RF-FORM-FINDING | Nelineární výpočet

Programy RFEM a RSTAB jsou programy pro obecné výpočty prutových konstrukcí a pro analýzu konstrukcí metodou konečných prvků, které jsou schopny pokrýt bezpočet dílčích oblastí stavebního oboru. V obou těchto programech lze také posuzovat lanové konstrukce. V našem příspěvku představíme některé nástroje pro modelování a návrh lanových konstrukcí.

Lanové a membránové konstrukce jsou považovány za velmi štíhlé a estetické stavební konstrukce. Jejich zčásti velmi složité tvary vyznačující se dvojitou křivostí lze stanovit pomocí vhodných algoritmů pro form-finding. 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.

Membránové konstrukce během projekční činnosti vyžadují speciální přístup, který respektuje jejich odlišnost od konvenčních staveb. Nedílnou součástí navrhování těchto staveb je proces hledání vhodných předepjatých tvarů a generování střihových vzorů. Text stručně popisuje dva zásadní procesy při navrhování membránových konstrukcí. Záměrem je přiblížit jejich fyzikální povahu a demonstrovat jednotlivá tvrzení doprovodnými příklady.

V programu RFEM existuje možnost propojit plochy s typy tuhosti „Membrána“ a „Membrána ortotropní“ s materiálovými modely „Izotropní nelineární elastický 2D/3D“ a „Izotropní plastický 2D/3D“ (přídavný modul {%/#/cs/produkty/pridavne-moduly-pro-rfem-a-rstab/ostatni/rf-mat-nl RF-MAT NL]] ).

Tato funkce umožňuje modelovat například nelineární deformační chování ETFE fólií.

• Hledání tvaru (form-finding):
  • membránových a lanových konstrukcí namáhaných tahem
  • plošných a prutových konstrukcí namáhaných tlakem
  • konstrukcí namáhaných tahem a tlakem
• Zohlednění vrstvy plynu mezi plochami
• Interakce s nosnou konstrukcí (posouzení spodní konstrukce podle různých norem)
• Plochy jako 2D prvky a pruty jako 1D prvky
• Zadání různých podmínek předpětí pro plochy (membrány a skořepiny)
• Zadání sil nebo geometrických požadavků pro pruty (lana a nosníky)
• Zohlednění veškerých zatížení (vlastní tíhy, vnitřního tlaku a podobně) při procesu hledání tvaru
• Zadání dočasných podpor pro průběh hledání tvaru
• Automatický předběžný form-finding membránových ploch ({%/#/cs/support-and-learning/support/faq/003179 více informací...]])
• Zadání izotropního nebo ortotropního materiálu pro statický výpočet
• Možnost zadání volných polygonových zatížení
• Transformace nalezeného tvaru na plošné prvky NURBS
• Možnost kombinovaného hledání tvaru a integrace předběžného procesu form‑finding
• Grafické vyhodnocení nového tvaru pomocí barevných souřadnic a sklonu osnovy
• Kompletní dokumentace výpočtu s uživatelsky definovanými adaptivními obrázky vyhodnocení
• Možnost exportovat síť konečných prvků jako .dxf soubor nebo do aplikace MS Excel

Výsledkem procesu form-findingu je nový tvar a příslušné vnitřní síly. V případě RF-FORM-FINDING lze zobrazit obvyklé výsledky, jako jsou deformace, síly, napětí a další.

Tento předpjatý tvar je k dispozici jako počáteční stav pro všechny ostatní zatěžovací stavy a kombinace ve statické analýze.

Pro snazší zadání zatěžovacích stavů lze použít NURBS transformaci (Parametry výpočtu/Form-finding). Tato funkce posune původní plochy a lana na místo po form-findingu.

Pomocí rastrových bodů ploch nebo definičních uzlů NURBS ploch lze umístit volná zatížení na vybrané části konstrukce.