Obliczenia i wymiarowanie konstrukcji membranowych za pomocą oprogramowania MES

Wznoszenie konstrukcji membranowych to jeden z aktualnych trendów w architekturze i inżynierii lądowej i wodnej.

Kształty nie mogą być dowolne, ponieważ muszą odpowiadać warunkom fizycznym, a materiał, z którego wykonane są kable, nie może wytrzymać zginania ani nacisku. Dlatego należy stosować formy obciążone rozciąganiem. Podczas projektowania konstrukcji membranowych jest to pierwsze zadanie, które należy rozwiązać, znane również jako form-finding. Tutaj należy połączyć wymagania architektoniczne i zasady fizyczne.

Po zakończeniu procesu form-finding należy w obliczeniach statycznych sprawdzić nośność i wymagania specyficzne dla normy oraz wymagania inwestora. Odpowiedź statyczna dla takich obliczeń jest silnie nieliniowa - zarówno pod względem wpływu zmian geometrycznych, jak i zachowania materiału.

Jeżeli wszystkie warunki są spełnione, konstrukcja może zostać wykonana. Aby ten krok był możliwy, konieczne jest tworzenie szablonów cięcia w postaci konstrukcji membranowych o podwójnej krzywiźnie, dlatego należy je aproksymować określoną liczbą nacięć płaskich.

Niniejsza praca skupia się na wszystkich tych krokach. W pierwszej części każdego rozdziału znajduje się teoretyczne wprowadzenie, a następnie praktyczne przykłady potwierdzające powyższe twierdzenia.