Perguntas mais frequentes (FAQ) - Área: Estruturas de membranas e têxteis

A deformação de estruturas sensíveis ao vento pode alterar significativamente as características aerodinâmicas. As formas deformadas geralmente têm mais irregularidades de superfície, o que aumenta o arrasto. O fluxo de ar sobre um objeto é mais suave em superfícies regulares, enquanto que as formas deformadas ou irregulares têm a tendência de interromper o fluxo de ar e criar turbulências.

Para a apresentação da atual função, foi considerada uma superfícies de estrutura de membrana tracionada como caso de estudo. A forma original após a análise form-finding no RFEM 6 é apresentada na Figura 01.

A forma original pode ser transferida para o RWIND para a simulação de vento, conforme apresentado na Figura 02.

Após a simulação CFD, a forma deformada sob a carga de vento é obtida na Figura 03.

Ao considerar a condição inicial (Figura 04), é possível transferir a forma deformada do caso de carga anterior como estado inicial para o caso de carga correspondente no RWIND (Figura 05).

A mensagem sobre triângulos sobrepostos pode ter diversas razões. Geralmente, pode dar-se o caso de os objetos dos modelos estruturais se cruzarem ou se intercetarem na realidade. Esta mensagem não é crítica na maior parte das vezes, mas pode aparecer especialmente no caso de estruturas de membrana.

A razão mais comum para utilizar superfícies de membrana finas é considerar a espessura da superfície na simulação de vento na configuração da malha.

Assim sendo, a solução mais rápida consiste em desativar esta função para superfícies finas, o que provavelmente terá apenas um efeito secundário nas cargas de vento determinadas.

Se a mensagem persistir, pode analisar o modelo no ParaView para encontrar as posições e otimizá-las, se necessário.

Para isso, pode verificar o modelo no RWIND e exportar os dados do modelo para avaliar o ficheiro no ParaView.

O ParaView permite uma identificação rápida dos elementos.

Para o cálculo e dimensionamento de estruturas temporárias, tais como, carrosséis, montanhas-russas, palcos ou tribunas, tanto o RFEM como o RSTAB são ideais. Für beide Basisprogramme sind Add-Ons verfügbar, mit denen Sie Stahl-, Aluminium- und Leichttragwerke nach verschiedenen Normen bemessen können. Wenn Sie auch Membran- und Seilkonstruktionen untersuchen möchten, ist RFEM Ihr Mittel der Wahl.

Programas principais RFEM ou RSTAB

Mit den Basisprogrammen RFEM oder RSTAB wird das Modell mit seinen Eigenschaften und den Einwirkungen definiert. RFEM erweist sich dabei als die vielfältigere Variante, da neben reinen Stabtragwerken auch Konstruktionen mit flächigen Komponenten wie Membranen untersucht werden können.

Normas disponíveis

Für die Bemessung von Stab- und Seilkonstruktionen aus Stahl stehen folgende Normen zur Verfügung:

• EN 1993 (Eurocode 3)
• BS 5950 (britische Norm)
• AISC 360 (US-Norm)
• SIA 263 (Schweizer Norm)
• IS 800 (indische Norm)
• GB 50017 (chinesische Norm)
• CSA S16 (kanadische Norm)
• AS 4100 (australische Norm)
• NBR 8800 (brasilianische Norm)
• SP 16.13330 (russische Norm)

Aluminiumtragwerke lassen sich nach diesen Normen bemessen:

• EN 1999 (Eurocode 9)
• ADM (US-Norm)
• GB 50429 (chinesische Norm)

Add-Ons für Berechnung und Bemessung

Bemessungs-Add-Ons ergänzen die Funktionalität der Basisprogramme. Mit den Add-Ons Stahlbemessung und Aluminiumbemessung können Sie die Tragfähigkeits-, Stabilitäts- und Gebrauchstauglichkeitsnachweise nach den oben angegebenen Normen führen.

Bei Membran- und Seilkonstruktionen erleichtert Ihnen das Add-On Formfindung die Aufgabe, die Form normalkraftbelasteter Stab- und Flächenmodelle zu ermitteln. Mit dem Programm RWIND wiederum können Sie Simulationen im digitalen Windkanal für komplexe Strukturen durchführen und die generierten Windlasten nach RFEM übergeben.

CálculoDinâmico

Falls Erdbebenberechnungen oder Schwingungsuntersuchungen notwendig sind, stehen mit den Add-Ons für Dynamische Analysen geeignete Werkzeuge zur Verfügung, um Eigenfrequenzen und -formen zu ermitteln oder äußere Erregungen zu untersuchen.

Bei Fragen zu den Dlubal-Lösungen für Fliegende Bauten steht Ihnen unser Vertriebsteam gerne Rede und Antwort.

• Contactar equipa de vendas

Para o programa de cálculo estrutural de elementos finitos RFEM, o módulo Form-finding permite a determinação de formas de estruturas de membranas e de tecidos antes do cálculo efetivo.

Wenn Sie die Trag- oder Unterkonstruktion in RFEM modelliert und die Membranflächen definiert haben, können Sie das Gesamtmodell nach der Theorie der großen Verformungen (Theorie III. Ordnung) untersuchen.

Programme und Add-Ons

Mit dem Basisprogramm RFEM definieren Sie das Modell mit seinen Eigenschaften und den Einwirkungen.

Das Add-On Formfindung ermöglicht es, die Form normalkraftbelasteter Stab- und Flächenmodellen zu ermitteln.

Mit dem Programm RWIND können Sie Simulationen im digitalen Windkanal für komplexe Strukturen durchführen und die generierten Windlasten nach RFEM übergeben.

Die Tragkonstruktion können Sie – ja nach Ausführung – mit den Bemessungs-Add-Ons Stahlbemessung oder Aluminiumbemessung nachweisen.

Sollten Erdbebenberechnungen oder Schwingungsuntersuchungen erforderlich sein, so stehen mit den Add-Ons für Dynamische Analysen geeignete Werkzeuge zur Verfügung.

Bei Fragen zu den Dlubal-Lösungen für Membran- und Textilkonstruktionen steht Ihnen unser Vertriebsteam gerne Rede und Antwort.

• Contactar equipa de vendas

Tanto o RFEM como o RSTAB são ideais para a modelação e análise de estruturas de cabos e treliças, incluindo subestruturas. Dabei können Sie entscheiden, ob eine Vorspannung der Seile berücksichtigt werden soll.

Programas principais RFEM ou RSTAB

Mit den Basisprogrammen RFEM oder RSTAB wird das Modell mit seinen Eigenschaften und den Einwirkungen definiert. Neben räumlichen Seilnetzkonstruktionen können Sie mit RFEM auch Platten-, Scheiben- und Schalentragwerke modellieren. Damit erweist sich RFEM als die vielfältigere Variante.

Add-Ons für Seilkonstruktionen

Verschiedene Add-Ons ergänzen die Funktionalität der Basisprogramme. Mit den Bemessungs-Add-Ons Stahlbemessung und Aluminiumbemessung können Sie die Tragfähigkeits-, Stabilitäts-, und Gebrauchstauglichkeitsnachweise nach verschiedenen Normen führen.

Das Analyse-Add-On Formfindung für RFEM bietet die Möglichkeit, im Vorfeld der Berechnung eine Formfindung für Seil- und Membransysteme durchführen.

Bei Fragen zu den Dlubal-Lösungen für Seilnetzkonstruktionen steht Ihnen unser Vertriebsteam gerne Rede und Antwort.

• Contactar equipa de vendas

1) Na biblioteca de materiais, defina a região como "Tudo" e o tipo de material como "Tecido" no filtro. Selecione qualquer um dos materiais de tecido a partir da lista.

2) Ative a opção "Material definido pelo utilizador" e especifique o nome definido pelo utilizador.

3) No separador Valores do material , revise a espessura, a densidade etc. fictícias. As resistências e o peso base (m_s ) não afetam o cálculo e podem ser desconsiderados.

4) Para especificar o módulo de elasticidade e o módulo de corte em termos de força/área, selecione o separador Ortotrópico linear elástico (superfícies) e introduza os valores nesse separador. Nota: Alterar a espessura no passo 3 afeta os valores introduzidos neste separador.

Para aceder aos materiais e secções definidos pelo utilizador para modelos futuros, pode ser criado um modelo. Isto é apresentado em FAQ 005109 .

Na configuração da análise modal, é possível definir a deformação axial mínima para cabos e membranas para aplicar um pré-esforço inicial aos objetos e assim melhorar a convergência do cálculo. O pré-esforço inicial é aplicado aos objetos de forma simplificada.

Se comparar esta configuração com a carga de superfície do tipo de carga de deformação axial, deve prestar atenção ao facto de as duas abordagens serem diferentes. Com a carga de superfície, é realizado um cálculo de tal forma que o pré-esforço real pode divergir do pré-esforço especificado. O cálculo também tem em consideração outras condições de fronteira, tais como o coeficiente de Poisson do material.

Pode controlar isso facilmente se variar o coeficiente de Poisson do material. Um coeficiente de Poisson diferente de 0 faz com que a deformação na direção x e y da superfície tenha uma ação recíproca, o que faz com que deixe de haver uma tensão/deformação constante sobre toda a superfície.

Se o coeficiente de Poisson for 0, obtém os mesmos resultados.

Provavelmente, isso deve-se às superfícies quadrangulares que criou. No caso de superfícies curvas, não é possível integrar automaticamente os objetos que se encontram na superfície. 

No entanto, é possível integrá-los nas superfícies manualmente. Pode encontrar diversas dicas para o fazer no artigo técnico abaixo.

Sim, pode exportar a geometria aplainada do padrão de corte para um ficheiro DXF. Para exportar os padrões de corte, selecione o formato ASCII na secção de diálogo "Formatos de padrões de corte".

No separador "Padrão de corte", pode verificar e ajustar o número de padrões numa fila e a distância entre os padrões, se necessário.

Uma cobertura de tenda com duas pontas cónicas pode ser modelada no RFEM com o módulo adicional RF-FORM-FINDING. Para o fazer, proceda da seguinte forma:

1. Para cada área cónica, gere uma superfície de membrana separada em torno da linha de fronteira maior.
2. Integre a abertura das pontas cónicas cortadas nas áreas de base.
3. Alinhe os sistemas de eixos das respetivas superfícies da membrana cónica com a linha de centro.
4. Defina o método de determinação da forma "Projeção" para as superfícies da membrana cónica.
5. Apoie suficientemente as bordas da membrana e inicie o processo de form-finding.

Sim, pode fazer isso rapidamente utilizando Ferramentas → Gerar padrões de corte de células.

Esta função permite definir as superfícies que devem ser utilizadas e se devem ser ignoradas linhas.

Em seguida, pode efetuar outras configurações aos padrões de corte gerados. Os padrões de corte podem ser selecionados no navegador de projetos assim como graficamente.

O RF-FORM-FINDING apresenta esta mensagem porque não é possível encontrar uma forma estável para a estrutura de cabos e membranas.

No caso de uma estrutura constituída por cabos externos (principais) e cabos internos, é recomendado especificar uma força de cabo dentro dos parâmetros de cabo para o Form-Finding. A força nos cabos principais externos deve ser superior à dos cabos internos.

Exemplo

Força média no cabo:

• Cabos principais: 20 kN
• Cabos internos: 5 kN

A configuração pode ser efetuada na caixa de diálogo "Editar parâmetros do tipo de barra "Cabo", ver Figura 01.

Provavelmente isso deve-se ao tamanho dos elementos de EF que definiu.

Para uma malha de EF grossa de, aproximadamente, 1 m, a forma parece quadrada.

Para uma malha de EF fina de, aproximadamente, 0,1 m, a forma já parece mais suave.

Visto que para uma malha é necessário que vários segmentos de cabo sejam modelados num padrão tipo grelha, os cabos não são uma barra contínua. Isto não é o ideal para o módulo RF-FORM-FINDING, porque as propriedades de pré-esforço do cabo, tais como flecha, comprimento ou força nominal, são melhor aplicadas a um segmento de cabo individual. O programa não pode simplesmente aplicar estas configurações a um cabo que está dividido em vários segmentos ao longo do seu comprimento.

A melhor forma de modelar a malha no RFEM é através da utilização de um elemento de superfície. As propriedades do material e da rigidez da superfície correspondem às propriedades da malha especificadas pelo fabricante. O RF-FORM-FINDING poderá depois ser aplicado ao elemento de superfície como uma força de pré-esforço ou tensão.

Sim, os dados estão disponíveis gratuitamente. Utilize a seguinte opção de download para carregar as apresentações e os modelos finalizados dos moderadores.

Em princípio, o cálculo com o RF-FORM-FINDING tem os mesmos requisitos que o cálculo sem este módulo adicional, pelo que os critérios para instabilidades gerais devem ser verificados (ver "Ligações").

No entanto, ocorrem frequentemente problemas com o RF-FORM‑FINDING porque o processo de form-finding foi ativado para elementos a mais. Portanto, deve-se verificar se os elementos corretos (necessários) foram ativados (ver Figura 01).

No exemplo a seguir na Figura 02, a determinação da forma foi ativada para todas as barras horizontais. Isso resulta no erro "A matriz de rigidez é singular!" (ver Figura 03). Se desativar as barras de viga, o cálculo é bem-sucedido (ver Figura 04).

Diese Information erhalten Sie im Ergebnisse-Navigator bei den Stäben (siehe Bild 01). Dort werden die Stablängen bezogen auf das belastete System und das unbelastete System ausgegeben. Aus der Formfindung unter Berücksichtigung der Vorspannungen erhält man die "Belastete Länge"

Die Rückrechnung auf die "Unbelastete Länge" kann händisch mithilfe des hookeschen Gesetzes erfolgen:

lunstressed=lstressed−Δl𝜎=E⋅𝜀FA=E⋅ΔllΔl=F⋅lE⋅Alunstressed=lstressed−F⋅lstressedE⋅A=lstressed⋅(1−FE⋅A)