnica de la inteligencia artificial (IA) de la optimización por enjambre de partículas (PSO) para el cumplimiento de los criterios de optimización comunes. Además, este complemento estima los costes del modelo o las emisiones de CO2 especificando los costes unitarios o las emisiones por definición de material para el modelo estructural.
Programa principal
El moderno programa de análisis y cálculo estructural en 3D es adecuado para el análisis estructural y dinámico de estructuras de vigas, así como para el cálculo de hormigón, acero, madera y otros materiales.
Complemento
Con el complemento Análisis por empujes incrementales (pushover), puede analizar las acciones sísmicas en un edificio en particular y, por lo tanto, evaluar si el edificio puede resistir el terremoto.
Complemento
El complemento incluye una amplia biblioteca de acelerogramas de zonas sísmicas que se pueden usar para generar espectros de respuesta.
Complemento
El complemento Análisis modal permite el cálculo de valores propios, frecuencias naturales y periodos naturales para modelos de barras, superficies y sólidos.
Complemento
El complemento Cálculo de hormigón permite varias verificaciones de barras y pilares según las normas internacionales.
Complemento
El complemento Cálculo de acero realiza las verificaciones del estado límite último y de servicio de barras de acero según varias normas.
Complemento
El complemento Cálculo de madera realiza las verificaciones de los estados límite últimos, de servicio y de resistencia al fuego de barras de madera según varias normas.
Complemento
El complemento Cálculo de aluminio realiza las verificaciones del estado límite último y de servicio de barras de aluminio según varias normas.
Complemento
El complemento de dos partes Optimización y estimación de coste/emisiones de CO2 encuentra los parámetros adecuados para los modelos y bloques parametrizados mediante la técnica de la inteligencia artificial (IA) de la optimización por enjambre de partículas (PSO) para el cumplimiento de los criterios de optimización comunes.
Complemento
El complemento Análisis tensión-deformación realiza análisis generales de tensiones, calculando las tensiones existentes y comparándolas con las tensiones límite.
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