Stworzenie przykładu walidacyjnego dla obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) jest kluczowym krokiem w zapewnieniu dokładności i wiarygodności wyników symulacji. Proces ten polega na porównywaniu wyników symulacji CFD z danymi eksperymentalnymi lub analitycznymi uzyskanymi w rzeczywistych sytuacjach. Celem jest ustalenie, czy model CFD może wiernie odwzorować zjawiska fizyczne, które ma symulować. W tym przewodniku opisano kroki niezbędne do opracowania przykładu walidacyjnego dla symulacji CFD, od wyboru odpowiedniego scenariusza po analizę i porównanie wyników. Skrupulatnie wykonując te kroki, inżynierowie i badacze mogą zwiększyć wiarygodność swoich modeli CFD, torując drogę do ich efektywnego zastosowania w różnych dziedzinach, takich jak aerodynamika, lotnictwo i badania nad środowiskiem.
Kierunek wiatru odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu wyników symulacji komputerowej mechaniki płynów (CFD) oraz w projektowaniu konstrukcyjnym budynków i infrastruktury. Jest to decydujący czynnik w ocenie interakcji sił wiatru z konstrukcjami, wpływających na rozkład ciśnienia wiatru, a w konsekwencji na reakcje konstrukcji. Zrozumienie wpływu kierunku wiatru jest niezbędne do opracowywania projektów, które mogą wytrzymać zmienne siły wiatru, zapewniając bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji. W uproszczeniu, kierunek wiatru pomaga w precyzyjnym dostosowywaniu symulacji CFD i określaniu wytycznych dotyczących projektowania konstrukcji w celu uzyskania optymalnych osiągów i odporności na efekty wywołane wiatrem.
Zgodność z przepisami budowlanymi, takimi jak Eurokod, jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa, integralności konstrukcji i trwałości budynków i konstrukcji. Obliczeniowa mechanika płynów (CFD) odgrywa istotną rolę w tym procesie, symulując zachowanie płynów, optymalizując projekty i pomagając architektom i inżynierom w spełnieniu wymagań Eurokodu związanych z analizą obciążenia wiatrem, wentylacją naturalną, bezpieczeństwem pożarowym i efektywnością energetyczną. Integrując CFD z procesem projektowania, profesjonaliści mogą tworzyć bezpieczniejsze, wydajniejsze i zgodne z przepisami budynki, które spełniają najwyższe standardy konstrukcyjne i projektowe w Europie.
Wydarzenia ostatnich lat przypominają nam o znaczeniu konstrukcji odpornych na trzęsienia ziemi w zagrożonych regionach. Projektowanie konstrukcji na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi jest ciągłym kompromisem między efektywnością ekonomiczną i możliwościami finansowymi, a także bezpieczeństwem. Jeżeli zawalenie jest nieuniknione, należy ocenić, w jaki sposób wpłynie ono na konstrukcję. Celem tego artykułu jest przedstawienie jednej z opcji przeprowadzenia tej oceny.
Powierzchnie w modelach budynków mogą mieć różne rozmiary i kształty. W programie RFEM 6 można uwzględnić wszystkie powierzchnie, ponieważ program umożliwia definiowanie różnych materiałów i grubości, a także powierzchni o różnej sztywności i typie geometrii. W tym artykule skupiono się na czterech z następujących typów powierzchni: obrócony, przycięty, bez grubości i przeniesienia obciążenia.
Biorąc pod uwagę, że realistyczne określenie warunków gruntowych znacząco wpływa na jakość analizy statyczno-wytrzymałościowej budynków, w programie RFEM 6 dostępne jest rozszerzenie Analiza geotechniczna, które umożliwia określenie konturu glebowego do analizy.
Sposób udostępnienia danych uzyskanych z badań polowych w dodatku i wykorzystania właściwości pobranych z próbek gruntu do określenia masywów gruntu, które mają być przedmiotem zainteresowania, został omówiony w artykule z bazy wiedzy „Creation of Soil Body from Soil Samples in RFEM 6”. W tym artykule omówiono natomiast procedurę obliczania osiadań i parcia gruntu dla budynku żelbetowego.
Konstrukcje murowe można modelować i analizować w programie RFEM 6 za pomocą rozszerzenia Projektowanie konstrukcji murowych, który wykorzystuje do obliczeń metodę elementów skończonych. Zakładając, że w programie zaimplementowano nieliniowy model materiałowy, można modelować złożone konstrukcje murowe oraz przeprowadzać analizę statyczną i dynamiczną, aby przedstawić nośność konstrukcji murowej oraz różne mechanizmy uszkodzenia. Istnieje możliwość wprowadzania i modelowania konstrukcji murowych bezpośrednio w programie RFEM 6 oraz łączenia modelu materiałowego muru ze wszystkimi popularnymi rozszerzeniami dla programu RFEM. Umożliwia to projektowanie całych modeli budynków w połączeniu z murem.
Jakość analizy statyczno-wytrzymałościowej budynków jest dużo lepsza, gdy można uwzględnić warunki gruntowe w sposób możliwie najbardziej realistyczny. W programie RFEM 6 można realistycznie określić kontur glebowy do analizy za pomocą rozszerzenia Analiza geotechniczna. Ten dodatek można aktywować w danych bazowych modelu, jak pokazano na rysunku 01.
Model budynku jest jednym ze specjalnych rozszerzeń w programie RFEM 6. Jest to przydatne narzędzie do modelowania, za pomocą którego można łatwo tworzyć kondygnacje budynków i nimi manipulować. Model budynku można aktywować na początku procesu modelowania lub po jego zakończeniu.
Wszystkie budynki to konstrukcje wystawione na działanie wiatru. Przepływ powietrza wokół nich wywołuje określone obciążenia na powierzchniach zewnętrznych, które są wykorzystywane w analizie statyczno-wytrzymałościowej.
Do budynków często dostawiane są kolejne części. Jeżeli poszczególne połacie dachu nie znajdują się na tej samej wysokości (a różnica jest większa niż 0,5 m), należy to dodatkowo uwzględnić podczas definiowania obciążeń śniegiem.
Modelowanie informacji o budynku pojawia się na pierwszych stronach gazet w projektowaniu budynków. Podczas gdy niektórzy inżynierowie używają tylko metod BIM do planowania, inni zajmują się tym tematem po raz pierwszy lub rzadko mają na to czas w swojej codziennej pracy. Jednak jeden temat wydaje się najważniejszy w inżynierii konstrukcyjnej: Jakie korzyści mogą odnieść inżynierowie budowlani z BIM?
Praca licencjacka Daniela Dlubala koncentruje się na przedstawieniu i podkreśleniu szans, zalet i możliwości BIM w analizie statyczno-wytrzymałościowej budynków. Dabei werden die für den Statiker essentiellen Informationen einer Tragwerksberechnung aufgezeigt und gleichsam der Datenaustausch von CAD- zu Statikprogrammen ausführlich erklärt.
Jeżeli obciążenie wiatrem budynków lub konstrukcji oblicza się stosując jednocześnie współczynniki ciśnienia po nawietrznych i zawietrznych stronach budynku, korelacja ciśnienia wiatru w strefach D i E powierzchni ścian może zostać uwzględniona.
W przeciwieństwie do śniegu, wiatr jest jedynym obciążeniem klimatycznym oddziałującym na każdy typ konstrukcji w każdym kraju na świecie. Prędkość wiatru zależy od położenia geograficznego budynku. Obecnie jest to jeden z głównych powodów, dla których konieczne jest wprowadzenie podziału regionalnego (strefa wiatrowa) i uwzględnienie wysokości określonej w oficjalnych normach; należy również uwzględnić zmienność ciśnienia dynamicznego w zależności od wysokości nad gruntem w „normalnym” miejscu, w którym nie występuje efekt maskowania.
Coraz szersze zastosowanie metody BIM w planowaniu budynków otwiera nowe możliwości przed inżynierami budownictwa. Po utworzeniu obszernego modelu 3D budynku można nadal wykorzystywać go do analizy statyczno-wytrzymałościowej i uzyskać maksymalne korzyści. Jednak w tym artykule opisano również nowe wyzwania dla inżynierów konstrukcyjnych i wykorzystywanego oprogramowania.
Aby parametry budynków specjalnych zostały zmodyfikowane zgodnie z wymaganiami normy, można utworzyć nowe załączniki krajowe z już istniejącego. Dazu kann eine Kopie des gewünschten Nationalen Anhangs angelegt werden und die Parameter den Erfordernissen angepasst werden.