Software für Formfindung und Zuschnitt von Membran-Konstruktionen

Statische Berechnung von Membran-, Seil-, Schalen- und Balkenkonstruktionen

Die Statiksoftware RFEM und RSTAB bieten verschiedene Möglichkeiten für die Formfindung und den Zuschnitt von Membrankonstruktionen sowie die Formfindung und Berechnung von Seil-, Schalen- und Balkenkonstruktionen an.

Die Berechnung erfolgt dabei in beiden Programmen nach der Theorie der großen Verformungen (Theorie III. Ordnung).

Berechnung in RFEM

Das Statikprogramm RFEM bietet die Möglichkeit, Membranen gemeinsam mit der tragenden Struktur (z. B. Seile) zu rechnen.

Die Membranen können dabei als allgemeine Flächen sowie als Quadrangel-Flächen modelliert werden. Quadrangelflächen sind allgemeine vierseitige Flächen, deren Begrenzungslinien nicht in einer Ebene liegen müssen. Hiermit lassen sich, für den Membranbau bedeutende, Flächen mit antiklastischer und synklastischer Krümmung modellieren.

Für die Bemessung stehen die Flächentypen Membran und Membran-Orthotrop zur Verfügung. Beim Typ Membran-Orthotrop lassen sich richtungsabhängig (in Kett- und Schussrichtung) unterschiedliche Steifigkeitseigenschaften definieren.

RFEM bietet außerdem die Möglichkeit, Anschlussbleche, Fittinge usw. zu modellieren und zu bemessen.

Mehr über das Basisprogramm RFEM

Formfindung von Membran-, Seil-, Schalen- und Balkenkonstruktionen

Mit dem Zusatzmodul RF-FORMFINDUNG lässt sich die Form von zug- bzw. druckbelasteten Strukturen wie Membran- und Seilkonstruktionen, Schalen usw. suchen. Die Form wird dabei über das Gleichgewicht zwischen der Oberflächenspannung (vorgegebene Vorspannung und zusätzliche Last wie Eigengewicht, Druck etc.) und den gegebenen Randbedingungen ermittelt. Das vorverformte Modell dient dann als Grundlage für alle weiteren Berechnungen.

Mehr über das Zusatzmodul RF-FORMFINDUNG

Schnittmuster für Membrankonstruktionen

Das Modul RF-ZUSCHNITT errechnet und organisiert Schnittmuster für Membrankonstruktionen. Die Randbedingungen der Zuschnittmuster auf der gekrümmten Geometrie werden über die Randlinien und unabhängige ebene oder geodätische Schnittlinien erfasst. Der Ebnungsprozess erfolgt über die Theorie der minimalen Energie.

Mehr über das Zusatzmodul RF-ZUSCHNITT

Berechnung in RSTAB

Im Stabwerksprogramm RSTAB lässt sich die Primärkonstruktion von Membran- bzw. Seiltragwerken bemessen. Die Formfindung und der Tragwerksentwurf erfolgt hier beispielsweise in Easy von Technet. Das modulare Programmsystem Easy ist speziell auf die geometrisch nichtlineare Berechnung von Membranen und pneumatischen Kissen zugeschnitten. Zu diesem Design-Programm für leichte Tragwerke besitzt RSTAB eine spezielle Anbindung.

In von Technet werden die Schnittgrößen ermittelt sowie die Membran dimensioniert. Nach der Übergabe an die Dlubal Statik-Software RSTAB wird hier die Bemessung und ggf. die Stabilitätsanalyse durchgeführt.

Da die Steifigkeiten einen erheblichen Einfluss auf die Kräfte in der Membran haben können, werden in einem iterativen Vorgang die in RSTAB optimierten Querschnitte an Easy zur erneuten Berechnung übergeben. Das Stabwerksprogramm RSTAB dient nach erfolgreicher Bemessung auch als Werkzeug zur grafischen und tabellarischen Dokumentation der Statik.

Mehr über das Basisprogramm RSTAB

Berücksichtigung von nichtlinearen Materialgesetzen

Das Zusatzmodul RF-MAT NL ermöglicht die Berücksichtigung von nichtlinearem Materialverhalten in RFEM.

Es besteht die Option zur Kopplung von Flächen mit dem Steifigkeitstypen „Membran“ und „Membran-Orthotrop“ mit den Materialmodellen „Isotrop nichtlinear elastisch 2D/3D“ und „Isotrop plastisch 2D/3D“ (Zusatzmodul RF-MAT-NL erforderlich). Diese Funktionalität erlaubt die Simulation des nichtlinearen Dehnungsverhaltens von z. B. ETFE-Folien.

Mehr über RF-MAT NL

Weitere Zusatzmodule für die statische Berechnung von Membran-, Seil-, Schalen- und Balkenkonstruktionen

Für die Formfindung und Berechnung von Membran-, Seil-, Schalen- und Balkenkonstruktionen sind neben den RFEM-Modulen RF-FORMFINDUNG und RF-ZUSCHNITT die Zusatzmodule der Branchen Stahlbau, Aluminium- und Leichtbautragwerke und Massivbau zu empfehlen.

Schnittstellen zum Austausch von Daten

Die Statiksoftware von Dlubal lässt sich nahtlos in den Building-Information-Modeling-Prozess (BIM-Prozess) integrieren. Über eine Vielzahl von Schnittstellen besteht die Möglichkeit, Daten von digitalen Bauwerksmodellen mit RFEM oder RSTAB auszutauschen.

Building Information Modeling (BIM)

Support und Schulungen

Kundenservice ist einer der elementaren Pfeiler der Dlubal-Firmenphilosophie. Wir bieten Ihnen auch darüber hinaus jede notwendige Unterstützung, die Sie für Ihre tägliche Arbeit benötigen.

Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Pausenplatz mit gespannter Membran in Châteauneuf-de-Galaure, Frankreich

Das Ingenieurbüro ACS wurde damit beauftragt, die gesamte statische Berechnung für die Ausführungsphase dieses Projekts durchzuführen (Membran und Rahmen).
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Gespanntes Membrandach eines Tennisplatzes in Belin-Béliet, Frankreich

Der 1976 gegründete Tennisclub der Gemeinde Belin-Béliet (Département Gironde) hat seit Juli 2019 eine brandneue Tennishalle. Dieses Projekt wurde dank einer Subvention des französischen Tennisverbandes und der Unterstützung der Gemeinde ermöglicht.
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Seilnetzkonstruktion für "International Circus Festival of Italy", Italien

Seit zwanzig Jahren begeistert das Zirkusfestival in Latina nun schon seine Zuschauer und versammelt die besten Artisten der Welt. Seit der ersten Aufführung konnte das von Giulio Montico ins Leben gerufene und von seiner Familie geführte International Circus Festival of Italy sich auf Weltniveau präsentieren. Das in Latina errichtete Zirkuszelt trägt erheblich dazu bei, die Darbietungen der zahlreichen dort auftretenden Künstler ins rechte Licht zu setzen.
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Stadion La Montura, Chile

Für das Fußballstadion in San Bernardo, eine Stadt im Süden von Santiago de Chile, wurde eine Überdachung aus Stahl und Gewebemembranen entworfen. Das elegante geschwungene Design in Leichtbauweise überdacht jetzt auch die Stehplätze.
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Überdachungen Busbahnhof Halle (Saale)

Architektonisches Highlight des Busbahnhofes in Halle an der Saale sind die stilvoll gestalteten Überdachungen der Bussteige. Durch die in die Ränder integrierten Lichtbänder sind diese vor allem bei Nacht ein Blickfang.
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Empfangsgebäude „Mitoseum“ im Saurierpark Kleinwelka

Das insgesamt 22 m hohe Eingangsgebäude im Saurierpark Kleinwelka bei Bautzen ist der Mitose nachempfunden. Als Mitose wird die Zellteilung, der Ursprung allen Lebens, bezeichnet. Die bionische Konstruktion besteht aus insgesamt 1 389 Stahlrohrstäben, welche in jeweils 269 Knoten zusammengesteckt sind.
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Oxigeno in San José, Costa Rica

Ein einzigartiges Projekt namens „Oxigeno“ wird derzeit in San Francisco de Heredia, San José, Costa Rica realisiert. Das fast 125 000 m² große Erholungs- und Einkaufszentrum soll dem Besucher ein entspanntes Einkaufen in naturnaher Atmosphäre ermöglichen.
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Neubau Bushof in Aarau, Schweiz

Eine einzigartige Bushofüberdachung steht seit Ende 2013 im Schweizer Aarau.
Die Konstruktion in Form einer Wolke beinhaltet das weltgrößte Einkammer-Folienkissen. Es hat ein Volumen von 1810 m³ und überdacht eine Fläche von 1070 m².
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Die Wandfassade der Allianz Arena in München

Die Allianz-Arena im Münchner Norden ist Schauplatz des Eröffnungsspiels der Fußballweltmeisterschaft 2006.
Die transluzente Außenfassade verleiht der Arena durch unterschiedliche Einfärbungen eine ganz besondere Ausstrahlung.
Kundenprojekte der Branche „Membran- und Textilbau“

Rainforest Biome des Eden Projects in Cornwall, England

Das Eden Project in Cornwall ist eine Anlage mit botanischen Gärten und zwei Gewächshäusern, die aus mehreren miteinander verschnittenen geodätischen Kuppeln bestehen.
Es geht um eine Stahlkonstruktion mit der Eindeckung von ETFE‑Luftkissen.

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Doktorarbeit zur Membran-Bemessung nach FEM

Doktorarbeit Rostislav Lang

Die Doktorarbeit von Rostislav Lang befasst sich mit dem Entwurf und der Analyse von Membrankonstruktionen mit Hilfe von Finite-Elemente-Software.

Download Doktorarbeit (engl.)

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Das Beste, das ich verwendet habe

„RFEM ist das Beste, was ich bisher verwendet habe. Ich habe Erfahrung unter anderem mit RISA, STAAD, ETABS, Visual Analysis. Im Bereich der Seilnetz-/Gewebekonstruktion habe ich NDN, Forten etc. getestet. Wenn man einmal mit der Oberfläche von RFEM vertraut ist, möchte man mit keinem anderen Programm mehr arbeiten. Selbst mit typischen Strukturen ist es viel einfacher.“

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Dlubal RFEM 5 - Zusatzmodule: RF-FORMFINDUNG & RF-ZUSCHNITT

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[EN] Webinar | ADM 2020 Stabbemessung in RFEM

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SVT 018 | Schnittmuster für Membrankonstruktionen mit RF-ZUSCHNITT

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SVT 016 | Formfindung einer Dachmembran

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[EN] PF 001402 | Darstellung der Topologie am verformten System

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Webinar: Simulation von luftgefüllten Folienkissen in RFEM

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CP 001185 | Champagne Bar - Goodwood Racecourse, Vereinigtes Königreich

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[EN] Dlubal-Webinar | Spannmembran-Strukturen und CFD-Windlastsimulation

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[EN] Dlubal-Webinar | Membrankonstruktionen mit Windlasten aus CFD-Windsimulation

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Halle mit Membrandach

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Abgehängtes Membrandach

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Zeltdach mit zwei Kegelspitzen

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Abgehängtes Membrandach mit Ringöffnung

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Aluminiumgewebe -Zugstruktur

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Holzgalerie mit pneumatischem Kissen

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Konzertbühne mit Membranüberdachung

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Membrankonstruktion | Textiler Sonnenschutz

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Zuschnittmuster für Membrandach

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Stahlhalle mit kaltgeformten Z-Profilen als Pfetten

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Stahl-Membrankonstruktion

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Beiträge aus der Knowledge Base

Zuschnitt für Membranhülle und Seilelemente

Seil- und Membrankonstruktionen gelten als sehr schlanke und ästhetische Baukonstruktionen. Die teils sehr komplexen doppelt gekrümmten Formen können über geeignete Formfindungsalgorithmen gefunden werden. 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.

Formfindung und Zuschnitt von Membrantragwerken Formfindung in RFEM Aktivierung von RF-FORMFINDUNG

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Halle mit Membrandach

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Zeltstrukturen am Denver International Airport

Seilzugkräfte und Konturlinien nach Formfindung in RFEM

Dach-Membran-Struktur

Konturlinien nach Formfindung in RFEM

Seilnetz

Membranstruktur vor und nach Formfindung in RFEM

Zeltstruktur

Seilbahn

Ansatz einer Gaslast auf ein pneumatisches Kissen

Schnitt durch ein pneumatisches Kissen mittels Clippingebene

Parameter des Stabtyps "Seilstab"

Beiträge zu Produkt-Features

Automatische vorläufige Formfindung von Membranflächen

Mit Aktivierung der Option "Form anzeigen" im Kontextmenü wird bei Strukturänderungen von Membranflächen eine automatische vorläufige Formfindung anhand der hinterlegten Formfindungseigenschaften durchgeführt. Dieser interaktive Grafikmodus basiert auf der Kraftdichte-Methode.