MODELLAZIONE STRUTTURALE

VERIFICA DI STRUTTURE TEMPORANEE

Di seguito il modello di una copertura realizzata in alluminio e vetro studiata con il software SAP2000 v20.0.0

SOGEMI: Struttura utilizzata per il rimessaggio di imbarcazioni. Formata interamente da aste d’acciaio zincate di sezione 40x40x2.5. La copertura è realizzata con una trave reticolare, inclinata in modo da formare un arco a tutto sesto, Su ogni lato la struttura presenta un sistema di tirantatura esterna con trefoli da 6mm. Sui lati lunghi, per ogni lato, sono presenti 10+10 cavi; mentre sulle facciate frontali 4+4 cavi disposti come in figura. L’altezza totale della struttura è di 8,50m ed ha un ingombro in pianta di 9,00m per 24,00m. La luce netta interna è di 8,00m per un’altezza netta di 8,00m. L’imposta della copertura si trova a quota 4,00m. 

BOMA: Struttura sarà utilizzata per il rimessaggio di imbarcazioni. Formata interamente da aste d’acciaio zincate di sezione 40x40x2.5. La copertura è realizzata con una trave reticolare, inclinata in modo da formare un arco a sesto ribassato. Sui lati liberi la struttura presenta un sistema di tirantatura esterna con trefoli da 6mm solidarizzati saldamente a terra. Pertanto per ogni lato, sono presenti 7+7 cavi; mentre sulle facciate frontali 2+2 cavi, da applicarsi solo nel caso la struttura sia chiusa da entrambi i lati da telo in pvc.  L’altezza totale della struttura è di 8,60m ed ha un ingombro in pianta di 13,20m per 18,00m. La luce netta interna è di 12,06m per un’altezza netta di 8,00m. L’imposta della copertura si trova a quota 5,50m. 


           download modello strutturale SOGEMI.dwg



            Relazione Tecnica BOMA


VERIFICA DI UNA COPERTURA IN VETRO E ALLUMINIO
SAP2000 V.20.0.0

Di seguito il modello di una copertura realizzata in alluminio e vetro studiata con il software SAP2000 v20.0.0

In allegato anche la relazione tecnica.

La struttura in alluminio e vetro, oggetto della seguente verifica, è poggiata a ridosso di un telaio in acciaio realizzato con tubolari 100x150x5 S235JR. Si fa l’ipotesi che il suddetto telaio, non oggetto di verifica della seguente relazione, si comporti da struttura sismo-resistente, mentre la struttura vetro-alluminio in copertura è progetta per assolvere al compito di sopportare i carichi normali, derivanti da vento e neve.
Pertanto calcolate le azioni caratteristiche, amplificate dai corrispettivi coefficienti di combinazione, e le resistenze dei materiali; si procede alla verifica allo stato limite ultimo e allo stato limite di esercizio; in accordo con le prescrizioni del NTC08 del telaio in alluminio e delle lastre di vetro.




           Relazione Tecnica



MODELLO SCALA IN CALCESTRUZZO CON ESECUTIVI E RELAZIONI

Di seguito il modello di una scala in c.a. modellata con il programma agli elementi finiti Jasp v5.2.40 (full),


Di seguito riporto il modello strutturale, le relazioni e i disegni in dxf.







MODELLO CIVILE ABITAZIONE IN CALCESTRUZZO
(test jasp 5.1)

Di seguito il modello di una struttura di 5 piani in calcestruzzo armato modellata con il programma agli elementi finiti Jasp v5.1 (full),
Il presente modello è gi stato analizzato in SAP200 qui

Il fabbricato è situato in Abruzzo località "Villamagna (CH)", su terreno sabbioso-ghiaioso con caratteristiche meccaniche apprezzabili. La forma è volutamente "particolare" per testare il grado di complessità dell'inserimento degli input all'interno del programma. Test che a mio avviso il software supera a pieni voti.
Gli output non sono stati rielaborati quindi sono gli esecutivi offerti dal programma. La qualità dei disegni è buona, mentre la qualità delle relazioni è straordinaria. Infatti il programma permette la stampa della relazione di calcolo riportando tutte le informazioni di interesse strutturale in modo ordinato e nelle ultime pagine viene riportato un pratico resoconto sulle verifiche, utile per effettuare un "check" finale. Il programma esegue anche la relazione geotecnica riportando tutte le verifiche effettuate sulle fondazioni (SLU e cedimenti), riportando in fondo il pratico check di controllo. Cosa molto apprezzabile, il software esegue anche la verifica a liquefazione del terreno, quando le caratteristiche geotecniche degli strati manifestano il palesarsi di questa criticità. In ultimo il presente software permette la verifica dei solai e ne esegue il disegno delle carpenterie. In questa analisi io ho avuto difficoltà ad assegnare le travate di solaio a causa della geometria del fabbricato, problematica risolta intervenendo manualmente.
Nel mio modello strutturale vi sono delle piccole criticità legate alle concentrazioni di tensione sulle piastre, problematica risolvibile con piccoli accorgimenti sulla geometria. Inoltre non sono garantite tutte le verifiche sulle caratteristiche geometriche delle armature, problematica risolvibile con manipolazioni manuali. Questi interventi non sono stati eseguiti per mettere in evidenza quali fossero i risultati del software e per evidenziare quali sono gli interventi da operare nella fase post calcolo.
Il programma consente tutte le opzioni di modellazione e offre tutte le informazioni necessarie all’ingegnere strutturista permettendone facilmente l’esportazione in formato dxf. Mi riferisco a sollecitazioni, spostamenti, deformazioni modali, domini di interazione ecc. Purtroppo mancano le animazioni modali che a parere mio sono di aiuto per interpretare il comportamento strutturale (allo stato attuale il software fornisce esclusivamente le deformate modali). 

 Concludendo JASP è un ottimo software strutturale di facile interpretazione, rapido nell’analisi, che fornisce validi risultati e valevoli output. In poche parole mette in chiaro tutte le informazioni che l’ingegnere strutturista vuole sapere.

Di seguito riporto il modello strutturale, le relazioni e i disegni in dxf.







MODELLO CIVILE ABITAZIONE IN MURATURA

L'edificio in muratura è stato costruito negli anni 80 (blocchi in calcestruzzo da 40cm per il seminterrato ed il piano terra e forato doppio uni da 25cm per i piani superiori).

Ho modellato la struttura agli elementi finiti sfruttando gli elementi "shell".
Inizialmente ho disegnato il modello su AutoCad 2015 con elementi "3DFACE" e linee.  
Poi ho importato il disegno su SAP200 modellando le linee con elementi frame e le facce 3D con elementi "shell" 
Ho inserito le azioni: statiche e sismiche, nonchè tutte le combinazioni.
Ho eseguito delle "section cut" su tutti gli elementi piani verticali per ottenere le integrazioni delle tensioni sui pannelli murari.





MODELLO PALA EOLICA

Il modello realizzato con SAP2000 v17.0 è stato eseguito con l'obiettivo di dimensionare il fusto della pala:

-la struttura è formata da elementi shell di diverso spessore;
-sono state inserite le masse delle pale concentrate in un punto centrale e la massa della navicella concentrata nella capsula in testa;
-è stata calcolata la pressione del vento ed è stata applicata come carico superficale su una porzione del fusto, mentre  nella direzione diametralmente opposta è stata applicata una depressione;
-é stata applicata anche l'azione sismica, per confrontare le sollecitazioni con l'azione del vento;
-nel modello si calcolano anche le non linearità geometriche eseguendo l'analisi P-delta.

Il modello è stato studiato e realizzato dall' Ing. Giulia Ciacchera.





MODELLO PALAZZO EX-LITTORIO DE L'AQUILA

Espongo il lavoro della mia tesi e metto a disposizione i modelli da me realizzati,
di seguito un breve riassunto sul lavoro svolto.
L'edificio costruito nel 1700 è situato nel centro storico della città de L'Aquila a pochi passi dal Duomo.

La tesi magistrale ha trattato argomenti inerenti le costruzioni in muratura, il titolo è: Modellazione e miglioramento sismico del Palazzo ‘’Ex Oratorio dei Filippini’’ de L'Aquila, attraverso il rinforzo con sistema CAM. (Structural Modeling and seismic retrofit of the building ‘’Ex Oratorio dei Filippini’’ L'Aquila, using the CAM system.).
Lo studio è rivolto principalmente alla modellazione strutturale dell'Ex Palazzo Littorio, Si è realizzato il modello dell'intero edificio con due tecniche differenti: modellazione a telaio equivalente e modellazione con elementi bidimensionali. Si è prestata particolare importanza alla modellazioni delle volte che caratterizzano tutto il piano terra e il piano primo, definendo con accuratezza un solaio piano ortotropo equivalente in termini di rigidezza da inserire nel modello agli elementi finiti. Gli stessi modelli sono stati ricalcolati a valle del progetto del rinforzo con il sistema CAM. Si è eseguita l'analisi dinamica lineare, confrontando i modelli di calcolo allo stato di fatto e a valle del rinforzo. Lo studio si focalizza anche sui comportamenti locali della struttura, definendo i meccanismi di ribaltamento di alcuni maschi murari, e in particolare sulle pareti site in via Cavour e su Via Sassa.




VALUTAZIONE DELLA RIGIDEZZA ASSIALE DI VOLTE IN MURATURA

Di seguito si riportano i modelli di diverse tipologie di volte.
I modelli sono stati realizzati su AutoCad studiando una mesh opportuna e poi sono stati importati su SAP200 v17.0 per ottenerne le sollecitazioni e le reazioni vincolari.
La rigidezza assiale è fortemente dipendente dalle condizioni di vincolo scelte dal progettista, in questa analisi la rigidezza flessionale e tagliante è stata trascurata.



COSTRUZIONE IN ZONA SISMICA 1

Questo edificio è stato modellato con SAP2000 v17.0
Si esegue l'analisi dinamica lineare con spettro di risposta (L'Aquila).
Le eccentricità accidentali sono state calcolate manualmente sfruttando l'analisi statica lineare (file di calcolo qui).





COSTRUZIONE IN ZONA SISMICA 2

Questo edificio è stato modellato con SAP2000 v17.1
Si esegue l'analisi dinamica lineare con spettro di risposta (L'Aquila).
Le eccentricità accidentali sono state calcolate manualmente sfruttando l'analisi statica lineare (file di calcolo qui).

Il modello è stato realizzato da un mio collega.


download modello strutturale.sdb






COSTRUZIONE IN ZONA SISMICA 3

Questo edificio è stato modellato con SAP2000 v17.0
Si esegue l'analisi dinamica lineare con spettro di risposta (L'Aquila).
Le eccentricità accidentali sono state calcolate manualmente sfruttando l'analisi statica lineare (file di calcolo qui).

A differenza delle strutture esposte sopra, l'edificio analizzato è molto regolare

Il modello è stato realizzato dall' Ing. Leonardo Rigazzi


download modello strutturale.sdb





PANNELLO PREFABBRICATO BUCATO

Questo elemento è stato modellato con SAP2000 v15.0

Si esegue l'analisi statica lineare per un pannello prefabbricato dotato di due bucature non centrate. L'elemento è appoggiato su quattro punti: agli estremi e all'intradosso delle bucature.

Il pannello è sollecitato dal peso proprio, dal peso di un pannello superiore e nella direzione normale alla superficie dall'azione del vento  (file di calcolo qui).


download modello strutturale.sdb





PANNELLO PREFABBRICATO 

Questo elemento è stato modellato con SAP2000 v15.0

Si esegue l'analisi statica lineare per un pannello prefabbricato. L'elemento è appoggiato su due punti in semplice appoggio.

Il pannello è sollecitato dal peso proprio, dal peso di un pannello superiore e nella direzione normale alla superficie dall'azione del vento  (file di calcolo qui).


download modello strutturale.sdb





CONFRONTO SOLAIO: PIASTRA ORTOTROPA VS TRAVE

Questo elemento è stato modellato con SAP2000 v15.0

Si esegue l'analisi statica lineare 

Per la verifica si confrontano una trave semplicemente appoggiata lunga 4m, ed un elemento bidimensionale di estensione 4m x 8m, appoggiato sui quattro lati e modellato con elementi “shell”, ossia elementi bidimensionali che descrivono il comportamento di lastra e piastra di Mindlin. La piastra ha la soletta alta 5cm e le nervature di larghezza 12cm con interasse a 50cm, per l’elemento si definisce un passo della mesh di 25cm.

Sulla piastra, ottenuta idealmente dall’unione di 16 travetti, si applica il carico di prova pari a 1 kN/m², distribuito sulla superficie delineata dalla soletta, mentre per la trave si applica un carico lineare pari a 0,5 kN/m, ottenuto dal prodotto del carico superficiale applicato per la piastra per la larghezza della base superiore della sezione di solaio: 50cm.



download modello strutturale.sdb




ELEMENTO SCATOLARE SU SUOLO ELASTICO

Questo elemento è stato modellato con SAP2000 v15.0


Nel file di seguito si propone un confronto tra modelli per lo studio di un elemento scatolare interrato ad una profondità di 2 metri.




download elemento scatolare.sdb




   

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