Este artigo foca-se nas particularidades do dimensionamento de estruturas de membranas que têm requisitos específicos, tais como a determinação da forma e a geração de padrões de corte. Uma parte integral do dimensionamento destas estruturas é o processo de encontrar formas pré-esforçadas adequadas e gerar padrões de corte. O texto descreve resumidamente dois processos básicos no dimensionamento de estruturas de membrana. O objetivo é ilustrar a natureza física e demonstrar as instruções individuais com exemplos.
O cumprimento das normas de construção, tais como o Eurocódigo, é essencial para garantir a segurança, a integridade estrutural e a sustentabilidade dos edifícios e estruturas. A dinâmica de fluidos computacional (CFD) desempenha um papel vital neste processo, simulando o comportamento de fluidos, otimizando dimensionamentos e ajudando arquitetos e engenheiros a cumprir os requisitos do Eurocódigo relacionados com análise de carga de vento, ventilação natural, segurança contra incêndio e eficiência energética. Ao integrar o CFD no processo de dimensionamento, os profissionais podem criar edifícios mais seguros, eficientes e em conformidade com os mais altos padrões de construção e dimensionamento na Europa.
Na dinâmica dos fluidos computacional (CFD), é possível modelar superfícies complexas que não são completamente sólidas utilizando um meio poroso e permeável. No mundo atual, são exemplos disso estruturas de tecido de quebra-ventos, malhas de arame, fachadas e revestimentos perfurados, grelhas de grelha, barragens de tubos (pilhas de cilindros horizontais) etc.
Os corta-ventos são tipos especiais de estruturas de tecido que protegem o meio ambiente contra partículas químicas nocivas, diminuem a erosão eólica e ajudam a manter fontes valiosas. O RFEM e o RWIND são utilizados para a análise estrutura-vento como uma interação fluido-estrutura (FSI) unidirecional. Este artigo demonstra como dimensionar estruturas corta-vento com o RFEM e o RWIND.
O RWIND 2 é um programa para a geração de cargas de vento com base em CFD (Computational Fluid Dynamics). A simulação numérica de fluxos de vento é gerada em torno de edifícios de qualquer tipo, inclusive os de geometria irregular ou única, para determinar as cargas de vento em superfícies e barras. O RWIND 2 pode ser integrado no RFEM/RSTAB para cálculos estruturais ou como aplicação autónoma.
Este artigo mostra como gerir os dados de entrada para as configurações de dimensionamento de barras e superfícies no módulo Análise tensão-deformação.
O RWIND 2 é um programa para a geração de cargas de vento com base em CFD (Computational Fluid Dynamics). A simulação numérica do fluxo de vento é gerada em torno de qualquer edifício, incluindo tipos de geometria irregulares ou únicos, para determinar as cargas de vento em superfícies e barras. O RWIND 2 pode ser integrado no RFEM/RSTAB para a análise e dimensionamento estrutural ou como uma aplicação autónoma.
No RFEM 6 é possível guardar objetos selecionados (assim como estruturas completas) como blocos e utilizá-los novamente noutros modelos. Existem três tipos de blocos: Sem parâmetros, com parâmetros e blocos dinâmicos (em JavaScript). Este artigo apresenta o primeiro tipo de blocos (sem parâmetros).
O RFEM 6 inclui o módulo Form-finding para determinar as formas de equilíbrio de modelos de superfície sujeitos a tração e de barras sujeitas a forças axiais. Este módulo pode ser ativado nos dados gerais do modelo e pode ser utilizado para encontrar a posição geométrica onde o pré-esforço de estruturas leves está em equilíbrio com as condições de fronteira existentes.
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.
Em teoria, um gás ideal é constituído por partículas de massa a moverem-se livremente sem extensões num volume. Neste espaço cada partícula está em movimento. Der Stoß eines Teilchens an ein anderes Teilchen oder die Volumenbegrenzungen führt zu einer Ablenkung und Veränderung der Geschwindigkeit der Beteiligten.
As estruturas de cabos e de membranas tensionadas são consideradas estruturas de edifícios muito esbeltas e estéticas. 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.
O módulo adicional RF-FORM-FINDING determina formas de equilíbrio de elementos de membranas e cabos no 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).
O processo de form-finding no RF-FORM-FINDING desloca os nós de canto dos elementos de EF de uma superfície de membrana no espaço até que a tensão de superfície definida esteja em equilíbrio com as condições de fronteira. 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 o processo de form-finding, o módulo de deslizamento de uma subestrutura também é considerado ao procurar o estado de equilíbrio. Große Durchbiegungen von stützenden Fachwerkträgern oder die reine Biegeverformung von Randträgern können bei der Ermittlung der Membranform berücksichtig werden.
O processo de form-finding no RFEM procura um estado de equilíbrio onde o pré-esforço definido das membranas e as alterações de pré-esforço ou comprimento dos elementos de cabo com reações de fronteira estejam em equilíbrio. Hierbei gibt das Programm die Möglichkeit, einen isotropen oder einen orthotropen Vorspannungszustand für die Membranen zu definieren.
No RFEM existe uma interface baseada em ficheiros e uma interface DXF direta. 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).
O módulo adicional RF-FORM-FINDING pode ser ativado na janela "Editar modelo – dados gerais", separador "Opções". 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.