Algorithmes de calcul et d'analyse de structures à membrane tendue

Les structures textiles et à câble sont considérées comme des constructions fines et esthétiques. Les formes double-courbées peuvent être trouvées en utilisant des algorithmes de recherche de forme adaptés. 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.

Le module additionnel RF-FORM-FINDING permet de déterminer les formes d'équilibre des éléments de membrane et de câble dans 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.

Dans RFEM, il est possible de coupler des surfaces avec les types de rigidité « Membrane » et « Membrane orthotrope » avec les modèles de matériau « Isotrope élastique non linéaire 2D/3D » et « Isotrope plastique 2D/3D » (pour cela, le module additionnel RF-MAT NL est requis).

Cette fonctionnalité permet de simuler par exemple le comportement non linéaire d'un film ETFE.

Le type de charge Formation de poches vous permet de simuler les actions de pluie sur les surfaces à courbure multiple en considérant les déplacements selon l'analyse des grandes déformations.

Ce processus numérique de pluie analyse la géométrie de surface assignée et détermine quelle partie de la pluie s'écoule et quelle partie de la pluie s'accumule pour former des flaques (poches d'eau) sur la surface. La taille de la poche d'eau se traduit par une charge verticale pour le calcul de structure.

Cette fonctionnalité peut par exemple être utilisée pour analyser des géométries de toiture à membrane, presque horizontales soumises à une charge de pluie.

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Par rapport au module additionnel RF-FORM-FINDING (RFEM 5), les nouvelles fonctionnalités suivantes ont été ajoutées au module complémentaire Recherche de forme pour RFEM 6 :

• Spécification de toutes les conditions aux limites de recherche de forme dans un cas de charge
• Enregistrement des résultats de la recherche de forme comme état initial pour une analyse ultérieure du modèle
• Assignation automatique de l'état initial de recherche de forme via des assistants de combinaison à toutes les situations de charge d'une situation de projet
• Conditions aux limites de la géométrie de recherche de forme supplémentaires pour les barres (longueur sans contrainte, flèche verticale maximale, flèche verticale au point inférieur)
• Conditions aux limites de charge supplémentaires pour les barres (force maximale dans la barre, force minimale dans la barre, composante horizontale en traction, traction à l'extrémité i, traction à l'extrémité j, traction minimale à l'extrémité i, traction minimale à l'extrémité j).
• Type de matériau « Textile » et « Feuille » dans la bibliothèque de matériaux
• Recherches de formes parallèles dans un modèle
• Simulation d'états de recherche de forme séquentiels avec le module complémentaire Analyse des phases de construction (CSA)