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Il Programma Sap2000
Utilizza un modello di calcolo agli elementi finiti.
Vari tipi di elementi base:
TRUSS: elemento monodimensionale: asta con solo sforzonormale N.
FRAME: elemento monodimensionale: asta con sollecitazioniN, Tx, Ty, Mx, My, Mz.
SHELL: elemento bidimensionale:
piastra (regime di sforzi flettenti), membrana (solo sforzinel piano dellelemento, N, T) o guscio (somma dei due).
ASOLID: solido assialssimetrico in condizioni di caricoassialsimmetriche.
SOLID: elemento tridimensionale, definito da almeno 4 puntinello spazio
NLLINK: elemento utilizzato per modellare nonlinearitpuntuali della struttura, quali smorzatori, isolatori e simili.
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Lelemento FRAME Caratteristiche Generali e possibilit di modellazione
E una generica asta tridimensionale, che include gli effettidi deformazione assiale, taglio, torsione e momento
flettente secondo la teoria elastica della trave prismatica
N
asse 2
asse 1
asse 3
N
T
Tasse 1
asse 3
asse 2
V2
2V
3M
M 3
asse 3
2
asse 2 asse 1
2M
V3
3V
M
E definito da una linea retta che congiunge due punti nodali(joints).
E utilizzato per modellare il comportamento di travi epilastri in strutture piane e tridimensionali:
Telai piani
Strutture reticolari piane
Graticci piani
Telai tridimensionali
Strutture reticolari tridimensionali
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Lelemento Shell Caratteristiche Generali e possibilit di modellazione
Lelemento Shell un elemento bidimensionale che include glieffetti di deformazione assiale, taglio, torsione e momentoflettente in strutture piane e tridimensionali e raggruppa tre tipidi comportamento:
j
j
j
j
Shell: tiene conto di tutte le
componenti di rigidezza;
Membrane: tiene conto di una
rigidezza translazionale nel piano
dellelemento ed una rigidezzarotazionale nella direzione
ortogonale al piano;
Plate: tiene conto di una rigidezza
rotazionale bidirezionale fuori dal
piano e di una rigidezza
traslazionale nella direzione
ortogonale al piano dellelemento.
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Definizione del modello di calcolo
Realizzazione di un modello che definisca numericamente lageometria, le propriet, le condizioni di carico e i parametri dianalisi per la struttura.
I passi da seguire sono:
Scelta del tipo di elemento e discretizzazione della struttura:
in base alle caratteristiche geometriche ed alle sollecitazioni
prevalenti.
La scelta del tipo di elemento strettamente legata alla fase
di discretizzazione.
Individuazione dei punti nodali (joints) che definiscono la
geometria e la collocazione nello spazio della struttura.
Definizione delle caratteristiche dei materiali utilizzati.
Definizione delle condizioni di vincolo.
Definizione delle condizioni e delle combinazioni di carico.
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Definizione delle coordinate nodali
Utilizzo di modelli geometrici preordinati per strutture
standard.
Per linserimento dei dati geometrici riguardanti la struttura il programma Sap offre diverse alternative:
Utilizzo di file grafici redatti con programmi specifici in
formato .dxf.
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Passo 1: scelta del modello
Definizione delle coordinate nodaliUtilizzo di un template
Passo 2: dati del modello
Dati richiesti:
Numero di piani
Numero di campate in direzione x
Numero di campate in direzione y
Interpiano
Luce campate in direzione x
Luce campate in direzione y
Passo 3: adattamento del
modello alledificio
La griglia consente
di adeguare le
dimensioni fisse
delle campate a
quelle reali
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Definizione delle coordinate nodali
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Dati caratteristici dei materiali
Dati richiesti:
Massa per unit di volume
Peso per unit di volume
Modulo elastico
Coefficiente di Poisson
Coefficiente di dilatazione termica
fck
fyk
Valori di resistenza:
Resistenza caratteristica a
compressione del calcestruzzo
Resistenza caratteristica a
taglio delle armature
Tensione caratteristica di
snervamento delle armature
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Elemento FrameCaratteristiche geometriche della sezione
Per la sezione rettangolare:
Altezza;
Larghezza;
Dettagli delle armature:
Copriferro;
Numero di ferri nelle due direzioni o area del
singolo ferro.
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Elemento ShellCaratteristiche geometriche della sezione
Caratteristiche geometriche:
Spessore per il comportamento a membrana;
Spessore per il comportamento a flessione.
Tipo di comportamento:
shell;
membrana;
piastra.
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Vincoli esterni
Sono vincoli da applicare ai nodi per rendere il sistema
isostatico o iperstatico.
Vengono definiti individuando le componenti di
spostamento (traslazione e
rotazione) che devono essere
impediti.
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5,45,24,6
Gk
Gk
Gk
Gk
Condizioni di carico
Carichi distribuiti o forze concentrate sugli elementi e forze
nodali agenti contemporaneamente e definite singolarmente
per ogni elemento o nodo
Permanenti
Accidentali - condizione 1
5,45,24,6
Gk
Gk
Gk
Gk
Accidentali - condizione 2
5,45,24,6
Qk
Qk
Qk
Qk
5,45,24,6
Qk
Qk
Qk
Qk
Accidentali - condizione 3
5,45,24,6
Qk
Qk
Qk
Qk
Vento
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Ogni singola condizione di carico pu, in varie proporzioni,
agire unitamente ad altre
Combinazioni di carico
n
i
ikikqkpkgd Q QP G F
2
011
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Definizione dei carichi
5,45,24,6
Gk
Gk
Gk
Gk
Per ogni condizione il carico viene assegnato ai singoli elementi
Entit del carico uniformemente distribuito
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Tipo di Analisi
Definizione del tipo modello di calcolo:
telaio bidimensionale;
telaio tridimensionale;
graticcio piano;
trave reticolare spaziale.
Tipo di Analisi: Analisi statica;
Analisi modale;
Analisi con spettro di risposta;
Analisi push - over
Analisi dinamica time history.
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Risultati
Reazioni vincolari.
Deformata della struttura nelle varie condizioni e
combinazioni di carico.
Diagrammi delle sollecitazioni nelle varie
condizioni e combinazioni
di carico.
Progetto e verifica della struttura secondo i
principali codici normativi.
