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.
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
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.
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.
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.
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
Definizione delle coordinate nodali
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
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.
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.
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.
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
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
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
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.
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.
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