Le superfici in costruzione possono essere trovate in una miriade di dimensioni e forme, dai semplici piani come muri, soffitti o lastre, ai cilindri a curva singola come silos, fino alle strutture a membrana multi-curvatura. La rigidità di una superficie deriva dal suo materiale e spessore.
Per l'analisi strutturale e la generazione della mesh FE, gli elementi 2D vengono generati sulle superfici, che sono applicate nel loro asse baricentrico per il calcolo. In questo modo, è possibile determinare le deformazioni così come le forze interne e i momenti, che possono poi essere progettati in conformità con il materiale e le normative.
Tutte le strutture sopra menzionate possono essere considerate in RFEM 6 perché il programma consente di definire superfici con diverse rigidità, geometrie, materiali e spessori. Le superfici sono disponibili come “Oggetti di Base” nel Navigatore Dati (Immagine 1). Facendo doppio clic sulla voce si 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 rigidità della superficie, che sono anche il focus di questo articolo. In questo modo è possibile definire superfici di diverse geometrie:
- Piana
- Quadrilatero
- NURBS
- Rifilata
- Ruotata
- Tubo
D'altro canto, per il tipo di rigidità, è possibile scegliere tra le seguenti opzioni:
- Standard
- Senza Spessore
- Rigida
- Membrana
- Senza Tensione di Membrana
- Trasferimento di Carico
Come accennato in precedenza, è possibile utilizzare queste opzioni per descrivere e successivamente progettare qualsiasi superficie piana o curva che si possa trovare in un modello di edificio. Ciascuno dei tipi sopra elencati sarà spiegato in articoli futuri, mentre questo testo specifico ti darà una visione più dettagliata dei tipi di superficie ruotata, rifilata, senza spessore e di trasferimento di carico in RFEM 6.
Tipo Superficie “Ruotata”
Se sei interessato a modellare cupole, pareti circolari, 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: devono essere definiti linea di confine, asse di rotazione e angolo di rotazione. Pertanto, 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 (Immagine 2).
Come mostrato nell'immagine, l'asse di rotazione può essere definito selezionando due punti (vale a dire, P e R). È possibile scrivere le coordinate di questi punti direttamente nella finestra di dialogo o selezionarli individualmente nella grafica. Esiste anche la possibilità di selezionare entrambi i punti contemporaneamente utilizzando l'opzione “Seleziona Punti Asse di Rotazione nella Grafica”.
Se hai già definito il materiale, lo spessore e la rigidità della superficie nella scheda “Principale” della finestra “Nuova Superficie”, il programma crea la superficie dalla posizione iniziale e finale della linea e dalla rotazione dei punti di definizione della linea. Come già menzionato, 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 capire meglio i parametri utilizzati per la creazione di questo tipo di superficie, l'immagine mostra la linea di confine (linea n. 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 Superficie “Rifilata”
La superficie rifilata è correlata a una nuova funzionalità in RFEM 6 che consente l'intersezione di superfici curve e solidi. Creando l'intersezione, il programma genera superfici di tipo "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 è da creare un'intersezione. Per fare ciò, selezionali prima come mostrato nell'immagine. Quindi utilizza la funzione “Dividi per Intersezione” disponibile nel menu di scelta rapida degli oggetti selezionati.
Con questa funzione, le superfici iniziali vengono divise sulle linee di intersezione e si creano automaticamente aperture sulle superfici di taglio. Questo crea nuove superfici che possono essere modificate o eliminate come oggetti indipendenti. In questo modo, è possibile eliminare le superfici non necessarie e ottenere l'intersezione del tubo come mostrato nell'Immagine 6. Come mostrato nell'immagine, le superfici sono ora di tipo "Rifilata".
Questo è solo un esempio dell'utilizzo della funzione “Dividi per Intersezione” e del tipo di superficie “Rifilata”. Come accennato in precedenza, è possibile creare molte altre superfici curve complesse o corpi perforati con questo semplice processo.
Tipo Superficie “Senza Spessore”
Queste superfici sono necessarie per la definizione dei solidi. La superficie non ha rigidità ed è destinata ad essere utilizzata come superficie limite di un solido. Tuttavia, le superfici con il tipo di rigidità “Senza Spessore” possono ancora essere configurate con diversi tipi di geometria (per esempio, piana, quadrilatera, rifilata, ecc.). Un esempio di tali superfici è mostrato nell'Immagine 7.
La tabella “Superfici” nell'Immagine 7 mostra che le superfici n. 59-72 sono di tipo di rigidità “Senza Spessore”. Questo perché sono superfici di confine del Solido n. 21, come mostrato nell'Immagine 8.
Tipo Superficie “Trasferimento di Carico”
Oltre ai wizard dei carichi, che semplificano l'inserimento dei carichi, RFEM 6 offre il nuovo tipo di superficie "Trasferimento di Carico" per un'applicazione dei carichi ancora più semplice. Pertanto, creando una superficie di questo tipo di rigidità, il programma crea una nuova superficie senza spessore e senza effetto strutturale, ma con una capacità unica di trasferire i carichi.
Questa è una funzionalità 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 vetrate, sezioni trapezoidali del tetto, ecc.).
Un esempio è mostrato nell'Immagine 9, dove la superficie n. 18 è creata con il tipo di rigidità “Trasferimento di Carico” per tener conto dei carichi del vento sulla parete di facciata non modellata della struttura.
Come mostrato nell'esempio, è possibile utilizzare le superfici di trasferimento di carico per applicare carichi superficiali a aree che non sono direttamente modellate come superfici. Il carico su questa superficie è distribuito ai bordi o agli oggetti integrati. Se vengono generati carichi su membrature, il carico viene convertito nelle direzioni globali in base alle vere lunghezze delle membrature (direzioni dei carichi XL, YL, ZL).
A differenza dei wizard dei carichi, dove l'area di carico deve essere ridefinita ogni volta, una superficie di trasferimento di carico può essere utilizzata più volte per diverse applicazioni di carico. Più specificamente, questo approccio consente di assegnare diversi carichi superficiali utilizzando una singola superficie di trasferimento di carico. Per saperne di più su questo tipo di superficie e su come definire i suoi parametri, vedere questo articolo della Knowledge Base: Uso della superficie di trasferimento del carico in RFEM 6 .
