Le superfici in costruzione possono essere trovate in una miriade di dimensioni e forme diverse, da semplici piani come pareti, soffitti o lastre, a cilindri a curva singola come silos, a strutture a membrana multi-curva. La rigidezza di una superficie risulta dal suo materiale e dal suo spessore.
Per l'analisi strutturale e la generazione della mesh EF, gli elementi 2D sono generati sulle superfici, che sono applicati nel loro asse baricentrico per il calcolo. In questo modo, è possibile determinare le deformazioni, nonché le forze interne e i momenti, che possono quindi essere progettati secondo il materiale e le norme.
Tutte le strutture di cui sopra possono essere considerate in RFEM 6 perché il programma consente di definire superfici con rigidezze, geometrie, materiali e spessori diversi. Le superfici sono disponibili come "Oggetti di base" nel Navigatore dati (Figura 1). Un doppio clic sulla voce apre una nuova finestra in cui è possibile definire la superficie di interesse.
La scheda "Principale" della finestra "Nuova superficie" mostrata nell'immagine 1 consente di definire i parametri di base della superficie. Due di questi parametri sono il tipo di superficie e la rigidezza della superficie, che sono anche l'obiettivo di questo articolo. In questo modo è possibile definire superfici di diverse geometrie:
- Piano
- quadrangolo
- NURBS
- Tagliata
- Rotatorio
- Tubo
Per il tipo di rigidezza, invece, è possibile scegliere tra le seguenti:
- Norma
- Senza spessore
- Incastrato
- Membrana
- Senza trazione membranale
- Trasferimento del carico
Come accennato in precedenza, è possibile utilizzare queste opzioni per descrivere e progettare in seguito qualsiasi superficie piana o curva che si potrebbe trovare in un modello di edificio. Ciascuno dei tipi sopra elencati sarà spiegato nei prossimi articoli, mentre questo testo specifico ti fornirà una visione più dettagliata dei tipi di superficie di trasferimento del carico ruotata, rifilata, senza spessore e in RFEM 6.
Tipo di superficie "Ruotata"
Se sei interessato alla modellazione di cupole, pareti circolari o silos e serbatoi di stoccaggio, questo è il tipo di superficie che devi conoscere. In generale, la superficie ruotata viene creata ruotando una linea attorno ad un asse fisso. Quando si genera una superficie ruotata in RFEM 6, si applica la stessa logica: È necessario definire la linea di confine, l'asse di rotazione e l'angolo di rotazione. Quindi, quando si seleziona il tipo di superficie "Ruotata" nella scheda "Principale" della finestra "Nuova superficie", apparirà una nuova scheda in cui è possibile definire questi parametri (Figura 2).
Come mostrato nell'immagine, l'asse di rotazione può essere definito selezionando due punti (cioè P e R). È possibile scrivere le coordinate di questi punti direttamente nella finestra di dialogo o selezionarli singolarmente nella grafica. C'è anche la possibilità di selezionare entrambi i punti contemporaneamente utilizzando l'opzione "Seleziona i punti dell'asse di rotazione nell'area grafica".
Se hai già definito il materiale, lo spessore e la rigidezza della superficie nella scheda "Principale" della finestra "Nuova superficie", il programma crea la superficie dalla posizione iniziale e finale della linea e dalla rotazione della definizione della linea punti. Come già accennato, questo rende molto facile creare non solo componenti ma interi modelli in modo molto semplice e veloce.
Un esempio di ciò è la modellazione della cupola e della parete circolare mostrata nell'immagine 3. Entrambe le superfici sono create da un tipo di geometria "Ruotata". Per comprendere meglio i parametri utilizzati per creare questo tipo di superficie, l'immagine mostra la linea di confine (linea nr. 2) e l'asse di rotazione (rappresentato dai nodi P e R) della superficie che rappresenta la cupola. Questa superficie viene creata ruotando la linea di confine attorno all'asse di rotazione per l'angolo di rotazione α=360°.
Tipo di superficie "Rifilata"
La superficie ritagliata è correlata a una nuova funzione in RFEM 6 che consente l'intersezione di superfici curve e solidi. Creando l'intersezione, il programma genera superfici del tipo di superficie "Rifilata". È possibile utilizzare questa funzione per creare geometrie molto complesse, come intersezioni di tubi o aperture curve in modo semplice e veloce.
Ad esempio, guarda il modello mostrato nell'immagine 5. Ci sono tre tubi per i quali deve essere creata un'intersezione. Per fare ciò, selezionali prima come mostrato nell'immagine. Quindi utilizzare la funzione "Dividi per intersezione" disponibile nel menu di scelta rapida degli oggetti selezionati.
Con questa funzione, le superfici iniziali vengono divise in corrispondenza delle linee di intersezione e le aperture vengono create automaticamente sulle superfici di taglio. Questo crea nuove superfici che possono essere modificate o eliminate come oggetti indipendenti. In questo modo, puoi eliminare le superfici non necessarie e ottenere l'intersezione del tubo come mostrato nell'immagine 6. Come mostrato nell'immagine, le superfici sono ora del tipo "Rifilato".
Questo è solo un esempio dell'utilizzo della funzione "Dividi per intersezione" e del tipo di superficie "Rifilata". Come accennato in precedenza, con questo semplice processo è possibile creare molte altre superfici curve complesse o corpi perforati.
Tipo di superficie "Senza spessore"
Queste superfici sono necessarie per la definizione dei solidi. La superficie non ha rigidezza ed è concepita per essere utilizzata come superficie limite di un solido. Tuttavia, le superfici con il tipo di rigidezza "Senza spessore" possono ancora essere configurate da diversi tipi di geometria (ad esempio, planare, quadrilatera, rifilata, ecc.). Un esempio di tali superfici è mostrato nell'immagine 7.
La tabella "Superfici" nell'immagine 7 mostra che le superfici nr. 59-72 sono del tipo di rigidezza "Senza spessore". Questo perché sono superfici limite del solido nr. 21, come mostrato nell'immagine 8.
Tipo di superficie "Trasferimento del carico"
Oltre alle procedure guidate di carico, che semplificano l'immissione dei carichi, RFEM 6 offre il nuovo tipo di superficie "Load Transfer" per un'applicazione del carico ancora più semplice. Pertanto, creando una superficie di questo tipo di rigidezza, il programma crea una nuova superficie senza spessore e nessun effetto strutturale, ma con una capacità unica di trasferire i carichi.
Questa è una caratteristica vantaggiosa in RFEM 6, che consente di considerare i carichi da superfici che non sono incluse nel modello stesso (ad esempio, strutture di facciata, superfici di vetro, sezioni trapezoidali del tetto, ecc.).
Un esempio è mostrato nell'immagine 9, dove la superficie nr. 18 è creata con il tipo di rigidezza "Trasferimento del carico" per tenere conto dei carichi del vento sulla parete di facciata non modellata della struttura.
Come mostrato nell'esempio, è possibile utilizzare le superfici di trasferimento del carico per applicare carichi su area ad aree che non sono modellate direttamente come superfici. Il carico su questa superficie è distribuito ai bordi o agli oggetti integrati. Se vengono generati carichi delle aste, il carico viene convertito nelle direzioni globali in base alle lunghezze reali delle aste (direzioni del carico XL, YL, ZL ).
A differenza delle procedure guidate del carico, in cui l'area di carico deve essere ridefinita ogni volta, una superficie di trasferimento del carico può essere utilizzata più volte per diverse applicazioni di carico. Più specificamente, questo approccio consente di assegnare diversi carichi superficiali utilizzando un'unica superficie di trasferimento del carico. Per ulteriori informazioni su questo tipo di superficie e su come definirne i parametri, vedere l'articolo della Knowledge Base "Utilizzo Superficie di trasferimento del carico in RFEM 6".
