V generátoru kombinací máte možnost zohlednit více než jeden počáteční stav. Programy RFEM a RSTAB umožňují při vytváření kombinací zadat různé počáteční stavy (předpětí, form-finding, přetvoření atd.) pro cílové kombinace.
Lze tak například generovat zatěžovací stavy na základě analýzy form-finding s proměnnými imperfekcemi.
Jakmile aktivujete addon Form-finding v Základních údajích, přiřadí se zatěžovacím stavům kategorie "Předpětí" ve spojení se zatíženími pro form-finding z katalogu zatížení na pruty, plochy a tělesa formující účinek. Jedná se přitom o zatěžovací stav předpětí. Ten se tak promění v analýzu form-findingu pro celý model se všemi definovanými pruty, plochami a tělesy. Tvarování příslušných prutových a membránových prvků obsažených v celkovém modelu dosáhnete pomocí speciálních zatížení pro form-finding a ostatních zadaných zatížení. Zatížení pro form-finding popisují očekávaný deformační nebo silový stav po form-findingu v prvcích. Ostatní zatížení popisují vnější zatížení celého systému.
Víte, jak přesně probíhá form-finding? Nejdříve se při procesu form-finding v zatěžovacím stavu typu "Předpětí" posune pomocí iteračních výpočtových smyček počáteční geometrie sítě do optimální rovnovážné polohy. Pro tuto úlohu používá program metodu Updated Reference Strategy (URS) od prof. Bletzingera a prof. Ramma. Tato technika se vyznačuje rovnovážnými tvary, které po výpočtu téměř přesně odpovídají původně zadaným okrajovým podmínkám form-findingu (průvěs, síla a předpětí).
Kromě pouhého popisu očekávaných sil nebo průvěsů hledaného tvaru umožňuje celistvý přístup metodou URS také zohlednění ostatních sil. To umožňuje v celém procesu např. popis vlastní tíhy nebo pneumatického tlaku pomocí odpovídajících zatížení prvků.
Se všemi těmito možnostmi má výpočetní jádro potenciál pro výpočet antiklastických a synklastických tvarů v rovnováze sil pro rovinné nebo rotačně symetrické geometrie. Aby bylo možné použít oba typy jednotlivě nebo společně v jednom prostředí, jsou ve výpočtu dva možné způsoby, jak popsat vektory síly při form-findingu:
Tahová metoda - popis vektorů sil při form-findingu v prostoru pro rovinné geometrie
Průmětová metoda - popis vektorů sil při form-findingu v rovině průmětu s fixací vodorovné polohy pro kuželové geometrie
Proces form-findingu pro vás vytvoří v zatěžovacím stavu typu "Předpětí" model konstrukce s vynucenými silami. V tomto zatěžovacím stavu se ve výsledcích pro deformace zobrazí posun z počáteční polohy do polohy nalezené geometrie. Ve výsledcích pro síly a napětí (vnitřní síly prutů a ploch, napětí v tělesech, tlaky plynů, atd.) se znázorní stav pro zachování nalezeného tvaru. Pro analýzu geometrie tvaru vám program nabídne plošný obrysový výkres s absolutní výškou a výkres sklonu pro vizualizaci spádu.
V tu chvíli je čas přistoupit k dalšímu výpočtu a statické analýze celého modelu. Pro tento účel program převede nově nalezenou geometrii včetně přetvoření po jednotlivých prvcích do univerzálně použitelného počátečního stavu. Ta nyní může být použita v zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení.
Přímý import hmot ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení
Možnost zadat přídavné hmoty (na uzlech, liniích, prutech, plochách a dále setrvačné hmoty) přímo v zatěžovacích stavech
Možnost zanedbání hmot (např. hmoty základů)
Kombinace hmot v různých zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení
Přednastavené kombinační součinitele pro různé normy (EC 8, SIA 261, ASCE 7 atd.)
Možnost importu z počátečních stavů (např. pro zohlednění předpětí a imperfekce)
Úprava konstrukce
Možnost zohlednit neúčinné podpory nebo pruty/plochy/tělesa
Možnost zadat více modálních analýz (např. s cílem analyzovat různé hmoty nebo změny tuhostí)
Výběr typu matice hmotnosti (diagonální, konzistentní, jednotková matice) včetně uživatelsky definovaných translačních a rotačních stupňů volnosti
Metody stanovení počtu vlastních tvarů (uživatelské zadání, automaticky - pro dosažení faktorů účinných modálních hmot, automaticky - pro dosažení maximální vlastní frekvence - k dispozici pouze v programu RSTAB)
Stanovení vlastních tvarů a hmot v uzlech nebo bodech sítě prvků
Výsledky vlastních čísel, úhlových frekvencí, vlastních frekvencí a period
Funkce hledání tvaru (form‑finding) se aktivuje v záložce Možnosti dialogu Základní údaje. Předpětí (nebo geometrické požadavky u prutů) lze zadat v parametrech ploch a prutů. Proces form-finding (hledání tvaru) se spustí po zahájení výpočtu zatěžovacího stavu RF-FORM-FINDING.
Vstupní údaje se zadávají v následujících krocích:
Vytvoření modelu v programu RFEM (zadání ploch, prutů, lan, podpor, materiálu a dalších dat)
Nastavení požadovaného předpětí u membrány a sil nebo délky/průvěsu u prutů (například lano)
Možnost zohlednění dalších zatížení pro form-finding ve speciálních zatěžovacích stavech (vlastní tíha, přetlak, tíha ocelových uzlů)
Zadání zatížení a kombinací zatížení pro následný statický výpočet
Po spuštění výpočtu se spustí proces form-finding (hledání tvaru) na celé konstrukci. Při výpočtu se zohledňuje interakce mezi prvky s nalezeným tvarem (membrány, lana a podobně) a mezi nosnou konstrukcí.
Proces form-finding probíhá iterativně jako speciální nelineární analýza inspirovaná metodou URS (Updated Reference Strategy) profesorů Bletzingera a Ramma. Tímto způsobem se stanoví rovnovážné tvary se zohledněním zadaného předpětí.
Dále tato metoda umožňuje při procesu hledání tvaru zohlednit jednotlivá zatížení, jako je vlastní tíha nebo vnitřní tlak pneumatických membrán. Předpětí u ploch (například u membrán) lze definovat dvěma různými způsoby:
Standardní metoda - stanovení požadovaného předpětí plochy
Průmětová metoda - stanovení požadovaného předpětí na průmětu plochy, stabilizace obzvláště kuželových tvarů
Nejprve je třeba vybrat zatěžovací stav nebo kombinaci zatížení, jejichž normálové síly se použijí pro posouzení stability. Je možné definovat další zatěžovací stav, například je třeba zohlednit počáteční předpětí.
Poté se definuje, zda má program provést lineární nebo nelineární analýzu. V závislosti na aplikaci lze použít přímou metodu výpočtu, například podle Lanczose nebo iterační metodu ICG. Pruty, které nejsou součástí plochy, se zpravidla zobrazí jako prutové prvky se dvěma uzly konečných prvků. Na těchto prvcích není možné určit lokální vzpěr jednotlivých prutů. Proto modul nabízí možnost automatického dělení prutů.
Výpočet stability se aktivuje, jakmile ho zadáte programu v zatěžovacím stavu nebo v kombinaci zatížení. Pro zohlednění např. počátečního předpětí můžete definovat další zatěžovací stav.
Přitom musíte zadat, zda má program provést lineární nebo nelineární analýzu. Podle způsobu použití můžete vybrat přímou metodu výpočtu, například Lanczosovu metodu, nebo iterační metodu sdružených gradientů (ICG). Pruty, které nejsou součástí plochy, se zpravidla zobrazí jako prutové prvky se dvěma uzly konečných prvků. Na těchto prvcích nemůže program určit lokální vzpěr jednotlivých prutů. Proto máte možnost automatického dělení prutů.
Průřez se modeluje libovolně pomocí ploch ohraničených polygonálními liniemi, a to včetně otvorů a bodových ploch (výztuže). Případně je možné využít DXF rozhraní a převzít geometrická data. Rozsáhlá databáze materiálů usnadňuje modelování spřažených průřezů.
Nastavením mezních průměrů a priorit lze zohlednit odstupňování výztuže. Navíc je možné uvažovat příslušná krytí betonu a předpětí.