Frage

Die Einhaltung von Bauvorschriften wie dem Eurocode ist unerlässlich, um die Sicherheit, Stabilität und Nachhaltigkeit von Gebäuden und anderen Strukturen zu gewährleisten. Die Numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics), kurz CFD, spielt dabei eine entscheidende Rolle, indem sie das Verhalten von Flüssigkeiten simuliert, Bemessungen optimiert sowie Architekten und Ingenieuren dabei hilft, die Anforderungen des Eurocodes in Bezug auf Windlastanalyse, natürliche Lüftung, Brandsicherheit und Energieeffizienz zu erfüllen. Durch die Integration von CFD in den Planungsprozess können Fachleute sichere, effiziente und vorschriftenkonforme Gebäude erstellen, die den höchsten Bau- und Design-Standards in Europa entsprechen.

In der Numerischen Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics - CFD) können komplexe Flächen, die nicht vollständig massiv sind, mithilfe eines porösen und durchlässigen Mediums modelliert werden. In der Praxis sind das beispielsweise textile Bauten für Windschutzkonstruktionen, Drahtgewebe, perforierte Fassaden und Verkleidungen, Jalousien sowie Rohrbündel (übereinander angeordnete, horizontale Zylinder) usw.

Windschutzkonstruktionen sind spezielle textile Konstruktionen, die die Umwelt vor schädlichen chemischen Partikeln schützen sowie Winderosion eindämmen sollen, und dabei helfen wertvolle Ressourcen zu erhalten. RFEM und RWIND werden für die Wind-Tragwerk-Analyse zur einseitigen Fluid-Struktur-Kopplung (fluid-structure interaction (FSI)) eingesetzt.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie Windschutzkonstruktionen mit RFEM und RWIND statisch bemessen werden können.

RF-ZUSCHNITT wird zunächst in dem Optionsregister in den Basisangaben einer beliebigen RFEM-Position aktiviert. Diese Aktivierung bewirkt, dass im Zweig Modelldaten ein neues Objekt „Schnittmuster“ dargestellt wird. Ist die Aufteilung der Membranflächen in der Grundposition für den Zuschnitt zu groß, kann die Fläche über Schnittlinien (Linien mit dem Typ „Schnitt mittels zwei Linien“ oder „Schnitt mittels Schnittfläche“) in entsprechende Teilstreifen zerlegt werden.

Im Nachgang definiert man mittels dem Objekt „Schnittmuster“ für jedes Schnittmuster einen eigenen Eingabesatz. In diesem Eingabesatz werden die Begrenzungslinien, Kompensation und Randzugaben eingestellt.

Arbeitsschritte:

• Erstellung von Schnittlinien
• Mustererstellung durch Selektion der Begrenzungslinien oder mittels halbautomatischer Generierung
• Freie Wahl der Kett- und Schussfadenausrichtung über Winkeleingabe
• Aufbringen der Kompensationswerte
• Optionale Definition verschiedener Kompensationen für die Begrenzungslinien
• Unterschiedliche Zuschläge (Schweißnaht, Randlinie)
• Vorläufige Darstellung des Schnittmusters in dem seitlichen Grafikfenster ohne die nichtlineare Hauptberechnung zu starten

• Ebene und geodätische Schnittlinien
• Ebnung von doppelt gekrümmten Flächenteilen von Membranen oder pneumatischen Kissen
• Definition von Schnittmustern über Begrenzungslinien, die nicht zwingend verbunden sein müssen
• Hochwertige Ebnung über die Theorie der minimalen Energie
• Schweißnaht- und Randzuschläge
• Konstante oder lineare Kompensation in Kett- und Schussrichtung
• Unterschiedliche Kompensationen für Begrenzungslinien möglich
• Adaptive Datenorganisation (jede nachträgliche Änderung in den Eingabedaten wird bis zur letzten „Naht“ berücksichtigt)
• Grafische Darstellung der Schnittmuster
• Statistische Information zu jedem Zuschnittmuster (Breite, Länge, Größe)
• Option, Schnittmuster automatisch aus Zellen zu generieren

Nach der Berechnung wird das Register „Punkt Koordinaten“ in dem Schnittmuster dargestellt. In diesem Register wird das Ergebnis in Form einer Koordinatentabelle und als Fläche in Grafikfenster dargestellt. Die Koordinatentabelle gibt für jeden Netzknoten die neuen geebneten Koordinaten bezogen auf den Schwerpunkt des Schnittmusters an. Gleichzeitig wird das Schnittmuster mit Koordinatensystem im Schwerpunkt in einem Grafikfenster dargestellt. Die selektierte Knotentabellenzeile wird mit einem Hinweispfeil Grafikfenster angezeigt. Zusätzlich wird unter der Knotentabelle die Fläche des Schnittmusters angegeben.

Des Weiteren werden im RF-ZUSCHNITT-Lastfall im RFEM-Fenster die Standardergebnisse wie Spannungen und Verzerrungen dargestellt.
Features:

• Tabellenausgabe der Zuschnitt-Informationen
• Intelligente Tabelle mit Bezug zur Grafik
• Export der geebneten Geometrie in eine DXF-Datei
• Ausgabe von Verzerrungen nach der Ebnung für die Beurteilung der Zuschnitte
• Ausgabe der Ergebnisse im globalen Ausdruckprotokoll