Jak już opisano w rozdziale Form-finding , sztywność konstrukcji ma wpływ na form-finding.
W programie RFEM 6 w połączeniu z form-finding można stosować stany tymczasowe lub stany konstrukcji. Może to być bardzo pomocne w odwzorowaniu rzeczywistego procesu montażu lub rzeczywistego procesu budowy.
Zasadniczo możliwe są 2 warianty modelowania stanów tymczasowych:
- Zdefiniuj modyfikacje konstrukcyjne
- Uwzględnienie procesu budowlanego z rozszerzeniem (CSA)
Aby porównać oba warianty, jako przykładu posłużyliśmy się membraną podpartą na łuku. Konstrukcja składa się z trzech paneli membranowych i czterech stalowych łuków. Membrany są połączone z bokami dźwigarów i zakotwione w dolnej krawędzi, podczas gdy stalowe łuki są zaciśnięte w podłożu.
W oryginalnym modelu stalowe łuki nie są podtrzymywane przez podpory montażowe. Stalowe łuki poddawane są procesowi form-finding. Reprezentują one elastyczne warunki brzegowe dla powierzchni membrany. Membrany posiadają określone naprężenie wstępne, które muszą wytrzymać belki. Form-finding prowadzi nie tylko do wstępnego naprężenia powierzchni membrany, ale również do odkształcenia kształtu i sił wewnętrznych w sztywnych częściach konstrukcji. Łuki stalowe ulegają odkształceniu pod wpływem obciążenia od membran zgodnie z ich sztywnością.
Na przykład dla każdego panelu membranowego istnieje inne naprężenie wstępne. Dla pierwszego pola określone jest sprężenie izotropowe nx = ny = 1 kN/m, a dla drugiego i trzecie – ortotropowe. W drugim polu zdefiniowano stopień sprężenia nx = 1 kN/m oraz ny = 2 kN/m, natomiast dla trzeciego pola zdefiniowano stopień sprężania nx = 2 kN/m i ny = 1 kN/m .
Dla oryginalnego modelu przypadek obciążenia wstępnego powoduje odkształcenia i siły skrawania dla łuków stalowych:
W celu przedstawienia stanu montażu zmodyfikowany model otrzymuje podpory montażowe pod stalowymi łukami. Są one pokazane w uproszczonej formie jako podpory liniowe.
Zdefiniuj modyfikacje konstrukcyjne
Jak już wspomniano, zmodyfikowany model zawiera podpory liniowe, które podpierają stalowe łuki i działają tylko w przypadku sprężania. Te podpory liniowe są dezaktywowane poprzez modyfikację konstrukcji dla kombinacji obciążeń. Można to z łatwością dodać do kreatora kombinacji obciążeń ]] w celu wygenerowania kombinacji obciążeń.
Podpory liniowe są wtedy aktywne tylko podczas procesu form-finding; nie są one uwzględniane w przypadku innych kombinacji obciążeń (podobnie jak w przypadku usuwania podpór montażowych). Wszystkie obciążenia, które musiały wytrzymać łożyska, aby uzyskać kształt, są następnie przenoszone przez stalowe łuki.
Dla zmodyfikowanego modelu nie występują odkształcenia ani siły skrawania dla łuków stalowych w przypadku obciążenia sprężającego:
W kombinacji obciążeń 1 podpory montażowe zostały usunięte. Ponadto ciężar własny ma wpływ na kształtowanie konstrukcji. Ponieważ tymczasowe podpory są dezaktywowane na tym etapie, belki przejmują wszystkie obciążenia i ulegają deformacji. Odkształcenie belek ma również wpływ na sprężenie w membranach:
Praca z etapami budowy (Dodatkowa analiza etapów budowy (CSA))
Również w tym przypadku zmodyfikowany model zawiera podpory liniowe, które podpierają stalowe łuki i działają tylko w przypadku sprężania. Te podpory liniowe są dezaktywowane na 2 etapie budowy. .
Podpory liniowe są wtedy aktywne tylko podczas formowania (etap budowy 1); nie są one uwzględniane w innych etapach budowy (analogicznie do usunięcia podpór montażowych). Wszystkie obciążenia, które musiały wytrzymać łożyska, aby uzyskać kształt, są następnie przenoszone przez stalowe łuki.
Dla zmodyfikowanego modelu nie występują odkształcenia ani siły skrawania dla łuków stalowych w przypadku obciążenia sprężającego:
Na etapie budowy 2 podpory montażowe są usuwane. Ponadto ciężar własny ma wpływ na kształtowanie konstrukcji. Ponieważ tymczasowe podpory są dezaktywowane na tym etapie, belki przejmują wszystkie obciążenia i ulegają deformacji. Odkształcenie belek ma również wpływ na sprężenie w membranach:
Podsumowanie
Jeżeli podpory montażowe nie zostaną użyte do zamocowanych łuków podczas montażu, ulegną one odkształceniu podczas zaciśnięcia. Odpowiada to procesowi form-finding bez użycia łożysk tymczasowych. Naprężenie występujące po rozciąganiu konstrukcji odpowiada naprężeniu powstałemu w wyniku procesu formowania.
Jeżeli, z drugiej strony, belki są podparte łożyskami montażowymi podczas rozciągania membrany, można to zasymulować w warunkach tymczasowych. Po naprężeniu membrany w podporach montażowych zachodzą reakcje łożyskowe. Po usunięciu łożysk montażowych, stalowe łuki muszą wytrzymać te siły i ulegają deformacji. W rezultacie siły wewnętrzne w membranie ulegają zmianie. Odpowiada to procesowi form-finding, który ma miejsce na konstrukcji podpartej podporami tymczasowymi po uruchomieniu przypadku obciążenia pustego. Ponieważ tymczasowe podpory są dezaktywowane na tym etapie, belki przejmują wszystkie obciążenia i ulegają deformacji. Odkształcenie belek ma również wpływ na wstępne naprężenie membrany. Ta zmiana stanu, spowodowana w programie RFEM dezaktywacją podpór tymczasowych, odpowiada procesowi usuwania podpór montażowych.
Rozszerzenie dla rfem-6 analiza etapów budowy (CSA) oferuje większą elastyczność podczas pracy z modyfikacjami konstrukcji .
