Vstup
Jakmile je model v programu RFEM vytvořen, lze spustit proces form-finding. V programu RFEM 6 se to provádí tak, že se prvkům jako jsou membrány a lana přiřadí zatížení typu form-finding. Zatížení by mělo být definováno jako samostatný zatěžovací stav s kategorií účinků "Předpětí", jak je znázorněno na obrázku 1.
Vstupní data pro zatížení na plochu typu membránového form-findingu obsahují nastavení metody výpočtu (standardní nebo průmětovou), definici pro form-findingu (síla nebo napětí) a velikost přiřazeného zatížení (obrázek 2).
Standardní metoda popisuje vektor, který se může volně pohybovat v prostoru až do cílové polohy, zatímco průmětová metoda popisuje vektor, který je částečně pohyblivý v prostoru a je fixován na své souřadnice XY. Obecně je vhodnější použít standardní metodu. Průmětová metoda je vhodná pro modely, které jsou osově symetrické (kuželové tvary).
Je třeba zmínit, že pro použití ortotropního předpětí plochy je třeba zaškrtnout volbu Specifická osa.. v záložce Základní údaje v okně Upravit plochu a odpovídajícím způsobem upravit vstupní parametry podle obrázku 3.
Naproti tomu zatížení na prut typu form-finding může být definováno geometricky nebo pomocí síly. První lze definovat pomocí délky, délky bez zatížení a průvěsu (včetně maximálního a svislého průvěsu v nejnižším bodě). To je znázorněno na obrázku 4. Druhý typ zadání může být definován prostřednictvím síly v prutu, tahu na koncích prutu, vodorovnou tahovou komponentou nebo hustotou síly (obrázek 5).
Nastavení pro statickou analýzu
Nastavení pro statickou analýzu pro form-finding je znázorněno na obrázku 6. Uživatel tak může určit, v kolika iteracích má form-finding zavést předpětí na prvky s předem zadanou hodnotou. Při překročení této mezní hodnoty se program opakovaně zastaví, přičemž se při výpočtu pro form-finding použije předpětí s počáteční hodnotou. Zvýšení počtu přípustných iterací může vést k lepší konvergenci.
Dále lze upravit rychlost konvergence, která řídí stabilitu výpočtu. Při výpočtu form-findingu se použije pro membránové plochy absolutní tuhost, uživatel však může tuhost zvýšit zadáním hodnoty nižší než 1. To vede k pomalejší konvergenci, ale výpočet je stabilnější.
V nastavení je také k dispozici možnost integrovat předběžný form-finding. Předběžný form-finding posouvá konečné prvky plochy pomocí jednoduché lineární metody hustoty sil. Pro vlastní iterační proces form-findingu se proto cesta mezi počáteční a cílovou polohou obvykle redukuje. Tím se ušetří výpočetní čas a proces form-findingu je rychlejší.
Výsledky
Po výpočtu zatěžovacího stavu lze graficky zobrazit deformace a výsledky na prutech a plochách v navigátoru v záložce Výsledky. První z nich popisuje deformaci mezi počátečním a stanoveným rovnovážným tvarem, zatímco druhé obsahují silové nebo napěťové podmínky pro rovnovážný tvar se zohledněním definovaných parametrů form-findingu. Příklady těchto výsledků jsou uvedeny na obrázcích 7 a 8.
Postupná aplikace zatížení
V tuto chvíli představují dostupné výsledky novou konfiguraci modelu. Pro další výpočet a statickou analýzu celého modelu program převede nově nalezenou geometrii včetně přetvoření po jednotlivých prvcích do univerzálně použitelného počátečního stavu pro použití v zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení.
Pokud se má následně uvažovat určité zatížení, je třeba zohlednit počáteční stav ze zatěžovacího stavu form-findingu. To znamená, že deformace z hlediska následných zatěžovacích stavů platí pro tento stanovený rovnovážný tvar.
Možnost zohlednit počáteční stav ze zatěžovacího stavu form-findingu je možné aktivovat podle obrázku 9. Na obrázku 10 je znázorněn příklad takového působení zatížení, v němž se zatížení sněhem uvažuje s ohledem na rovnovážný tvar lehké konstrukce.
