Questo documento è incentrato sugli aspetti specifici della progettazione di strutture a membrana che hanno requisiti specifici, come il form-finding e la generazione di schemi di taglio. Una parte integrante della progettazione di queste strutture è il processo di ricerca di forme precompresse adatte e la generazione di schemi di taglio. Il testo descrive brevemente due processi di base nella progettazione di strutture a membrana. Lo scopo è quello di illustrare la loro natura fisica e di dimostrare le singole affermazioni con esempi di accompagnamento.
La conformità alle normative edilizie, come l'Eurocodice, è essenziale per garantire la sicurezza, l'integrità strutturale e la sostenibilità di edifici e strutture. La fluidodinamica computazionale (CFD) svolge un ruolo fondamentale in questo processo simulando il comportamento dei fluidi, ottimizzando i progetti e aiutando architetti e ingegneri a soddisfare i requisiti dell'Eurocodice relativi all'analisi del carico del vento, alla ventilazione naturale, alla sicurezza antincendio e all'efficienza energetica. Integrando CFD nel processo di progettazione, i professionisti possono creare edifici più sicuri, più efficienti e conformi che soddisfano i più alti standard di costruzione e progettazione in Europa.
Nella fluidodinamica computazionale (CFD), le superfici complesse che non sono completamente solide possono essere modellate utilizzando media porosi o di permeabilità. Nel mondo reale, esempi di tali cose includono strutture in tessuto frangivento, reti metalliche, facciate e rivestimenti perforati, feritoie, banchi di tubi (pile di cilindri orizzontali) e così via.
Le strutture frangivento sono tipi di strutture speciali in tessuto che proteggono l'ambiente da particelle chimiche dannose, riducono l'erosione del vento e aiutano a preservare edifici o aree di valore. RFEM e RWIND sono utilizzati per l'analisi strutturale del vento come interazione fluido-struttura unidirezionale (FSI). Questo articolo mostra come eseguire la progettazione strutturale di strutture frangivento utilizzando RFEM e RWIND.
RWIND 2 è un programma per la generazione di carichi del vento basati sulla CFD (Fluidodinamica computazionale). La simulazione numerica del flusso del vento viene generata attorno a qualsiasi edificio, compresi i tipi di geometria irregolare o unica, per determinare i carichi del vento sulle superfici e sulle aste. RWIND 2 può essere integrato con RFEM/RSTAB per l'analisi strutturale e la verifica o come applicazione stand-alone.
Questo articolo mostra come gestire i dati di input per le configurazioni di verifica di aste e superfici all'interno dell'add-on Analisi tensioni-deformazioni.
RWIND 2 è un programma per la generazione di carichi del vento basati sulla CFD (Fluidodinamica computazionale). La simulazione numerica del flusso del vento viene generata attorno a qualsiasi edificio, compresi i tipi di geometria irregolare o unica, per determinare i carichi del vento sulle superfici e sulle aste. RWIND 2 può essere integrato con RFEM/RSTAB per l'analisi strutturale e la verifica o come applicazione stand-alone.
In RFEM 6 è possibile salvare gli oggetti selezionati (così come intere strutture) come blocchi e riutilizzarli in altri modelli. Si possono distinguere tre tipi di blocchi: blocchi non parametrizzati, parametrizzati e dinamici (tramite JavaScript). Questo articolo si concentrerà sul primo tipo di blocco (non parametrizzato).
L'add-on per Form-Finding è disponibile in RFEM 6 per determinare le forme di equilibrio dei modelli di superfici soggette a trazione e le aste soggette a forze assiali. Attivare questo add-on nei Dati di base del modello e usarlo per trovare la posizione geometrica in cui la precompressione delle strutture leggere è in equilibrio con le condizioni al contorno esistenti.
RFEM und RSTAB können als Vertreter der allgemeinen Stab- beziehungsweise FEM-Programme eine Vielzahl von Teilgebieten des Bauwesens abdecken. So ist auch die Bemessung von Seiltragwerken in beiden Software-Lösungen möglich. Im Folgenden sollen einige Modellierungs- und Bemessungshilfen vorgestellt werden.
In teoria, un gas ideale è costituito da particelle di massa che si muovono liberamente senza estensione nello spazio del volume. In tale spazio, ogni particella si muove con velocità in una direzione. Der Stoß eines Teilchens an ein anderes Teilchen oder die Volumenbegrenzungen führt zu einer Ablenkung und Veränderung der Geschwindigkeit der Beteiligten.
Le strutture a fune e a membrana sono considerate strutture costruttive molto snelle ed estetiche. 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.
Il modulo aggiuntivo RF-FORM-FINDING determina le forme di equilibrio di elementi a membrana e funi in RFEM. In diesem Berechnungsprozess sucht das Programm für die Membran- und Seilelemente eine geometrische Lage, in der die Oberflächenspannung/Vorspannung der Membranen und Seile im Gleichgewicht mit den natürlichen und geometrischen Randreaktionen steht. Dieser Prozess heißt Formfindung (nachfolgend FF genannt).
Il processo di form-finding in RF-FORM-FINDING sposta i nodi d'angolo degli elementi EF di una superficie di membrana nello spazio fino a quando la tensione superficiale definita è in equilibrio con le condizioni al contorno. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
Durante il processo di form-finding, anche il modulo di scorrimento di una sottostruttura viene preso in considerazione durante la ricerca dello stato di equilibrio. Große Durchbiegungen von stützenden Fachwerkträgern oder die reine Biegeverformung von Randträgern können bei der Ermittlung der Membranform berücksichtig werden.
Il processo di form-finding in RFEM cerca uno stato di equilibrio in cui la precompressione definita delle membrane e la precompressione o le variazioni di lunghezza degli elementi di funi con reazioni al contorno sono in equilibrio. Hierbei gibt das Programm die Möglichkeit, einen isotropen oder einen orthotropen Vorspannungszustand für die Membranen zu definieren.
In RFEM, ci sono un'interfaccia basata su file e un'interfaccia DXF diretta. Die dateibasierte DXF-Schnittstelle exportiert die Daten in eine DXF-Datei, die direkte hingegen in eine offene AutoCAD-Datei. Im Schnittstellendialog kann man anwählen, welche Daten man exportieren möchte (Ergebnisse als Isolinien, Ergebniswerte, FE-Netz mit Rand- und Integrationslinien).
Il modulo aggiuntivo RF‑FORM‑FINDING può essere attivato nella finestra "Modifica modello - Dati generali", scheda "Opzioni". Diese Aktivierung bewirkt, dass im Hauptprogramm die Membran- und Seilelemente ein zusätzliches Menü zur Beschreibung des Vorspannungszustandes erhalten und ein Lastfall RF-FORMFINDUNG angelegt wird.