Cobertura de membrana com simulação de vento

Este artigo foca-se nas particularidades do dimensionamento de estruturas de membranas que têm requisitos específicos, tais como a determinação da forma e a geração de padrões de corte. Uma parte integral do dimensionamento destas estruturas é o processo de encontrar formas pré-esforçadas adequadas e gerar padrões de corte. O texto descreve resumidamente dois processos básicos no dimensionamento de estruturas de membrana. O objetivo é ilustrar a natureza física e demonstrar as instruções individuais com exemplos.

O cumprimento das normas de construção, tais como o Eurocódigo, é essencial para garantir a segurança, a integridade estrutural e a sustentabilidade dos edifícios e estruturas. A dinâmica de fluidos computacional (CFD) desempenha um papel vital neste processo, simulando o comportamento de fluidos, otimizando dimensionamentos e ajudando arquitetos e engenheiros a cumprir os requisitos do Eurocódigo relacionados com análise de carga de vento, ventilação natural, segurança contra incêndio e eficiência energética. Ao integrar o CFD no processo de dimensionamento, os profissionais podem criar edifícios mais seguros, eficientes e em conformidade com os mais altos padrões de construção e dimensionamento na Europa.

Na dinâmica dos fluidos computacional (CFD), é possível modelar superfícies complexas que não são completamente sólidas utilizando um meio poroso e permeável. No mundo atual, são exemplos disso estruturas de tecido de quebra-ventos, malhas de arame, fachadas e revestimentos perfurados, grelhas de grelha, barragens de tubos (pilhas de cilindros horizontais) etc.

Com o tipo de carga Formação de poças, pode considerar a ação da chuva em superfícies com múltiplas curvaturas tendo em consideração os deslocamentos de acordo com a análise de grandes deformações.

Este processo numérico de chuva analisa a geometria da superfície atribuída e determina quais os componentes da chuva que escoam e quais são os que se acumulam em poças (bolsas de água) na superfície. O tamanho da poça resulta numa carga vertical correspondente para a análise estrutural.

Por exemplo, esta função pode ser utilizada para a análise de geometrias de coberturas de membrana aproximadamente horizontais sujeitas a cargas de chuva.

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Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Form-finding para o RFEM 6:

• Especificação de todas as condições de fronteira de carga da determinação da forma num caso de carga
• Armazenamento dos resultados de form-finding como estado inicial para posterior análise do modelo
• Atribuição automática do estado inicial de form-finding através de assistentes de combinação para todas as situações de carga de uma situação de dimensionamento
• Condições de fronteira de geometria da determinação da forma adicionais para barras (comprimento sem tensão, flecha vertical máxima, flecha vertical de ponto baixo)
• Condições de fronteira de carga da determinação da forma adicionais para barras (força máxima na barra, força mínima na barra, componentes de tração horizontal, tração na extremidade i, tração na extremidade j, tração mínima na extremidade i, tração mínima na extremidade j)
• Tipo de material "Tecido" e "Folha" na biblioteca de materiais
• Form-finding paralelos num modelo
• Simulação de estados de form-finding sequenciais em conexão com o módulo Análise das fases de construção (CSA)

Assim que ativa o módulo Form-finding nos dados gerais, um efeito de determinação da forma é atribuído aos casos de carga com a categoria de "Pré-esforço" em conjunto com as cargas de determinação da forma do catálogo de cargas de barras, superfícies e sólidos. Trata-se de um caso de carga de pré-esforço. Este transforma-se numa análise de determinação da forma para o modelo completo com todos os elementos de barras, superfícies e sólidos definidos no mesmo. A determinação da forma dos elementos de barra e membrana relevantes no modelo completo pode ser realizada através de cargas de determinação da forma especiais e definições de carga regulares. Estas cargas de determinação da forma descrevem o estado esperado de deformação ou de força após a determinação da forma nos elementos. As cargas regulares descrevem o carregamento externo do sistema completo.