膜结构找形分析以及裁剪设计

使用 RFEM 计算

结构分析与设计软件 RFEM 可以对膜结构及其承重结构(例如:索)同时进行计算。

膜可以作为一般的曲面也可以按照四边形面建模,四边形面是一般的具有四边的面,它的边界线不是必须位于同一个平面上,这点对于正/负高斯曲面膜结构的建模特别有意义。

软件可以计算的类型有膜和正交各向异性膜,正交各向异性膜类型可以定义在不同方向上的刚度性质,如果使用正交各向异性膜,则可以在膜材纤维方向和横向上定义材料性质。

此外 RFEM 软件还可以对例如连接板、三通管等进行建模、设计以及计算。

索膜结构和壳结构找形

使用附加模块 RF‑FORM‑FINDING 可以对受拉及受压的膜结构、索结构和壳结构等的形状进行找形分析。找形分析根据表面应力(给定的预应力和附加的荷载如:自重、压力等等)与自然的以及几何的边界条件的平衡方程进行计算得出。进行找形分析得出的预变形模型作为初始状态,将在随后的力学分析中应用。

膜结构剪裁设计

模块 RF‑CUTTING‑PATTERN 对膜结构进行剪裁分析设计。在弯曲几何形状上的剪裁边界条件是由边界线和独立的平面或者测地线确定。平滑处理是根据最小能量理论进行。

使用 RSTAB 计算

空间杆件结构分析软件 RSTAB 可以计算索膜结构的基本结构。例如找形和承重结构初步设计可以由 Technet 公司的 Easy 程序完成。模块化程序系统 Easy 程序专门用于膜结构和充气膜结构几何非线性计算。RSTAB 和此轻型承重结构设计软件有着紧密的合作。

Technet 公司的 Easy 程序计算内力和膜的几何尺寸。Dlubal 结构分析软件 RSTAB 导入其结果后再完成截面的设计和稳定性分析。

由于刚度变化对膜结构承重构件的内力影响巨大,在 RSTAB 中计算优化后的截面将会不断导出给 Easy 程序重新计算。RSTAB 空间杆件结构软件在完成设计后会生成图形和表格形式的力学计算书。

计算索膜结构的其他附加模块

对于索膜结构的静力计算,除了 RFEM 的附加模块 RF-FORM-FINDING 和 RF-CUTTING-PATTERN,还建议用户使用钢结构领域的附加模块。

专题报告 | 找形分析以及裁剪设计

  1. Figure 01 - Basic Shapes of Membrane Structures [4]

    索膜结构找形分析和裁剪

    本文重点介绍的是索膜结构的设计方面。区别于常规承重结构设计,索膜结构设计有不可缺少的部分,比如找形和生成切割图形。本文接下来就索膜结构设计的这两个主要焦点做简短介绍,阐述索膜结构的物理性质以及举例说明其聚焦主题。

  2. 1 - General Data

    在 RFEM 中找形

    The RF-FORM-FINDING add-on module determines equilibrium shapes of membrane and cable elements in RFEM. In this calculation process, the program searches for such a geometric position in which the surface stress/prestress of membranes and cables is in equilibrium with natural and geometric boundary conditions. This process is called form-finding (hereinafter referred to as FF). The FF calculation can be activated in RFEM globally in the "General Data" of a model, "Options" tab. After selecting the corresponding option, a new load case or a calculation process called RF-FORM FINDING is created in RFEM. An additional FF parameter is available for defining surface stress and prestress when entering cables and membranes. By activating the FF option, the program always starts the form-finding process before the pure structural calculation of internal forces, deformation, eigenvalues, etc., and generates a corresponding prestressed model for further analysis.

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Dlbal 网络课堂:Form-Finding and Cutting Patterns of Membrane Structures in RFEM

我用过的最好的软件之一

“RFEM 是我迄今为止用过的最好的软件之一。实际工程中我用过了很多其他软件例如 RISA、STAAD、ETABS、Visual Analysis 等。在悬索结构和膜结构中我尝试了例如 NDN、Forten 等一系列软件。可以毫不夸张的说,如果当工程师使用和体验了一次 RFEM 的用户界面,那么将不会再使用其他软件。并且 RFEM 在设计和计算一般常用的结构时也会相对其他软件显得更加容易。”

TensiNet

Dlubal Software 现在是 TensiNet Association 成员。

RFEM 主程序 RFEM
RFEM 5.xx

主程序

结构设计与有限元­分析软件(FEA)可以用于建立平面与空间结构模型,适用于由杆件、面、板、墙、折板、膜、壳、实体以及接触单元等的建模与分析计算。

RSTAB 主程序
RSTAB 8.xx

主程序

空间结构设计与分析软件,主要用于框架、梁与桁架等空间结构的建模与计算。可以输出内力、变形与制作反力的线性与非线性的计算结果。

RFEM 张拉膜结构
RF-FORM-FINDING 5.xx

附加模块

索膜结构找形分析

RFEM 张拉膜结构
RF-CUTTING-PATTERN 5.xx

附加模块

张拉膜结构剪裁设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL 5.xx

附加模块

面和杆件的应力分析

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL EC3 5.xx

附加模块

按照 Eurocode 3 的钢结构杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL Warping Torsion 5.xx

RF-STEEL EC3 扩展模块

弯扭屈曲验算按照二阶效应理论和 7 个自由度进行计算

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL Plasticity 5.xx

RF-STEEL EC3 扩展模块

截面塑性设计按照部分内力法 (PIFM) 和单纯形方法计算

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL AISC 5.xx

附加模块

按照 ANSI/AISC 360(美国规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL SIA 5.xx

附加模块

按照 SIA 263(瑞士规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL IS 5.xx

附加模块

按照 IS 800:2007(印度规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL BS 5.xx

附加模块

按照 BS 5950-1:2000(英国规范)或者 BS EN 1993-1-1(EC 3:英国国家附录)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL GB 5.xx

附加模块

按照 GB 50017-2003(中国规范)的钢结构杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL CSA 5.xx

附加模块

按照 CSA S16-09(加拿大规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL AS 5.xx

附加模块

按照 AS 4100-1998(澳大利亚规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL NTC-DF 5.xx

附加模块

按照 NTC-DF 2004(墨西哥规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL SP 5.xx

附加模块

按照 SP 16.13330.2011(俄罗斯规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL SANS 5.xx

附加模块

按照 SANS 10162-1:2011(南非规范)的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL NBR 5.xx

附加模块

按照巴西规范 ABNT NBR 8800:2008 的钢杆件设计

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL HK 5.xx

附加模块

钢杆件设计按照钢结构规范 2011 (香港屋宇署)

RFEM 钢结构和铝合金结构
RF-STEEL Fatigue Members 5.xx

附加模块

按照 EN 1993-1-9 的杆件和多杆件的疲劳验算