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The Sir Eric Neal Library 
extension was 
undertaken in early 2005.
 

 Atrium consists of a mezzanine floor 
on level 1 and open for the rest of the 
structure

 Extension connected 
to existing structure by 
a glass atrium

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This Finite Element Modelling Project aims 
to:

 Model realistically the library glass 
wall

 Generate symbolic loading conditions 
similar to those applied to the structure

 Analyse the behaviour of the structure 
under these loading conditions

Investigate the limitations the glass 
material has on the building design

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In order to effectively model the 
structure the following design 
Assumptions were made:

Rubber Clamps modelled as 
rigid connectors

Glass plates are assumed to 
be connected via small beam 
members

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The structure is made from a series of 
steel columns and glass plates on the 
exterior of the wall.  

Small stainless Steel 
connectors attach 
the glass to the 
columns

11 RHS steel 
beams  

45 Glass Plates  

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The Materials and their 

Properties used in the 

model are listed below. 

Column

Beam Property 

1

Grade 300 Steel

Connectors

Beam Property 

2

Grade 310 Stainless 

Steel

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Glass

Plate/Shell 

Element

18mm thick toughened 

structural glass

18mm

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Develop the outlay of the base 
nodes

Extrude nodes up by 
one plate unit (4m)

Create Plate elements

Create Beam Elements

Change Orientation of 
beam principal axis

Generate boundary 

conditions

Apply loadings

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There were four major 

loading conditions that 

were investigated in this 

model.

Applied Live Loads and Self 

Weight Loads

Wind Loading in the XY 

plane only

Minor Impact load at the 

bottom of the structure

Combination of other three 

loads

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Calculated Moments

Moments are found by AS1170 

Applied Axial Load * Moment Arm 

Moment Separated into 

global directions and then 

resultant found

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Loads calculated 

using AS 1170

Calculated Axial Loads

Assumed Live Load for 

reading room with book 

storage on level 1

4 kPa

Loads split into effective 

moments and axial loads 

in the columns

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Wind Loading in XY plane

Wind Loads Calculated 

using AS1170

Typical wind loading 

normal to plates = 0.6kPa

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Impact Load 

Impact load 
representing an 
impact from an 
object similar 
to a vehicle etc  

Load = 25kPa spread 
across a  4m x 2m 
region (on both the 
plates and supporting 
beams)

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Displacemen
t due to 
Combined 
Load Case

Displacement due 
to G + Q Loads

Displacement due 
to Wind Loads

Displacement due 
to Impact Loads

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Displacement due 
to G + Q Loads

Displacement due 
to Wind Loads

Displacement due 
to Impact Loads

Displacemen
t due to 
Combined 
Load Case

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Axial Stress due to 
G + Q Loads

Axial Stress due to 
Wind Loads

Axial Stress due 
to Impact Loads

Axial Stress 
due to 
Combined 
Load Case

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Principal Axis 
Stress due to G + 
Q Loads

Principal Axis 
Stress due to Wind 
Loads

Principal axis 
stress due to 
Impact Loads

Principal 
axis stress 
due to 
Combined 
Load Case

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Results

Beam 

Plate

Max Stress

-38.06MPa

-71.05MPa

Max 

Deflection

108.7mm

125.1mm

The maximum beam 
stress values occurred 
in member 118 which is 
a stainless steel 
connector

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Viewing Angles made it 
difficult to see all of the 
nodes etc..

Overcome by:

Two viewing planes

Hiding Selected 

objects

Difficult to change the 
direction of the principal 
axis for each of the 
beams

Important to make sure 
each of the plates were 
connected to the correct 
nodes

Glass plate deflections 
were large. This was due 
to the fact that we 
modelled using rigid 
connections.

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The structure behaved 
under the given loading 
conditions as expected. 

Due to being 
modelled as a 
rigid connection 
the deflections 
and stresses in 
the glass plates 
were larger than 
expected.

In real life theses large 
deflections would mean 
failure of the glass but 
much of the stress is 
lost through the rubber 
connectors.

The angles and 
complex connections 
in this project made it 
a interesting structure 
to model.

It is clear to see from the 
stresses developed in the 
glass plates the limits the 
material places on the 
structure.

Thankyou for Listening


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