Die Definition der Formfindungslasten findet über die entsprechenden Objektlasten statt. Sie können Flächenlasten, Stablasten und Volumenlasten definieren.
Die Flächenlasten und Stablasten sind von der Lastart Formfindung. Für die Volumenlasten wählen Sie die Lastart Gas.
Für im Modell geteilte, aber eigentlich zusammenhängende, Objekte gibt es auch Stabsatzlasten, Flächensatzlasten sowie Volumensatzlasten. Das Konzept dieser Lasten entspricht denen der regulären Lasten, sodass diese nicht noch einmal explizit aufgeführt werden.
Stablasten
Stablasten der Lastart Formfindung können geometrisch oder als Kraft definiert werden.
Stablasten - Definitionstyp geometrisch
Der Definitionstyp Geometrisch ermöglicht die Definition der Form anhand der folgenden Möglichkeiten:
- Länge (Lc)
- Unbelastete Länge (Lmfg)
- Durchhang (S)
- Maximaler vertikaler Durchhang (Smax | Lastrichtung ZL)
- Vertikaler Tiefpunktdurchhang (Slow | Lastrichtung ZL)
Bei allen geometrischen Lasten haben Sie die Möglichkeit diese relativ oder absolut festzulegen. Ein Wechsel zwischen absoluter und relativer Definition kann durch einem Klick auf das Symbol
durchgeführt werden. Die Bezeichnung der Last beinhaltet bei relativer Definition das Kürzel rel.
Für alle geometrischen Lasten kann die Schnittgrößendefinition auf Zug oder Druck festgelegt werden. Hierbei ist zu beachten, dass Seile aufgrund der Definition nur Zug aufnehmen können. Für einen Balkenstab hingegen kann eine Form unter Zug oder auch Druck gefunden werden.
Stablasten - Definitionstyp Kraft
Der Definitionstyp Kraft ermöglicht die Definition der Form anhand der folgenden Möglichkeiten:
- Durchschnittliche Kraft im Stab (Tavg)
- Maximale Kraft im Stab (Tmax)
- Minimale Kraft im Stab (Tmin)
- Horizontale Zugkomponente (Fx)
- Zug am Ende i (Ti | Stabanfang)
- Zug am Ende j (Tj | Stabende)
- Mindestzug am Ende i (Tmin, i | Stabanfang)
- Mindestzug am Ende j (Tmin, j | Stabende)
- Kraftdichte (FD)
Flächenlasten
Flächenlasten können die Formfindungsdefinition Kraft oder Spannung haben. Sie haben die Auswahl zwischen der Standardmethode und der Projektionsmethode . Zusätzlich steht Ihnen in der Standardmethode die Formfindungsdefinition Durchhang zur Verfügung.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass zum Ansatz einer orthotropen Flächenvorspannung das Häkchen bei spezifische Achsen im Dialog Flächen bearbeiten gesetzt werden sollte und die Eingabeparameter der Flächen entsprechend anzupassen sind.
Flächenlast - Standardmethode
Die Standardmethode beschreibt einen Vektor, der sich frei im Raum bis zur Zielposition bewegen kann.
Flächenlast - Durchhang Standardmethode
Mit der Definition des Durchhangs ist es Ihnen möglich, die Auslenkung einer Membran vorzugeben und somit vor allem auch Kissen zu modellieren. Sie geben vor, wie weit die Fläche ausgelenkt werden kann und die zugehörige Kraftdefinition wird automatisch iterativ ermittelt. Sie müssen lediglich ein Verhältnis der Kräfte in nx und ny definieren.
Der Durchhang kann dabei auf die folgenden imaginären Ebenen bezogen werden:
- Basis
- Koordinatensystem
- Fläche
Basis bezieht sich auf die Fläche selbst. Es wird die Basisebene verwendet. Bei einer gekrümmten Fläche sind das in der Regel die gelagerten Ränder.
Koordinatensystem bezieht sich auf ein definiertes Koordinatensystem. Maßgebend ist hier die Z-Achse (bei einem gedrehten Koordinatensystem die W-Achse). Der Durchhang wird als Stichmaß von Fläche zur Achse gemessen.
Der Durchhang kann ebenso mit dem Bezug zu einer anderen Fläche definiert werden.
In dem folgenden Modell sind verschiedene Modellierungen aufgeführt.
Flächenlast - Projektionsmethode
Die Projektionsmethode kann in RFEM 6 orthogonal oder auch radial definiert werden.
Für den Vergleich der orthogonalen und radialen Projektionsmethode folgend eine Modelldatei.
Die Flächenlasten sind wie folgt definiert:
| Nummer | Lastverteilung | Kraftdefinition [kN/m] | Kraftdefinition [kN/m] | Form | Grund |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Orthogonal | nx = 2 | ny = 2 | kreisförmig | gleiche Vorspannung in X und Y |
| 2 | Orthogonal | nx = 2 | ny = 10 | elliptisch | höhere Vorspannung in Y |
| 3 | Orthogonal | nx = 10 | ny = 2 | elliptisch | höhere Vorspannung in X |
| 4 | Radial | nr = 2 | nt = 2 | kreisförmig | gleiche Vorspannung in r und t |
| 5 | Radial | nr = 2 | nt = 10 | kreisförmig, starker Konus | höhere Vorspannung in t |
| 6 | Radial | nr = 10 | nt = 2 | kreisförmig, schwacher Konus | höhere Vorspannung in r |
Flächenlast - orthogonale Projektionsmethode
Die orthogonale Projektionsmethode beschreibt einen partiell im Raum beweglich und auf die globalen XY-Koordinaten fixierten Vektor.
Flächenlast - radiale Projektionsmethode
Die radiale Projektionsmethode beschreibt einen partiell im Raum beweglich und auf die definierten Radialachsen und Tangentialachsen fixierten Vektor.
Für die radiale Projektionsmethode müssen Sie die Achse definieren. Sie können dazu bequem 2 Punkte in Ihrem Modell mit der Schaltfläche
fangen. In der Regel ist das eine senkrechte Achse im Mittelpunkt Ihrer Kegelmembran.
Volumenlasten
Volumenlasten der Lastart Gas können anhand verschiedener Gasverhalten definiert werden.
Volumenlasten - Lastart Gas
Die Lastart Gas ermöglicht die Definition der Form anhand der folgenden Gasverhalten:
- Resultierender Überdruck (po)
- Überdrucksteigerung (Δpo)
- Resultierendes Volumen (V)
- Volumensteigerung (ΔV)
Die Bezeichnungen sind wie folgt definiert:
| Kürzel | Bezeichnung |
|---|---|
| p | Gasdruck |
| pp | Gas-Anfangsdruck (atmosphärischer Druck) |
| po | Gasüberdruck |
| Δpo | Gas-Überdrucksteigerung |
| pa | aktueller Gasdruck (entspricht pp ohne Anfangszustand/ Bauzustand) |
| V | Gasvolumen |
| Va | aktuelles Gasvolumen |
| ΔV | Volumensteigerung |
| T | Gastemperatur |
| Tp | Gas-Anfangstemperatur |
