SJ MEPLA - Software für moderne Glaskonstruktionen

SJ MEPLA ist ein Statikprogramm zur Dimensionierung und Spannungsberechnung moderner Glaskonstruktionen.

Speziell für den Glasbaubereich sind neue Ansätze für die Spannungsberechnung von Verbundglas, Isolierglas, Punkthaltern und der Pendelschlagsimulation integriert.

Die Dimensionierung und Spannungsberechnung von Plattenstrukturen unter vielfältigen Belastungen ist eine Standardaufgabe der täglichen Ingenieurpraxis. Geometrien, die von einer rechteckigen Form abweichen, können dabei nicht mehr durch Tafelwerke oder Handformeln berechnet werden, sondern müssen mit der Methode der finiten Elemente ausgewertet werden.

Vor allem im Glasbaubereich sind die zu untersuchenden Systeme sehr gleichartig, so dass sich die Netzgenerierung fast immer auf Standardgeometrien beschränkt, für die immer neue Netze erstellt werden müssen. Sollen VSG-Scheiben berechnet werden, musste in der Regel mit Volumenelementen gearbeitet werden. Die Lagerungsarten sind in der Vielzahl der Fälle auf wenige Varianten reduziert (elastisches Federlager, Glashalter, Randlagerung). Auch die Auswertung der Berechnungsergebnisse erfolgt nach dem gleichen Muster (Verformungen, Spannungen, Nachweis) und muss bisher jedes Mal aus den FE- Daten herausgelesen werden.

Soll Isolierglas (aus 2, 3 oder 4 (VSG-)Scheiben) berechnet werden, gibt es dafür kaum eine Möglichkeit, wenn beliebige Scheibenformen untersucht oder geometrisch nicht-lineare Ansätze verwendet werden sollen.

Hier setzt das Programm SJ MEPLA an:

Alle Eingaben von der Geometrie, den Lagerungsarten, den Belastungsarten, den Berechnungsansätzen und den gewünschten Ausgaben werden über Eingabemasken gesteuert und dargestellt. Die Kontrolle und Ausgabe der Ergebnisse erfolgt visuell über eine Grafikoberfläche und durch ein Berechnungsprotokoll, das der Statik beigefügt werden kann.

Spezielle neue FE- Methoden gestatten die einfache Eingabe und schnelle Berechnung von Sandwich-Strukturen (VSG), so dass die ganze Problemstellung in kürzester Zeit (wenigen Minuten) gelöst werden kann. Damit eignet sich das Programm zur Dimensionierung wie auch zur statischen Berechnung.

Dabei sind eine Vielzahl von Berechnungsmöglichkeiten vorhanden:

• Automatisierte Netzgenerierung mit geraden und auch runden Rändern durch die Eingabe der Eckpunkte. Die Elementgröße ist voreingestellt, kann aber auch selbständig gewählt werden, um die Genauigkeit der Berechnung zu steigern.
• Durch die beliebige Eingabe können alle Formen und auch Ausschnitte und Löcher dargestellt werden.
• Alle Berechnungen können geometrisch linear oder nichtlinear durchgeführt werden.
• Beliebiger Scheibenaufbau (z.B. von VSG) mit Berücksichtigung der Steifigkeit des Verbundmaterials durch Eingabe der Schichtenfolge.
• Ansatz vordefinierter Lagerungsarten für die Plattenränder sowie für beliebig in der Platte liegende Punktlager mit zugehörigen Lagersteifigkeiten (elastische Lagerung, Federn).
• Vollautomatischer Einbau von Glaspunkthaltern mit allen mechanischen Kennwerten (eigene finite Elemente).
• Senkkopf- oder Tellerhalter innerhalb der Scheibe – Klemmhalter mit runder oder eckiger Form (auch als Glasschuh verwendbar).
• Niederhalter mit runder oder eckiger Form
• Angeklebte Tellerhalter ohne Lochbildung
• Überdeckte Punkthalter in der ersten Scheibe
• Besondere Punkthalter (Befestigung nur an der inneren Scheibe einer Isolierverglasung)
• Angabe der Lagersteifigkeiten (Unterkonstruktion, Bauart des Punkthalters)
• Wahlweise Befestigung des Punkthalters durch Einzelfedern, durch einen gelenkigen Stab oder direkter Kraftansatz
• Die Eigenschaften der Punkthalter können in einer Datenbank gespeichert werden.
• Elastische Randlagerung und auch Verklebung (z.B. EPDM – Profile) inkl. Kontaktansätze
• Elastische Linienlagerung (quer durch die Platte) inkl. Kontaktansätze
• Verklebte oder elastisch unterstütze Glaskanten
• Mittragende Wirkung elastischer Randbalken
• Elastische Bettung
• Abstandhalter im Isolierglas (freie Isolierglasränder)
• Punktgehaltene Isolierglasscheiben
• Beliebiger Ansatz von Federn mit Verschiebungs- wie auch Verdrehsteifigkeiten
• Spannungsberechnung aus Temperaturdifferenzen in den einzelnen Schichten
• Flächenlasten, Linienlasten, Wasserdruck
• Exakte Eigengewichtsberechnung auch geneigter Scheiben
• Beliebige Punktlasten, die auf einer einzugebenden Fläche automatisch verteilt werden
• Berechnung von Isolierglas mit Berücksichtigung der Gasdruckgesetze im Scheibenzwischenraum (SZR) unter beliebigen Lastzuständen (Druckdifferenzen, Wärmeausdehnung des Gases, äußeren Belastungen, Pendelschlag, Glashalter,…)
• Berechnung von frei definierbaren Lastfallkombinationen mit beliebigen Beiwerten
• Automatische Lastfallgenerierung und Nachweisführung nach beliebigen Normen (auch DIN EN16612:2019, Ö-Norm, NEN2608, CAN CGSB 12.20,…)
• Frei wählbare Sicherheits- und Kombinationsbeiwerte für die Lastfallerzeugung nach Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit
• Die Nachweisformel kann für noch nicht vorhandene Normvorlagen selber erstellt werden (ein Formelinterpreter erlaubt die Eingabe einer beliebigen Nachweisformel!)
• Kombinationstiefe der Lastfälle ist einstellbar
• Dynamische Berechnung des Pendelschlages an Einscheibenglas, Verbundglas und Isolierglas beliebiger Ausführung.
• Die Fallhöhe der Pendelkörpers und der Aufschlagpunkt können frei gewählt werden.
• Ausgabe des Kraftverlaufs, Verformungs- und Spannungsverlauf über die Stoßdauer für beliebig vordefinierte Stellen.
• Dynamische Druckstoßberechnung, z.B. von Windböen
• Erweitertes Stoßkörpermodell nach Kelvin-Voigt. Dies ist eine Alternative zum Pendelschlagkörper oder erlaubt auch Modelle für Tiere, Personen, sonstige Einschlagkörper wie Fußball, Hagelkörner, …
• Zusätzliches Protokoll aller Lastfälle mit Nachweisführung
• Offenes Protokoll-Format zur Verwendung in jedem Textverarbeitungsprogramm
• Die Glashalter oder die Scheiben im Isolierglas können mit Kontakt berechnet werden.
• Ausgabe aller Daten und Ergebnisse in einem druckbaren Protokoll
• Vielfältige Auswertmöglichkeiten im Post-Prozessor
• Spannungen über die Schichtenfolge an beliebiger Stelle
• Nutzung von Mehrkern-Prozessoren für schnelle Gleichungslösung In-Core und Out-Of-Core
• Speichermanagment zur Lösung größter Gleichungssysteme
• Darstellung des Pendelschlagvorgangs in Zeitlupe
• Ausgabe aller Spannungskomponenten
• Anzeige der Federkräfte Vektor-Plot der Hauptspannungen
• Mehrsprachige Version (Deutsch, Englisch, Französisch, Niederländisch, Italienisch, Spanisch, Portugiesisch, Polnisch und Tschechisch)