355x
001870
17.1.2024

Statické výpočty se zatíženími větrem z experimentálně naměřených hodnot tlaku v programech RWIND 2 a RFEM 6

Pokud jsou k dispozici naměřené tlaky od větru na plochách budovy, lze je zadat do statického modelu v programu RFEM 6, zpracovat v programu RWIND 2 a aplikovat jako zatížení větrem pro statickou analýzu v programu RFEM 6.

Úvod

Při posouzení budovy pravidelného tvaru se zatížení větrem počítá podle příslušné normy. U nepravidelných konstrukcí, které nejsou obsaženy v normách, je však situace složitější. V našem samostatném programu RWIND 2 můžete buď vypočítat zatížení větrem pomocí CFD analýzy, nebo nově můžete pro získání zatížení větrem pro statickou analýzu použít také experimentálně naměřené tlaky od větru na plochách.

Experimentální tlaky můžete v programu RFEM 6 zadat na stávajícím statickém modelu vaší budovy. Experimentální data se poté exportují do programu RWIND. Program RWIND provede interpolaci experimentálních dat na plochách jednou z vybraných metod a výsledné rozložení zatížení zašle zpět do programu RFEM 6, kde se provede statická analýza. Základní nastavení lze provést v programu RFEM 6 s programem RWIND spuštěným v bezobslužném režimu. Pokročilá nastavení pro interpolaci experimentálních dat lze provést pouze v interaktivním režimu programu RWIND 2.

Pracovní postup v programu RFEM 6

1. V sekci "Typy pro plochy" zadejte nové "Přídavné výsledkové body plochy" na vašem RFEM modelu v místech, kde byly umístěny experimentální sondy na skutečné stavbě/modelu. Vyberte plochu a souřadnice bodů a zaškrtněte možnost "Povrchová sonda pro analýzu větru" (obrázek 1, viditelné pouze při zaškrtnuté volbě "Simulace větru" v dialogu "Základní údaje" - "Addony"). Zavřete dialog nebo přejděte přímo do dialogu zatěžovacího stavu (pokud již zatěžovací stav pro analýzu větru existuje).

2. Otevřete dialog zatěžovacího stavu, vytvořte zatěžovací stav s typem analýzy "Simulace větru" a přejděte do záložky "Simulace větru". V "Možnostech" zaškrtněte "Definovat experimentální údaje z větrného tunelu". Objeví se nová záložka "Experimentální údaje" (obrázek 2).

Pokud chcete použít experimentální údaje pro statickou analýzu, zaškrtněte také možnost "Použít experimentální data pro statickou analýzu". (Pokud chcete výsledky porovnat s CFD výpočtem v programu RFEM 6, zkopírujte zatěžovací stav a zrušte v něm výběr této druhé možnosti.)

3. I v situacích, kdy zadáváte pouze experimentální data, se v programu RWIND provede CFD výpočet, aby se vytvořila správná výpočetní síť a umožnila se verifikace v programu RWIND 2. Pokud se však zajímáte pouze o statickou analýzu založenou na experimentálních datech, lze Nastavení CFD analýzy pro simulaci větru redukovat a nemusí být dosaženo konvergence výpočtu. Nastavte vysokou hodnotu rezidua pro kritérium konvergence nebo nízký počet iterací.

Pozor: Deaktivujte možnost "Uvážit tloušťku plochy při simulaci větru" v nabídce "Výpočet" - "Nastavení sítě prvků" - "Simulace větru" (obrázek 3). V programu RFEM jsou sondy definovány na střednicích ploch. Pokud tloušťku nelze zanedbat, je třeba sondu definovat v programu RWIND v interaktivním režimu a umístit ji na správné místo na ploše.

4. V záložce "Experimentální údaje" je k dispozici tabulka s přídavnými výsledkovými body ploch pro simulaci větru. Můžete zde také vytvořit nové sondy. Ve sloupci "Tlak" zadejte naměřené experimentální tlaky. Ve sloupci "Působící na ploše" lze pro každou sondu specificky zadat omezení interpolace dat na zadané plochy. V této verzi programu však musí být vytvořeny zóny podle ploch z programu RFEM v interaktivním režimu programu RWIND (automatické přiřazení v bezobslužném režimu je ve vývoji). Pokud chcete použít bezobslužný režim programu RWIND, ponechte tento sloupec prázdný. V dalších sloupcích je popsáno umístění sondy (obrázek 4).

V sekci "Interpolační metoda pro experimentální údaje" vyberte Metodu interpolace. Nastavení je platné pro všechny sondy. Doporučení pro příslušnou metodu jsou popsána v článku 1871 databáze znalostí.

5. Spočítejte zatěžovací stav.

6. Statická analýza se provede se zatíženími vypočítanými z experimentálně naměřených tlaků. Rozložení zatížení lze zkontrolovat v navigátoru "Výsledky" - záložka "Statická analýza" - "Průběh zatížení" - "Zatížení pomocí programu RWIND a kumulace vody" (obrázek 5). Lokální hodnota pz odpovídá tlaku na plochu (u uzavřených konstrukcí s nulovým vnitřním tlakem; přesněji pz ukazuje rozdíl zatížení na obou stranách plochy). Všimněte si, že lokální souřadný systém musí být správně orientovaný. V záložce "Analýza simulace větru" se zobrazí výsledky proběhlé CFD simulace.

7. Pokud chcete porovnat experimentální data a CFD výpočet, můžete použít interaktivní režim RWIND a porovnat výsledky v jednom zatěžovacím stavu (se správným nastavením CFD simulace) nebo vytvořit samostatné zatěžovací stavy pro experimentální data (s redukovaným nastavením simulace) a CFD a porovnat je v programu RFEM.

Závěr

Tlaky způsobené větrem měřené na plochách budov a konstrukcí lze zadat v programu RFEM 6, interpolovat na plochách v bezobslužném režimu programu RWIND a znovu použít v programu RFEM 6 jako zatížení větrem ve statické analýze. Výsledky lze porovnat s CFD výpočtem z programu RWIND.


Autor

Paní Karoušová je zodpovědná za vývoj programu RWIND.