Das Statikprogramm RFEM ist die Basis einer modular aufgebauten Programmfamilie. Das Hauptprogramm RFEM dient zur Definition der Struktur, Materialien und Einwirkungen ebener und räumlicher Platten-, Scheiben-, Schalen- und Stabtragwerke. Mischsysteme sind ebenso möglich wie die Behandlung von Volumen- und Kontaktelementen.
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.
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.
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.
Für die Berechnung von Membran- und Textilkonstruktionen bzw. deren Unterkonstruktion sind die Zusatzmodule der Branche Stahlbau zu empfehlen.
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.
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.
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.
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.
![Bild 01 - Grundformen von Membrankonstruktionen [1]](/-/media/Images/website/pages/support-and-learning/support/knowledge-base/001437/01-de-png.png)
Für den Entwurf der Membrankonstruktionen ist ein spezifisches Verfahren notwendig, welches im Unterschied zu den meisten konventionellen Tragwerken beachtet werden muss. Die Suche nach geeigneten vorgespannten Formen und die Erstellung von Schnittmustern sind zu einem unerläßlichen Teil der Planung von Membrantragwerken geworden. Der Beitrag wird nun im Folgenden die zwei Hauptprozesse der Planung von Membrankonstruktionen kurz behandeln. Er hat zum Ziel, die physikalischen Eigenschaften der Membrantragwerke näher zu erläutern und die einzelnen Thesen an Beispielen zu verdeutlichen.
In RFEM 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.
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Video: Zusatzmodule RF-FORMFINDUNG & RF-ZUSCHNITT
Dlubal-Webinar: Formfindung und Zuschnitt von Membrankonstruktionen in RFEM
Dlubal Software ist Mitglied der TensiNet Association.
Die Masterarbeit von Rostislav Lang befasst sich mit der Analyse von Membrankonstruktionen in der Finite-Elemente-Software RFEM.
Seilzugkräfte nach Formfindung in RFEM
Zeltkonstruktion vor und nach Formfindung in RFEM
Formfindung für Membran-Stahl-Konstruktion
FE-Netz nach Formfindung
Höhenlinien nach Formfindung für eine Schirmgruppe
Halle mit Membrandach
Zeltgruppe | Darstellung der Höhenlinien in RFEM
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
Ansatz einer Gaslast auf ein pneumatisches Kissen
Schnitt durch ein pneumatisches Kissen mittels Clippingebene
Basisprogramm
Das FEM-Programm RFEM ermöglicht die schnelle und einfache Modellierung, Berechnung und Bemessung von Tragkonstruktionen mit Stab-, Platten-, Scheiben-, Faltwerk-, Schalen- und Volumen-Elementen aus verschiedenen Materialien.
Zusatzmodul
Formfindung von Membran- und Seilkonstruktionen
Zusatzmodul
Schnittmuster für Membrankonstruktionen
Zusatzmodul
Bemessung von Stahlstäben nach EC 3
Modulerweiterung für RF-STAHL EC3
Biegedrillknicknachweise nach Theorie II. Ordnung mit 7 Freiheitsgraden
Modulerweiterung für RF-STAHL EC3
Plastische Bemessung von Querschnitten nach dem Teilschnittgrößenverfahren (TSV) und der Simplex-Methode.
Zusatzmodul
Bemessung von Aluminium-Stäben nach Eurocode 9
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