Algoritmos para a análise e o dimensionamento de estruturas de membranas

As estruturas de cabos e de membranas tensionadas são consideradas estruturas de edifícios muito esbeltas e estéticas. Die teils sehr komplexen doppelt gekrümmten Formen können über geeignete Formfindungsalgorithmen gefunden werden. Ein möglicher Lösungsansatz ist hier zum Beispiel die Formensuche über das Gleichgewicht zwischen der Oberflächenspannung (vorgegebene Vorspannung und zusätzliche Last wie Eigengewicht, Druck etc.) und den gegebenen Randbedingungen.

O módulo adicional RF-FORM-FINDING determina formas de equilíbrio de elementos de membranas e cabos no RFEM. In diesem Berechnungsprozess sucht das Programm für die Membran- und Seilelemente eine geometrische Lage, in der die Oberflächenspannung/Vorspannung der Membranen und Seile im Gleichgewicht mit den natürlichen und geometrischen Randreaktionen steht. Dieser Prozess heißt Formfindung (nachfolgend FF genannt). Die FF-Berechnung wird in RFEM global in den "Basisangaben" eines Modells im Register "Optionen" aktiviert. Nach Aktivierung werden in RFEM ein Lastfall beziehungsweise ein Berechnungsprozess mit dem Namen RF-FORMFINDUNG angelegt und für die Seil- und Membraneingabe zusätzlich FF-Parameter zur Definition der Oberflächenspannung und Vorspannung freigeschaltet. Die Aktivierung der FF-Option bedeutet für das Programm, dass vor der reinen strukturellen Berechnung der Schnittgrößen, Verformung, Eigenwerte etc. immer zuerst der Formfindungsprozess gestartet und für die Folgeberechnung ein entsprechend vorgespanntes Modell vorgegeben wird.

No RFEM, existe a opção para acoplar superfícies com os tipos de rigidez "Membrana" e "Membrana-ortotrópico" com os modelos de material "Isotrópico não linear elástico 2D/3D" e "Isotrópico plástico 2D/3D" (módulo adicional RF-MAT NL é necessário).

Esta função permite a simulação de um comportamento de deformação não linear de, por exemplo, folhas ETFE.

Com o tipo de carga Formação de poças, pode considerar a ação da chuva em superfícies com múltiplas curvaturas tendo em consideração os deslocamentos de acordo com a análise de grandes deformações.

Este processo numérico de chuva analisa a geometria da superfície atribuída e determina quais os componentes da chuva que escoam e quais são os que se acumulam em poças (bolsas de água) na superfície. O tamanho da poça resulta numa carga vertical correspondente para a análise estrutural.

Por exemplo, esta função pode ser utilizada para a análise de geometrias de coberturas de membrana aproximadamente horizontais sujeitas a cargas de chuva.

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Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), o módulo Form-finding inclui as seguintes novas funções para o RFEM 6:

• Especificação de todas as condições de fronteira de carga da determinação da forma num caso de carga
• Armazenamento dos resultados de form-finding como estado inicial para posterior análise do modelo
• Atribuição automática do estado inicial de form-finding através de assistentes de combinação para todas as situações de carga de uma situação de dimensionamento
• Condições de fronteira de geometria da determinação da forma adicionais para barras (comprimento sem tensão, flecha vertical máxima, flecha vertical de ponto baixo)
• Condições de fronteira de carga da determinação da forma adicionais para barras (força máxima na barra, força mínima na barra, componentes de tração horizontal, tração na extremidade i, tração na extremidade j, tração mínima na extremidade i, tração mínima na extremidade j)
• Tipo de material "Tecido" e "Folha" na biblioteca de materiais
• Form-finding paralelos num modelo
• Simulação de estados de form-finding sequenciais em conexão com o módulo Análise das fases de construção (CSA)