Búsqueda de forma y cálculo de estructuras con membranas en RFEM 6

El cumplimiento de los códigos de construcción, como el Eurocódigo, es esencial para garantizar la seguridad, la integridad estructural y la sostenibilidad de los edificios y estructuras. La dinámica de fluidos computacional (CFD) juega un papel vital en este proceso al simular el comportamiento de los fluidos, optimizar los diseños y ayudar a los arquitectos e ingenieros a cumplir con los requisitos del Eurocódigo relacionados con el análisis de carga de viento, ventilación natural, seguridad contra incendios y eficiencia energética. Al integrar CFD en el proceso de diseño, los profesionales pueden crear edificios más seguros, eficientes y conformes que cumplen con los más altos estándares de construcción y diseño en Europa.

En la dinámica de fluidos computacional (CFD), las superficies complejas que no son completamente macizas se pueden modelar utilizando medios porosos o de permeabilidad. En el mundo real, ejemplos de tales cosas incluyen estructuras de tela cortavientos, mallas de alambre, fachadas perforadas y revestimientos, persianas, bancos de tubos (pilas de cilindros horizontales), etc.

Las estructuras cortavientos son tipos especiales de estructuras de tela que protegen el medio ambiente de partículas químicas nocivas, reducen la erosión del viento y ayudan a mantener los recursos valiosos. RFEM y RWIND se utilizan para el análisis de viento en estructuras como una interacción fluido-estructura unidireccional (FSI).
Este artículo muestra cómo calcular y dimensionar estructuras cortavientos utilizando RFEM y RWIND.

En comparación con el módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), el programa incluye:\} se han agregado las siguientes características nuevas para RFEM 6:

• Especificación de todas las condiciones de contorno de carga de la búsqueda de forma en un caso de carga
• Almacenamiento de los resultados de la búsqueda de forma como estado inicial para un análisis posterior del modelo
• Asignación automática del estado inicial de la búsqueda de forma mediante asistentes de combinación para todas las situaciones de carga de una situación de proyecto
• Condiciones de contorno adicionales de la geometría de la búsqueda de forma para barras (longitud sin tensar, flecha vertical máxima, flecha vertical en el punto bajo)
• Condiciones de contorno de la carga de búsqueda de forma adicionales para barras (fuerza máxima en la barra, fuerza mínima en la barra, componente de tracción horizontal, tracción en el extremo i, tracción en el extremo j, tracción mínima en el extremo i, tracción mínima en el extremo j)
• Tipos de material "Tela" y "Lámina" en la biblioteca de materiales
• Búsquedas de forma paralelas en un modelo
• Simulación de estados de búsqueda de forma de construcciones secuenciales en conexión con el complemento de Análisis de fases de construcción (CSA)

Una vez que activa el complemento Búsqueda de forma en los Datos básicos, se asigna un efecto de búsqueda de forma a los casos de carga con la categoría de casos de carga "Pretensado" junto con las cargas de búsqueda de forma del catálogo de cargas en barras, superficies y sólidos. Este es un caso de carga de pretensado. Por lo tanto, se transforma en un análisis de búsqueda de forma para todo el modelo con todas las barras, superficies y elementos sólidos definidos en él. Puede alcanzar la búsqueda de forma de los elementos relevantes de barras y membranas en medio del modelo general utilizando cargas especiales de búsqueda de forma y definiciones de carga regulares. Estas cargas de búsqueda de forma describen el estado esperado de deformación o fuerza después de la búsqueda de forma en los elementos. Las cargas regulares describen la carga externa de todo el sistema.

¿Sabe exactamente cómo se calcula la búsqueda de las formas? Primero, el proceso de búsqueda de forma de los casos de carga con la categoría de casos de carga "Pretensado" desplaza la geometría inicial de la malla a una posición óptimamente equilibrada por medio de bucles de cálculo iterativos. Para esta tarea, el programa utiliza el método de la estrategia de actualización de referencias (URS) del Prof. Bletzinger y el Prof. Ramm. Esta tecnología se caracteriza por formas de equilibrio las cuales, después del cálculo, cumplen casi exactamente con las condiciones de contorno de búsqueda de forma especificadas inicialmente (pandeo, fuerza y pretensado).

Además de la descripción pura de las fuerzas o flechas esperadas en los elementos a formar, el enfoque integral del método URS también permite una consideración de los esfuerzos regulares. En el proceso general, esto permite, por ejemplo, una descripción del peso propio o una presión neumática por medio de las cargas de los elementos correspondientes.

Todas estas opciones le dan al núcleo de cálculo el potencial para calcular formas anticlásticas y sinclásticas que están en un equilibrio de fuerzas para geometrías planas o simétricas rotacionalmente. Para poder implementar de manera realista ambos tipos de manera individual o conjunta en un entorno, el cálculo especifica dos formas de describir los vectores de fuerza de la búsqueda de forma:

• Método de tracción: descripción de los vectores de fuerza de búsqueda de forma en el espacio para geometrías planas
• Método de proyección: descripción de los vectores de fuerza de búsqueda de forma en un plano de proyección con fijación de la posición horizontal para geometrías cónicas