Алгоритмы для расчета мембранных конструкций

Канатные и мембранные элементы считаются очень тонкими и эстетичными конструкциями. Отчасти очень сложные формы с двойной кривизной можно найти с помощью подходящих алгоритмов поиска формы. Одним из возможных решений является поиск формы через равновесие между поверхностным напряжением (заданное предварительное напряжение и дополнительные нагрузки, например, собственный вес, давление и т.д.) и заданными граничными условиями.

Дополнительный модуль RF-FORM-FINDING позволяет определить равновесные формы мембранных и вантовых элементов в программе 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). Die FF-Berechnung wird in RFEM global in den "Basisangaben" eines Modells im Register "Optionen" aktiviert. Nach Aktivierung werden in RFEM ein Lastfall beziehungsweise ein Berechnungsprozess mit dem Namen RF-FORMFINDUNG angelegt und für die Seil- und Membraneingabe zusätzlich FF-Parameter zur Definition der Oberflächenspannung und Vorspannung freigeschaltet. Die Aktivierung der FF-Option bedeutet für das Programm, dass vor der reinen strukturellen Berechnung der Schnittgrößen, Verformung, Eigenwerte etc. immer zuerst der Formfindungsprozess gestartet und für die Folgeberechnung ein entsprechend vorgespanntes Modell vorgegeben wird.

В программе RFEM предлагается возможность соединить поверхности с жесткостью типа «Мембрана» или «Мембранно-ортотропная» с моделями материала «Изотропная нелинейная упругая 2D/3D» и «Изотропная пластическая 2D/3D» (дополнительный модуль Требуется модуль RF-MAT NL ).

что позволяет моделировать нелинейные свойства материала при растяжении, например, для ETFE-плёнок.

Тип нагрузки «Затопление» позволяет моделировать воздействие дождя на поверхности с несколькими кривизнами, учитывая перемещения в соответствии с анализом больших деформаций.

Этот численный процесс дождя анализирует заданную геометрию поверхности и определяет, какие компоненты дождя стекают, а какие собираются в лужи (водяные карманы) на поверхности. По размеру зоны определяется соответствующая вертикальная нагрузка для расчёта конструкции.

Например, вы можете использовать эту функцию при расчёте приблизительно горизонтальной геометрии мембранных кровель, подверженных ливневым нагрузкам.

K пояснительному видео

По сравнению с дополнительным модулем RF-FORM-FINDING (RFEM 5) в программах:\} были добавлены следующие новые функции:

• Задание всех граничных условий нагрузок для поиска формы в одном загружении
• Сохранение результатов поиска формы в качестве исходного состояния для дальнейшего анализа модели
• Автоматическое придание начального состояния для поиска формы с помощью мастеров комбинаторики ко всем ситуациям нагрузок в расчётной ситуации
• Дополнительные геометрические граничные условия поиска формы для стержней (длина без нагрузки, максимальный вертикальный прогиб, вертикальный прогиб в нижней точке)
• Дополнительные граничные условия определяющей форму нагрузки для стержней (максимальная сила в стержне, минимальная сила в стержне, горизонтальная составляющая растяжения, растяжение на конце i, растяжение на конце j, минимальное растяжение на конце i, минимальное растяжение на конце j)
• Тип материала «Ткань» и «Пленка» в базе данных материалов
• Параллельные поиски формы в одной модели
• Моделирование последовательных состояний поиска формы в увязке с аддоном Расчёт стадий строительства (CSA)