Cubierta de membrana con simulación de viento

Cada día, miles de ingenieros estructurales diseñan componentes estructurales utilizando fórmulas de comprobación de diseño que incluyen la carga crítica de pandeo. Pero, ¿de dónde vienen estas fórmulas antiguas que Leonard Euler estableció hace más de 200 años y que forman la base de los tres conceptos de diseño en la construcción de acero?

Este artículo se centra en los aspectos específicos del diseño de estructuras de con membranas que tienen requisitos específicos, como la búsqueda de forma y la generación de patrones de corte. Una parte integral del diseño de estas estructuras es el proceso de encontrar formas pretensadas adecuadas y generar patrones de corte. El texto describe brevemente dos procesos básicos en el diseño de estructuras con membranas. Se explican los principios físicos y se ilustran las tesis individuales con ejemplos.

RWIND 2 es un programa para generar cargas de viento basado en CFD (Dinámica de Fluidos Computacional). La simulación numérica del flujo de viento se genera alrededor de cualquier edificio, incluyendo tipos de geometría irregulares o únicas, para determinar las cargas de viento en superficies y elementos. RWIND 2 puede integrarse con RFEM/RSTAB para el análisis estructural y diseño o como una aplicación independiente.

El tipo de carga de agua estancada permite simular acciones de lluvia en superficies curvas múltiples, considerando los desplazamientos según el análisis de grandes deformaciones.

Este proceso numérico de lluvia examina la geometría de la superficie asignada y determina qué porciones de lluvia se drenan y qué porciones de lluvia se acumulan en charcos (bolsas de agua) en la superficie. El tamaño del charco da como resultado una carga vertical correspondiente para el análisis estático.

Por ejemplo, puede usar esta función en el análisis de geometrías de cubiertas de membrana planas aproximadas sometidas a cargas de lluvia.

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RF-ZUSCHNITT se activa inicialmente en el registro de opciones en los datos básicos de cualquier posición de RFEM. Esta activación provoca que en la rama de datos del modelo se represente un nuevo objeto llamado "Patrón de corte". Si la división de las superficies de la membrana en la posición base para el corte es demasiado grande, la superficie puede dividirse en franjas correspondientes a través de líneas de corte (líneas con el tipo "Corte mediante dos líneas" o "Corte mediante superficie de corte").

Posteriormente, se define un conjunto de entrada propio para cada patrón de corte mediante el objeto "Patrón de corte". En este conjunto de entrada se configuran las líneas límite, la compensación y las adiciones de borde.

Pasos de trabajo:

• Creación de líneas de corte
• Creación de patrón mediante la selección de líneas límite o mediante generación semi-automática
• Elección libre de la orientación de hilos de urdimbre y trama mediante entrada angular
• Aplicación de valores de compensación
• Definición opcional de diferentes compensaciones para las líneas límite
• Diferentes adiciones (costura, línea de borde)
• Representación preliminar del patrón de corte en la ventana gráfica lateral sin iniciar el cálculo principal no lineal

El cálculo no lineal adopta la geometría real de malla de los componentes planos, doblados, de curvatura simple o doble, a partir del conjunto de patrones de corte seleccionado y nivel este componente de área minimizando la energía de distorsión bajo la suposición de un comportamiento de material definido.

De manera simplificada, este método intenta comprimir la geometría de la malla en una prensa asumiendo un contacto sin fricción y busca el estado en el cual las tensiones resultantes de nivelar el componente están equilibradas en el plano. En esta disposición, se consigue un mínimo de energía y un óptimo en precisión del corte. Se consideran compensaciones para los hilos de urdimbre y trama, así como compensaciones para las líneas de límite. Luego, se aplican las tolerancias definidas en las líneas de límite a la geometría de área plana resultante.

Características:

• Minimización de la energía de distorsión en el proceso de nivelación para cortes muy precisos
• Aplicación para casi todas las disposiciones de malla
• Detección de las definiciones de patrones de corte vecinos para mantener longitudes iguales
• Aplicación de la mallado del cálculo principal