ROBOT-user manual-ITA190_Chapter_3

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ROBOT Millennium versione 19.0. Manuale per l’utente
3. PRINCIPI
GENERALI
DELLA
MODELLO DELLA STRUTTURA
DEFINIZIONE
DEL
3.1. Tipi di struttura
Nel sistema Robot Millennium possono essere usati gli elementi barra a 2-nodi, gli elementi finiti
superficiali utilizzati per la generazione della mesh degli elementi delle strutture tipo piastra-guscio e
gli elementi volumetrici da utilizzare durante la generazione della mesh per le strutture volumetriche.
L’utente può definire le strutture, in cui saranno presenti diversi tipi di elementi menzionati. Il tipo di
elemento dipende dal tipo di struttura selezionato:
•
telaio piano
•
reticolo piano
•
telaio spaziale
•
reticolo spaziale
•
graticcio
•
piastra
•
guscio
•
struttura in sollecitazione piana
•
struttura in deformazione piana
•
struttura assialsimmetrica
•
struttura volumetrica (solido).
Va aggiunto anche che nel programma è disponibile una grande libreria contenente strutture tipo
barra e piastra-guscio. La creazione di esse si riduce a sola definizione di alcuni parametri
caratteristici (capitolo 3.13).
3.2. Nodi, barre
La definizione della geometria del modello della struttura di barra consiste nella definizione della
posizione dei nodi e delle barre della struttura e nella caratteristica delle barre. Non è necessario
definire separatamente i nodi; la definizione della barra causa una simultanea creazione dei nodi
iniziale e finale della barra. Per questo verrà descritto il modo di definizione delle barre. È possibile
agire in seguenti modi:
•
selezionare nel menu il comando Geometria/Barre
•
cliccare sull’icona
•
selezionare lo schermo BARRE (nel caso dello schermo NODI e BARRE, lo schermo del monitor
sarà suddiviso in tre parti: editor grafico che permette di definire la struttura, la finestra di dialogo
Nodo o Barra e la tabella in cui verranno visualizzati i nodi o le barre della struttura definiti).
nella barra degli strumenti Definizione della struttura
Quando viene selezionata questa opzione, sullo schermo appare la finestra di dialogo presentata
sotto.
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In questa finestra di dialogo, l’utente può inserire informazioni sulla caratteristica della barra, quali
numero, nodi iniziale e finale della barra, può anche dare le seguenti informazioni di complemento:
•
tipo di barra: viene utilizzato durante il calcolo di norma delle barre della struttura
(dimensionamento, verifica delle barre della struttura in relazione alle condizioni di norma)
•
sezione trasversale della barra (profilato)
•
materiale di default (questo campo non è disponibile; qui viene presentato il materiale definito per
il profilato della barra selezionato).
Per aggiunta, nella parte superiore della finestra di dialogo si trova l’inaccessibile campo Nome, in cui
è visualizzato il nome, creato conforme alla sintassi selezionata nella finestra di dialogo Nomi di
barre/oggetti. Di default, la sintassi del nome della barra è definita dalle variabili: %t_%n i %t_%s,
dove:
%t è il nome del tipo di barra
%n è il numero dell’oggetto
%s è il nome della sezione della barra o dello spessore del pannello.
Inoltre possono essere utilizzate le seguenti variabili, dove:
%i è il numero del nodo iniziale della barra
%j è il numero del nodo finale della barra
%m è il nome del materiale della barra o del pannello.
Un click sul bottone (...), disponibile a destra della zona Nome, causa l’apertura della finestra di
dialogo Nomi di barre/oggetti, dove l’utente può definire la nuova sintassi del nome delle barre.
ATTENZIONE: Nella parte superiore della finestra di dialogo sono disponibili due bottoni (...) (a destra
dai campi di selezione Tipo di barra e Sezione). La loro attivazione provoca l’apertura,
rispettivamente, della finestra di dialogo Nuovo tipo di barra, o Nuovo profilato, in
cui può essere definito un nuovo tipo di barra, o un nuovo profilato. I tipi di barra, o i
profilati definiti vengono aggiunti alle corrispondenti liste dei tipi di barre o profilati
attivi.
Nella parte bassa della finestra di dialogo si trova la zona Posizione dell’asse; la lista di selezione qui
disponibile, Distanza, permette di selezionare il tipo di offset e cioè lo spostamento del centro della
sezione trasversale del profilato rispetto all’asse della barra. L’offset, una volta applicato alla barra,
non sarà cambiato dopo la modifica del profilato della barra. Sulla lista sono disponibili di default i
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seguenti tipi di offset: ala superiore e ala inferiore. Essi sono definiti nel sistema locale in funzione
della dimensione della sezione; ciò significa che quando p.es.sarà selezionato l’offset ala superiore,
l’asse della barra sarà spostata al centro del bordo superiore del profilato, indipendentemente dalla
forma della sezione trasversale della barra. Un click sul bottone (...) permette di aprire la finestra di
dialogo Nuova eccentricità, dove è possibile definire un nuovo tipo di offset. Il tipo di offset definito
sarà aggiunto alla lista dei tipi di offset attivi.
La definizione dell’elemento di barra nella struttura può essere eseguita in tre seguenti modi:
inserire il numero della barra e le coordinate della sua origine e del suo fine nella finestra di dialogo
(eventualmente, selezionare le proprietà della barra) e quindi cliccare sul bottone Aggiungi
•
cliccare con il pulsante sinistro del mouse sul campo ”Origine” e quindi passare allo schermo
grafico e fare click con il pulsante sinistro del mouse sul punto che indica l’origine dell’elemento di
barra, e poi sul punto che è la fine dell’elemento di barra
•
con il metodo che unisce i due modi descritti sopra; unione della modalità ”testo” e quella ”grafica”.
Nel programma sono disponibili anche due opzioni Proprietà del nodo e Proprietà della barra.
L’opzione Proprietà del nodo permette di visualizzare i dati di base e i risultati di calcolo per un nodo
singolo della struttura. Nella finestra di dialogo Proprietà del nodo i parametri del nodo non possono
essere modificati.
ATTENZIONE: La visualizzazione dei parametri è possibile per un nodo solo. Quando la vista della
struttura presenta la selezione dei più nodi, nella finestra di dialogo Proprietà del
nodo saranno presentate informazioni relative al nodo con il numero più piccolo.
L’opzione è disponibile quando vengono selezionati (illuminati) i nodi della struttura:
•
nel menu mediante la selezione del comando Risultati/Proprietà/ Proprietà del nodo,
•
nel menu di contesto (che si apre nella finestra grafica con un click del pulsante destro del mouse)
mediante la selezione del comando Proprietà dell’oggetto.
Sulla barra della finestra di dialogo accanto al nome della finestra della finestra (Proprietà del nodo)
vengono visualizzate le seguenti informazioni:
•
numero del nodo selezionato
•
numero e nome della condizione di carico selezionata.
La finestra di dialogo Proprietà del nodo si compone dei tre segnalibri: Geometria, Spostamenti e
Reazioni.
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Il campo di modifica Nodo nr permette di selezionare il nodo:
•
in modo grafico, cliccando sul nodo della struttura
•
scrivendo il numero del nodo nel campo di modifica.
ATTENZIONE: La modifica del numero della barra in questa finestra di dialogo non è possibile.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo, oltre ai pulsanti standard Chiudi, Guida, è disponibile
anche il pulsante Stampa. Un clic su questo pulsante permetterà di generare la nota di calcolo
contenete i dati sul nodo della struttura selezionato.
Nel segnalibro Geometria riportato in figura sopra vengono presentate le informazioni fondamentali sul
nodo selezionato. Gli altri segnalibri visualizzano, oltre al numero del nodo, i valori degli spostamenti o
delle reazioni calcolati per il nodo e la condizione di carico selezionati. Gli spostamenti o le reazioni
vengono visualizzati in forma di tabelle. Quando la selezione attiva contiene più di una condizione,
nella tabella sono presentati i valori estremi degli spostamenti.
ATTENZIONE: Il numero di colonne della tabella degli spostamenti o delle reazioni è dipendente dal
numero dei gradi di libertà di nodo per il tipo di struttura selezionato.
L’opzione Proprietà della barra consente una visualizzazione dei fondamentali dati e risultati di calcolo
per una barra unica della struttura. Nella finestra di dialogo che visualizza le proprietà della barra
l’utente può modificare alcune proprietà della barra tipo, sezione, materiale.
ATTENZIONE: La visualizzazione dei parametri è possibile per una barra sola.
L’opzione è disponibile quando viene selezionata (illuminata) una barra della struttura:
• nel menu mediante la selezione del comando Risultati/Proprietà/Proprietà della barra,
• nel menu di contesto (che si apre nella finestra grafica con un click del pulsante destro del
mouse) mediante la selezione del comando Proprietà dell’oggetto.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo, oltre ai pulsanti standard Applica, Chiudi, Guida, è
disponibile anche il pulsante Stampa. Un clic su questo pulsante permetterà di generare la nota di
calcolo contenete i dati sulla barra della struttura selezionata.
Selezionata tale opzione, sullo schermo appare la finestra di dialogo, in cui sono disponibili cinque
segnalibri: Geometria, Proprietà, NTM, Spostamenti e Verifica. I primi due segnalibri presentano
informazioni generali sulla geometria della barra e sulle proprietà della sezione trasversale della barra.
Sui segnalibri NTM e Spostamenti nella parte alta della finestra di dialogo è presente il diagramma per
la grandezza che è stata selezionata nel campo Diagramma. Tale diagramma non può visualizzare
che il diagramma di una grandezza sola. Sono disponibili i diagrammi delle seguenti grandezze: forze
FX, FY e FZ, momenti MX, MY, MZ, sollecitazioni Smax e Smin e spostamenti. I diagrammi verranno
ridisegnati, quando viene modificata la condizione di carico della struttura.
ATTENZIONE: Il numero di grandezze accessibili è dipendente dal tipo di struttura.
Le opzioni disponibili sul segnalibro Verifica nella finestra di dialogo Proprietà della barra permettono
una rapida verifica della resistenza del profilato della barra.
ATTENZIONE: Quando il calcolo della struttura non è ancora stato eseguito (sulla barra di vista della
struttura è visualizzata l’informazione: Risultati MEF: nessuno o non attuali), il
segnalibro non è disponibile.
Il contenuto del segnalibro Verifica dipende dal tipo di barra selezionata: altre grandezze verranno
visualizzate per una barra d’acciaio, altre per quella in alluminio, altre per quella in legno e altre per
una barra CA (calcolo dell’area teorica dell’armatura).
In tabella possono essere visualizzati, sia i valori della grandezza selezionata (p.es. spostamenti), sia i
valori estremi della grandezza selezionata.
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Quando il cursore del mouse viene posizionato sul campo della tabella nel punto, e quindi trascinato
sul diagramma della grandezza selezionata disponibile nella parte alta della finestra di dialogo, appare
una linea verticale che permette di definire i valori della coordinata a cui si riferiscono i valori
visualizzati in tabella.
Quando il cursore del mouse viene posizionato sul campo della tabella per la barra, e quindi trascinato
sulla vista della struttura, l’indicazione con il cursore di un’altra barra causa l’aggiornamento del
contenuto della finestra di dialogo Proprietà della barra per la selezione corrente.
3.3. Profilati delle barre e materiali
Dopo aver definito la geometria della struttura occorre determinare i profilati delle barre della struttura
(se non sono state ancora definite durante la definizione delle barre della struttura). È possibile farlo
mediante la selezione di:
•
opzione Barre e definizione nel campo Sezione dell’appropriato tipo di profilato
•
comando Geometria/Proprietà/Profilati delle barre del menu,
•
icona
•
schermo SEZIONI E MATERIALI.
Selezionata questa opzione, sullo schermo apparirà la finestra presentata sotto.
Questa finestra si compone di tre parti principali:
•
nella parte superiore della finestra sono disponibili alcune icone
•
sotto si trova il campo con la lista dei profilati attiva
•
nella parte inferiore si trovano il campo della selezione corrente e i bottoni standard.
Nella parte superiore della finestra sono disponibili le seguenti icone:
=
che permette di aggiungere un nuovo tipo di profilato
=
che permette di cancellare dall’attiva lista dei profilati il tipo di profilato selezionato
=
,
,
e
che permettono di visualizzare l’attiva lista dei profilati in forma di: icone grandi,
icone piccole, lista semplificata e lista completa
=
che permette di tagliare i profilati assenti in un dato esempio dalla attiva lista dei profilati.
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=
che permette di salvare nella base dei profilati il profilato illuminato sull’attiva lista dei profilati.
Sullo schermo appare la finestra di dialogo Salvataggio nella base dati, dove l’utente può scegliere il
database nel quale il profilato sarà memorizzato
- permette di aprire la finestra di dialogo Gestione delle proprietà.
=
Durante la descrizione del processo dell’assegnazione dei profilati alle barre definite nella struttura,
presenteremo anche il metodo generale di definizione degli attributi arbitrari nella struttura (vincoli,
eccentricità, tipo di barra, ecc.). Il metodo è lo stesso, come in tutti gli altri casi. Il processo della
assegnazione dei profilati (attributi) alle barre della struttura comprende due tappe:
♦ definizione del tipo di profilato (tipo di attributo)
Quando sulla lista attiva dei profilati non è presente nessun tipo di profilato, o, quando alla lista dei
profilati esistente deve essere aggiunto un profilato, occorre cliccare sull’icona "Nuova sezione". In
tal caso sono possibili due situazioni:
• quando nessun tipo di sezione è illuminato, cliccando sull’icona Nuova sezione si accede alla
finestra di dialogo che serve alla definizione di un nuovo tipo di profilato; viene attivato il primo
segnalibro, i cui campi sono riempiti così come durante l’ultima definizione del profilato (tranne il
campo ETICHETTA), oppure sono accettati i parametri di default,
• quando qualche profilato è illuminato, cliccando sull’icona Nuova sezione si accede alla finestra di
dialogo che serve alla definizione di un nuovo tipo di profilato; viene attivato il segnalibro che
corrisponde al tipo di sezione illuminata. Tutti i campi di modifica, tranne il campo ETICHETTA,
vengono riempiti in base al tipo illuminato.
L’apertura della finestra di definizione della nuova sezione è possibile anche con un doppio click
(double-click) sull’elemento della lista dei profilati attivi. Ciò causa che sul segnalibro che corrisponde
al tipo di profilato selezionato si apre la finestra di dialogo Nuova sezione presentata sotto. Qui tutti i
campi di modifica sono riempiti conformemente al tipo di profilato che l’utente ha selezionato. Dopo
aver apportato appropriate modifiche ai parametri del profilato, con un click sul bottone AGGIUNGI, o
digitando il tasto <ENTER> si aggiunge il profilato alla lista attiva (il profilato viene aggiornato). Se
l’etichetta non verrà modificata, appare un messaggio di avvertimento, così come durante la
creazione di un nuovo profilato. Con questa opzione della finestra di dialogo è possibile modificare
facilmente ogni sezione. La finestra di dialogo contiene cinque segnalibri: Standard, Parametrico, A
sezione variabile, Composto e Ax, Iy, Iz.
Il segnalibro Standard serve per definire i profilati dei database (cartelle standard di profilati). Il
segnalibro Parametrico serve per definire/selezionare i profilati creati dall’utente. Anche il segnalibro A
sezione variabile serve per definire/selezionare i profilati creati dall’utente (questi profilati si
caratterizzano per una sezione variabile sulla lunghezza della barra).
Il segnalibro Composto permette di definire/selezionare i profilati di tipo composto (a più briglie). Le
sezioni composte sono costituite di due o più briglie unite con delle imbottiture o con delle diagonali.
Tali sezioni sono utilizzate come dei profilati del fusto di colonne (profilati a U, profilati a I, angolari) o
come dei profilati di barre di diagonali (il più spesso, dei sistemi di angolari). La verifica di norma della
resistenza delle sezioni composte è effettuata in modo analogo a quello dei profilati a piena parete
con la presa in considerazione della rigidezza equivalente nella direzione con imbottiture. La rigidezza
equivalente prende in considerazione l’influenza delle imbottiture e la snellezza della briglia singola.
Durante la verifica, la resistenza delle imbottiture e delle diagonali lo stesso deve essere verificata
(vedi cap. 6.1, Dimensionamento dell’acciaio).
Il segnalibro Speciale serve per definire i profilati speciali (profilati con anima ondulata, profilati
traforati (a nido d’ape)). I profilati con anima ondulata sono i profilati a I, dalle anime a parete sottile,
ondulatamene formati:
- della famiglia di profilati SIN
- con dimensioni definite dall’utente.
I profilati traforati (a nido d’ape) sono fatti di anime dei profilati laminati, tagliate longitudinalmente e
saldate (profilati a I laminati, disponibili nelle basi dei profilati). Sono disponibili due tipi di profilati:
- con fori in forma esagonale
- con fori rotondi.
Non tutte le barre di profilati speciali sono dimensionate nei moduli di dimensionamento di
acciaio/alluminio. Le barre con anima ondulata non possono essere dimensionate che secondo la
norma polacca sulle costruzioni d’acciaio, invece le barre traforate, attualmente non sono
dimensionate nei moduli del programma Robot.
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Il segnalibro Ax, Iy, Iz serve per definire i profilati mediante la definizione dei caratteristici valori
geometrici della sezione (area della sezione trasversale, momenti di inerzia, fattori di resistenza, ecc.).
Assegnazione dei profilati alle barre della struttura
L’assegnazione dei profilati alle barre della struttura può essere eseguita in seguenti modi (si ammette
che la lista dei tipi di profilati attivi ne contenga almeno uno):
• se prima di aprire la finestra Sezioni non è stata eseguita nessuna selezione, per assegnare
un profilato occorre illuminare il tipo di barra selezionato dalla lista attiva, poi trascinare il
puntatore del mouse sullo schermo grafico e quindi indicare la barra (cliccando con il pulsante
sinistro del mouse), cui va assegnato il profilato. Con tale click, il profilato è già assegnato; il
definito tipo di profilato della lista attiva viene individuato (a sinistra del simbolo del profilato
appare una freccia); quando il puntatore del mouse è assente nella finestra di dialogo (si trova
sullo schermo grafico) modifica il suo aspetto e prende forma dell’icona del profilato
assegnato; al passaggio dalla finestra di dialogo allo schermo, nel caso dei profilati , verrà
illuminata anche quella barra della struttura vicino alla quale sarà posizionato il cursore del
mouse
• se prima di aprire la finestra Sezioni è stata eseguita qualche selezione, dopo l’apertura della
finestra di dialogo dei profilati la lista con questa selezione viene inserita nel campo del
gruppo Linee/barre; per assegnare un appropriato tipo di profilato alle barre della lista di
selezione, occorre illuminare il relativo tipo di profilato che si trova sulla lista attiva e quindi
digitare <ENTER>, oppure il bottone Applica. Eseguita questa operazione, il profilato è già
assegnato (ATTENZIONE: la selezionata lista delle barre sparisce dal campo di modifica
Linee/barre),
• se prima di aprire la finestra Sezioni non è stata eseguita nessuna selezione, ma una
selezione risulta necessaria e occorre farla con una finestra di dialogo già aperta, in tal caso,
come primo va attivato il campo di modifica Linee/barre. Si può farlo ponendovi il cursore.
Quando il cursore del mouse viene trascinato oltre ai limiti della finestra di dialogo (sul campo
dello schermo grafico), sarà in modalità di selezione. Allora, l’utente potrà eseguire la
selezione di qualsiasi barra che faccia parte della struttura e i numeri delle barre selezionate
saranno visualizzati nella finestra di modifica “Linee/barre”. Per assegnare un relativo tipo di
profilato alle barre della lista di selezione appena fatta, occorre illuminare il conveniente tipo di
profilato che è presente sulla lista attiva, quindi premere <ENTER>, o il bottone Applica.
Eseguita questa operazione, i profilati verranno assegnati (ATTENZIONE: la selezionata lista
delle barre sparisce dal campo di modifica "Linee/barre").
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Per cancellare un profilato assegnato alla barra della struttura, occorre utilizzare il cosiddetto profilato
zero (icona CANCELLA) che è sempre presente sulla lista dei profilati nella finestra di dialogo
Sezioni. Il profilato zero non può essere modificato; il modo di assegnarlo è identico alla procedura
dell’assegnazione del profilato alle barre della struttura.
ATTENZIONE: Le seguenti descrizioni dei segnalibri si riferiscono alle sezioni in acciaio (i segnalibri
per profilati in legno e in alluminio hanno forma simile). Quando nella finestra di
dialogo Sezioni sarà selezionato il tipo di sezione in calcestruzzo (p.es. Colonna in
CA o Trave in CA), la finestra di dialogo Nuova sezione avrà forma diversa. I tipi di
sezioni trasversali disponibili sono:
Colonne in CA (tipo di profilato: trave in CA): rettangolare, a T, a L, a Z, a forma di
poligono regolare, circolare, ½ cerchio, ¼ cerchio
Travi in CA /fondazioni (tipo di profilato: trave in CA): rettangolare, a T, a I.
Per esempio, per la trave in CA, la finestra di dialogo Nuova sezione avrà forma seguente:
In questa finestra l’utente può:
•
selezionare il tipo di sezione della trave (rettangolare, a T, a I, a T a lati abbassati) e determinare
le dimensioni della sezione.
•
definire il nome della sezione; il nome della sezione composto di più caratteri che determinano il
tipo di sezione e le dimensioni della sezione trasversale sarà immesso di default
•
selezionare il colore della sezione.
L’utente può scegliere un tipo tra i quattro tipi di sezione della trave/fondazione: rettangolare, a T, a I e
a T a lati abbassati. Secondo la selezione della sezione nella finestra di dialogo saranno presentati i
parametri determinanti il tipo di sezione selezionato. La finestra di dialogo in figura sopra definisce i
parametri per la sezione rettangolare. Le opzioni simili saranno disponibili nella finestra, quando sarà
selezionata la sezione a T. Dopo la selezione della sezione a T a lati abbassati, nella finestra di
dialogo diventeranno disponibili i segnalibri addizionali: Piastre e Intagli.
L’attivazione dell’opzione Applica la sezione variabile permette di applicare la sezione lineare variabile
trasversale alla trave, quando nel campo h2 sarà definito il valore corrispondente all’altezza
dell’estremità destra del segmento selezionato.
L’opzione Riduzione del mom. d’inerzia permette di definire i coefficienti di riduzione dei momenti
d’inerzia delle sezioni Iy o Iz nella definizione della sezione (trave in CA e colonna in CA). La riduzione
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è legata con le proprietà della data sezione e non costituisce un parametro globale dell’analisi. I
momenti d’inerzia ridotti sono visualizzati in tabelle o in finestre di dialogo come proprietà delle sezioni
correnti. Le proprietà ridotte sono prese in considerazione durante il calcolo statico e saranno
trasmesse ai moduli di dimensionamento. La riduzione dei momenti d’inerzia per le sezioni in CA è
applicata nel calcolo statico per prendere in considerazione l’influsso della fessurazione delle sezioni.
Tale metodo è permesso, per esempio, nelle normative degli Stati Uniti (UBC 1997, punto 1910.11.1
o ACI 318-95 punto 10.11.1).
In questa finestra di dialogo è disponibile il bottone Analisi elasto-plastica (il bottone è accessibile
sui segnalibri: Standard e Parametrico). Le opzioni presenti nella finestra di dialogo che si apre con un
click su tale bottone permettono di definire i parametri per l’analisi elasto-plastica della barra dal
profilato selezionato.
Per il tipo di profilato selezionato (p.es. profilato a I) può essere definita la divisione della sezione. Tale
divisione dipende dal tipo di profilato; di solito viene definita con l’aiuto del numero di divisioni sulla
lunghezza dell’anima e dell’ala. Si ipotizza che per i profilati standard la divisione lungo lo spessore
delle pareti non viene effettuata. Nella presente versione del programma sono disponibili i seguenti tipi
di materiale: elastoplastico perfetto e elasto-plastico con incrudimento. Le proprietà sollecitazionedeformazione per i tipi di materiale menzionati sono presentati in figura sotto. Il valore della
sollecitazione limite è presa in base alla resistenza di calcolo Re del dato materiale definito nella base
dei materiali.
Modello del materiale:
elastoplastico con incrudimento
elastoplastico perfetto
Quando è stato selezionato il modello elasto-plastico con incrudimento, il campo di modifica E/E1
diventa disponibile; in questo campo può essere definito il valore del parametro di incrudimento
plastico definito con l’aiuto del prodotto della rigidezza del materiale (modulo di Young E) nel dominio
elastico e la rigidezza nel dominio plastico (per questo, si prende il modello lineare del materiale).
Sono disponibili quattro metodi di scaricamento:
• elastico
• plastico
• distruzione
• misto; quando viene scelto tale tipo di scaricamento, diventa disponibile il campo di modifica
destinato alla definizione del parametro α; 0 < α < 1.
Sullo schermo SEZIONI/MATERIALI appare anche la finestra di dialogo Materiale. La finestra è
disponibile anche, se selezioni l’opzione nel menu (Geometria/Materiali) o fai click sull’icona
.
Nella parte superiore della finestra Materiale si trova la lista dei materiali disponibili nel programma.
Sotto è visualizzata la lista dei profilati che si compone di due colonne: la prima colonna contiene le
etichette dei profilati definiti, e la seconda, i materiali di default assegnati a essi. La lista della finestra
Materiale è identica alla lista dei profilati attivi che vengono presentati nella finestra Sezioni. Con un
click sul bottone Salva si apre la finestra di dialogo che permette di salvare il materiale nel database
dei materiali attuale. Nella parte centrale della finestra di dialogo Salvataggio nella base dati è
presente la lista dei materiali definiti nel programma. All’entrata in questa finestra di dialogo tutti i
materiali che non sono salvati nel database vengono illuminati Un click sul bottone Salva permette di
salvare i materiali selezionati nel database dei materiali attuale.
Per assegnare un materiale di default a un profilato occorre:
•
illuminare il profilato selezionato, cliccando su esso con il pulsante sinistro del mouse
•
selezionare il relativo materiale dalla lista dei materiali disponibili
•
cliccare sul bottone Applica.
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Durante l’assegnazione dei profilati alle barre della struttura, gli viene assegnato automaticamente il
materiale di default definito per il dato profilato.
3.3.1. Definizione del profilato della barra a più elementi; un
esempio
Nel programma è possibile definire il profilato della barra a più briglie. Sotto sarà presentata la
definizione del profilato di una colonna a più elementi. Per iniziare la definizione del profilato a più
elementi, occorre:
•
Aprire la finestra di dialogo Sezioni (comando del menu Geometria / Proprietà / Profilati delle
barre o cliccare sull’icona
)
•
Nella finestra di dialogo Sezioni cliccare sull’icona Definizione di un nuovo profilato
•
Nella finestra di dialogo Nuova sezione selezionare il segnalibro Composto
•
Definire i seguenti parametri del profilato della colonna composta:
Etichetta: Colonna2 U 100
Colore: Auto
Sezione: U 100
Distanza: 12 cm
Profilati a U: ala ad ala
Angolo Gamma = 0
Tipo di profilato: Acciaio
•
Nella finestra di dialogo Nuova sezione premere i bottoni Aggiungi e Chiudi
•
Nella finestra di dialogo Sezioni premere il bottone Chiudi.
Dopo la definizione del profilato della barra composta occorre determinare i parametri di norma della
colonna composta:
•
Aprire la finestra di dialogo Tipo di barra (comando del menu Geometria / Parametri di norma /
Tipo di barra in acciaio\alluminio o cliccare sull’icona
)
•
nella finestra di dialogo Tipo di barra cliccare sull’icona Nuovo
•
nella finestra di dialogo Definizione della barra: parametri cliccare sul bottone Sezione
composta
•
nella finestra di dialogo Sezione composta attivare l’opzione Barre composte e determinare i
parametri del controvento
•
cliccare sul bottone OK nella finestra di dialogo Sezione composta
•
nella finestra di dialogo Definizione della barra: parametri scrivere il nome del tipo di barra
(zona di modifica Tipo di barra): p.es.: Colonna a più briglie
•
cliccare sui bottoni Salva e Chiudi nella finestra di dialogo Definizione della barra: parametri
Il tipo definito di parametri di norma della colonna a più elementi può essere aggiunto alla lista dei tipi
di parametri di norma; può essere anche utilizzato durante la definizione delle barre della struttura.
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3.4. Pannelli
Per definire una mesh degli elementi finiti superficiali per le strutture tipo piastra-guscio occorre
eseguire due passi. Con il primo passo l’utente definisce i campi, in cui verranno generate le mesh
degli elementi finiti. I campi vengono creati mediante la definizione dei loro bordi (definizione dei
contorni del campo con l’uso dell’opzione Polilinea: contorni). All’interno dei campi dei contorni
selezionati vengono definiti i pannelli che modellano i solai e i muri degli edifici. Durante la definizione
del pannello, gli vengono assegnate alcune proprietà, quali spessore, o tipo di armatura. Con il
secondo passo (il pannello deve essere già definito e il calcolo della struttura già cominciato), la mesh
degli elementi finiti superficiali viene generata automaticamente in base alle opzioni selezionate nelle
Preferenze del compito (Opzioni di meshatura).
I contorni delle strutture piastra-guscio possono essere definiti con l’uso dell’opzione Polilinea:
Contorni. L’opzione è disponibile per tre tipi di struttura (piastra, guscio o solido):
•
nel menu, mediante la selezione del comando Geometria/Oggetti/Polilinea: Contorno,
•
nella barra degli strumenti Definizione della struttura, con un click sull’icona
.
Nella parte della finestra di dialogo Polilinea: contorno intitolata Metodo di creazione sono disponibili
le opzioni che permettono di scegliere il modo di definizione della linea; il metodo è correlato con la
relativa opzione selezionata. I disegni sotto presentano i metodi di definizione della linea.
La linea verrà definita con l’uso dei due punti:
origine e fine della linea.
Definizione della polilinea. La polilinea verrà
creata mediante la definizione di una
sequenza di punti che appartengono alla
polilinea.
Definizione del contorno. Il contorno sarà
creato mediante la definizione di una
sequenza di punti che appartengono al
contorno.
Dopo aver definito i contorni, occorre determinare i pannelli che sono presenti nella struttura. Per
questo serve l’opzione disponibile:
• nel menu, accessibile attraverso la selezione del comando Geometria/Pannelli,
• nella barra degli strumenti Definizione della struttura, accessibile dopo un click sull’icona
Per definire il pannello occorre determinare:
.
•
numero del pannello
•
bordi (contorno) del pannello e bordi (contorni) dei fori (se sono definiti) presenti nel pannello
definito e bordi dei lati (pareti). Ciò è possibile con l’uso di tre metodi:
•
definizione di un punto interno del pannello/foro
•
definizione del numero dell’oggetto
•
definizione della lista degli elementi finiti superficiali
•
definizione del tipo di armatura del pannello
•
materiale (questo campo non è disponibile; vi è presentato il materiale definito per un tipo di
spessore selezionato del pannello)
•
spessore del pannello.
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Quando è stata selezionata l’opzione Lato nel campo Tipo di contorno, nessuna opzione nel campo
Proprietà presente sul basso della finestra di dialogo è disponibile. La selezione di tale opzione causa
che l’oggetto creato sarà definito come parete (senza assegnazione delle proprietà, quali tipo di
armatura e spessore); tale oggetto potrà essere utilizzato durante la creazione della struttura
volumetrica (solido) e può costituire una parete di tale oggetto volumetrico.
ATTENZIONE: Nella parte inferiore della finestra di dialogo sono disponibili due bottoni (...) (a destra
dei campi: Armatura e Spessore). Cliccando su questi bottoni si accede,
rispettivamente, alle finestre di dialogo Nuovo tipo di armatura o Nuovo spessore,
nelle quali possono essere determinati i nuovi tipi di spessore o di armatura delle
piastre/gusci. I tipi di spessore o di armatura definiti vengono aggiunti alle relative liste
dei tipi di spessore o di armatura delle piastre /gusci.
Definiti i pannelli e iniziato il calcolo della struttura, viene creata la mesh degli elementi finiti
superficiali, conformemente ai parametri selezionati nella finestra di dialogo Preferenze del compito
(Opzioni di meshatura). La mesh degli elementi finiti superficiali è visibile solo quando è stata attivata
l’opzione Mesh EF nella finestra di dialogo Visualizzazione degli attributi.
La procedura di creazione della mesh degli elementi per ogni contorno, può essere ripetuta più volte;
occorre tuttavia considerare che la “nuova” mesh degli elementi superficiali cancellerà la mesh
“vecchia”. Nel programma sono disponibili due tipi di elementi finiti superficiali:
• elementi triangolari (3- o 6-nodi),
• elementi quadrangolari (4- o 8-nodi).
Nel programma Robot Millenium si raccomanda l’uso degli elementi superficiali a 3- e 4- nodi.
Quando vengono utilizzati gli elementi superficiali a 6- e 8- nodi, è possibile un funzionamento non
corretto delle seguenti opzioni:
•
rilasci lineari
•
operazioni logiche (taglio)
•
conformazione delle mesh tra i pannelli e le barre.
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Durante la generazione della mesh degli elementi finiti superficiali si creano prima i nodi all’interno del
campo definito e di seguito si assegnano i nodi generati agli elementi finiti corrispondenti. I nodi
all’interno del campo (contorno) possono essere creati con l’algoritmo di Delaunay, oppure con il
metodo di Coons.
ATTENZIONE: Gli esempi di generazione della mesh degli elementi finiti per la struttura tipo piastraguscio sono riportati in allegati alla fine di questo manuale.
3.4.1.
Tipi di elementi finiti superficiali
Metodo di triangolazione di Delaunay
Il metodo di triangolazione di Delaunay può essere applicato per creare una mesh di elementi finiti
superficiali per una superficie piana arbitraria. Se in un campo sono presenti dei fori, l’utente dovrebbe
definirli come bordi di un contorno. In tal caso essi non verranno presi in considerazione durante la
creazione della mesh degli elementi finiti. Una mesh degli elementi finiti superficiali creata con il
metodo di Delaunay è presentata, a titolo di esempio, in figura sotto.
Bordi del contorno
Triangolazione di Delaunay
Per il metodo di Delaunay possono essere definiti i seguenti parametri:
• metodo di generazione della mesh: lo stesso metodo di Delaunay o
• metodo di generazione dei nodi supplementari (metodo di Kang: emettitore).
Gli emettitori (emitter) sono i nodi definiti dall’utente, presso i quali la mesh verrà raffinata. I parametri
di raffinamento sono definiti come parametri di Kang.
= parametro H0 che è la lunghezza della prima onda
= parametri di Kang (Hmax, Q)
I singoli parametri del metodo di Kang definiscono:
1. Hmax che è la lunghezza della penultima onda prima che il diradamento della mesh sia
terminato;
2. Q è il rapporto della lunghezza dell’onda successiva a quella precedente.
Metodo di Coons
Le aree di Coons sono le superfici 3D che si estendono sopra i contorni quadrangolari o triangolari, i
cui bordi opposti sono divisi nello stesso numero di segmenti. Le forme degli elementi creati
corrispondono alla forma della superficie, su cui viene creata la mesh. L’idea generale di questo
metodo consiste nel congiungere, con delle rette, tutti i punti creati su un bordo selezionato del
contorno e i punti situati sul bordo opposto del contorno. Le linee “verticali” e “orizzontali” formano due
insiemi di punti. Il punto di intersezione di ogni coppia di linee “verticali” e “orizzontali” determina la
posizione finale del nodo all’interno dell’area (vedi la figura sotto).
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2
3
div2
div1
div1
div2
1
4
contorno 2D: punti nodali
e divisione del bordo
Divisione verticale e orizzontale della linea
La mesh di Coons
Dopo aver selezionato il contorno, l’utente dovrebbe definire i parametri del metodo di Coons che
determinano la forma della mesh degli elementi finiti (triangoli, quadrangoli, tipo misto di elementi) ed i
parametri della divisione: divisione 1 e divisione 2. I parametri della divisone definiscono il numero
degli elementi che verranno creati sul primo bordo del contorno ( quello, cioè, fra il primo e il secondo
vertice del contorno) e sul secondo bordo del contorno (tra il secondo e il terzo vertice del contorno). I
bordi del contorno opposti agli specificati lati del contorno verranno divisi automaticamente, in modo
tale che la divisione corrisponda a quella del primo e del secondo bordo del contorno. La divisione del
bordo tra il terzo e il primo vertice del contorno per le aree triangolari è uguale a quella tra il secondo e
il terzo vertice. Nelle aree quadrangolari la divisione tra il terzo e il quarto vertice del contorno è
uguale a quella del primo e del secondo vertice, invece la divisione tra il quarto e il primo vertice è
uguale a quella tra il secondo e il terzo vertice. Se la divisione, per esempio, tra il terzo e il quarto
vertice del contorno è più grande di quella tra il primo e il secondo vertice, la divisione iniziale –
definita dall’utente – del bordo del contorno tra il primo e il secondo vertice verrà automaticamente
aumentata.
Il metodo di Coons può essere utilizzato per creare una mesh degli elementi finiti, sia per le aree
piane (i contorni sono definiti nelle superfici piane: figura sopra), sia aree tridimensionali 3D (i contorni
sono definiti nello spazio: figura sotto).
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3
div2
2
div1
div1
4
div2
1
contorno 3D: punti nodali
e divisione del bordo
Linee verticali e orizzontali
mesh 3D
Per il metodo di Coons possono essere definiti i seguenti parametri:
= tipo di mesh degli elementi finiti (topologie di Coons)
= parametri della creazione della mesh (divisione1 e divisione2) descritti sopra.
Nel programma è disponibile l’opzione Punti principali della mesh che permette di definire i punti del
pannello che saranno base per una generazione della mesh EF con l’uso del metodo di Coons.
L’opzione è disponibile :
•
Nel menu, con il comando Analisi/Modello di calcolo/ Punti principali della mesh
•
Nella barra degli strumenti, con l’icona
.
Parametri della generazione di una mesh degli elementi finiti superficiali
La selezione del bottone Modifica disponibile nella finestra di dialogo Preferenze del compito
(opzione Opzioni di meshatura) o del comando Analisi/Modello di calcolo/Opzioni della mesh
disponibile nel menu (deve essere selezionato un pannello in questo ultimo caso) permette di aprire
sullo schermo la finestra di dialogo presentata in figura sotto.
ATTENZIONE : Il comando Analisi/Modello di calcolo/Opzioni della mesh è accessibile nel menu per
tre tipi di struttura, quali piastra o guscio e struttura volumetrica.
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In basso alla finestra di dialogo nella zona Metodi di meshatura ammissibili è possibile selezionare il
metodo di generazione della mesh EF:
• Coons (meshatura semplice)
• Delaunay (meshatura completa)
• Selezione automatica del metodo di meshatura (impostata di default).
La zona Generazione della mesh permette di definire il tipo di meshatura. Qui sono disponibili tre
opzioni:
• Automatica
• Utente : per il metodo Coons è possibile definire due parametri: divisione 1 e divisione 2
• Dimensione dell’elemento : quando è selezionata questa opzione, diventa disponibile il campo
di modifica, dove può essere determinata la dimensione caratteristica dell’elemento della mesh
di elementi finiti; l’ammissione della dimensione p.es. uguale a 0.5 m significa che per:
- mesh degli elementi finiti superficiali (tetragonali) sarà generata la mesh di elementi affini al
quadrato dal lato 0.5 m
- mesh degli elementi finiti superficiali (triangolari) sarà generata la mesh di elementi affini al
triangolo unilaterale dal lato 0.5 m
- mesh degli elementi finiti volumetrici sarà generata la mesh di elementi affini al cubo dal
lato 0.5 m.
In questa zona è disponibile anche l’opzione che permetterà di determinare la densità della mesh EF
che deve essere generata: il cursore permette di scegliere la densità della mesh dalla fine a quella
grossa. Sotto è disponibile l’opzione Mesh supplementare della superficie del solido. L’attivazione di
tale opzione causerà che durante la creazione della mesh degli elementi finiti volumetrici sarà
effettuata una generazione supplementare della mesh sulla superficie (sul contorno) del solido, la
quale influenzerà sulla densità della mesh di elementi volumetrici all’interno del solido. Occorre
osservare che l’attivazione di questa opzione causerà l’aumento di densità della mesh degli elementi
volumetrici.
ATTENZIONE: L’opzione Mesh supplementare della superficie del solido non dovrebbe essere
applicata alla superficie che è una superficie a contatto dei lati di due solidi.
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In basso al segnalibro Metodi di meshatura è disponibile il bottone Opzioni avanzate; un clic su tale
bottone permetterà di aprire la finestra di dialogo Opzioni avanzate di meshatura, mostrata in
figura sotto.
Quando nella parte superiore del segnalibro sarà selezionata l’opzione Coons (meshatura semplice)
o Delaunay (meshatura completa), nella finestra di dialogo appare il secondo segnalibro Parametri
del metodo, dove possono essere definiti i parametri del metodo di meshatura selezionato. Tali
parametri sono presentati nella descrizione della finestra di dialogo Opzioni avanzate di
meshatura.
La finestra di dialogo presentata sopra permette di definire i parametri della mesh degli elementi finiti
superficiali. Nel campo Metodi di meshatura ammissibili può essere selezionato uno di due metodi di
generazione della mesh: quello di Delaunay o quello di Coons.
Per ogni metodo può essere determinato il grado di utilizzazione del metodo durante la generazione
della mesh: mai, raro o frequente. In questo campo può essere determinato anche il grado di
imposizione del metodo selezionato per la generazione della mesh degli elementi finiti superficiali. Se,
per esempio, verrà selezionato il metodo di Coons con il Metodo: Frequente, e il Metodo di meshatura
Imposto, ciò significa che l’algoritmo della generazione della mesh imporrà la creazione della mesh
nell’area selezionata con il metodo di Coons.
Nel campo Elementi finiti si può selezionare un tipo degli elementi finiti utilizzati durante la
generazione della mesh degli elementi: Triangoli a 3-nodi, Triangoli a 6-nodi, Quadrangoli a 4-nodi,
Quadrangoli a 8-nodi (vedi la figura sotto).
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Triangolari a 3- e a 6- nodi
Quadrangolari a 4- e a 8- nodi
Nel programma Robot Millenium si raccomanda l’uso degli elementi superficiali a 3- e 4- nodi.
Quando per la generazione della mesh vengono utilizzati gli elementi superficiali a 6- e 8- nodi, è
possibile un funzionamento non corretto delle seguenti opzioni:
•
rilasci lineari
•
operazioni logiche (taglio)
•
conformazione delle mesh tra i pannelli e le barre.
In questo campo può essere definito inoltre il grado di imposizione del tipo degli elementi finiti
superficiali. Per esempio, se verranno selezionati i triangoli a 3-nodi e il metodo Libero, vuol dire che
durante la creazione della mesh l’algoritmo della generazione della mesh utilizzerà un tipo arbitrario
degli elementi finiti superficiali.
Nel campo Generazione della mesh può essere selezionato un tipo di meshatura: automatica o
definita dall’utente. Per il metodo di Coons possono essere definiti due parametri:
• divisione 1 : il parametro determina il numero degli elementi che verranno creati sul primo bordo
del contorno (tra il primo e il secondo vertice del contorno). Il bordo del contorno opposto al lato
del contorno menzionato verrà diviso automaticamente, in modo tale che la divisione corrisponda
a quella assunta sul primo bordo del contorno
• divisione 2 : il parametro determina il numero degli elementi che verranno creati sul secondo
bordo del contorno (tra il secondo e il terzo vertice del contorno). Il bordo del contorno opposto al
lato del contorno menzionato verrà diviso automaticamente, in modo tale che la divisione
corrisponda a quella assunta per il secondo bordo del contorno.
È possibile anche la definizione del valore della dimensione degli elementi finiti creati durante la
generazione della mesh. Ciò è possibile grazie all’opzione Dimensione dell’elemento. In questo
campo è disponibile inoltre l’opzione che permette di definire, quale mesh degli elementi finiti
volumetrici va generata: il cursore permette di scegliere la densità della mesh dalla fine a quella
grossa.
Nel campo Parametri del metodo di Coons può essere selezionato uno dei seguenti tipi della divisione
dell’area:
• triangoli nell’area triangolare
• triangoli e quadrati nell’area triangolare
• triangoli e trapezi nell’area triangolare
• quadrati nell’area rettangolare
• triangoli nell’area rettangolare.
In questo campo può essere definito inoltre il grado di imposizione del selezionato tipo di divisione
dell’area per il metodo di Coons della generazione della mesh degli elementi finiti superficiali.
Nel campo Parametri del metodo di Delaunay può essere selezionato il metodo della generazione
della mesh:
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•
•
•
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metodo di Delaunay: la selezione di questa opzione permette di creare la mesh soltanto con l’uso
del metodo di Delaunay
metodo di Kang: la selezione di questa opzione permette di generare la mesh degli elementi finiti
soltanto nell’area vicina agli emettitori, conformemente ai parametri del metodo di Kang (H0,
Hmax e Q)
metodo di Delaunay e di Kang: la selezione di questo metodo causa che la mesh degli elementi
nella vicinanza degli emettitori verrà generata con il metodo di Kang e fuori di questa area, con il
metodo di Delaunay.
Gli emettitori sono i nodi, presso i quali la mesh degli elementi finiti sarà raffinata. Sono disponibili due
tipi di emettitori:
•
Emettitori automatici - sono creati automaticamente dal programma nei punti caratteristici (nei
punti caratteristici dei pannelli: negli angoli di pannelli, vicino a fori e nei nodi di vincolo) – la
definizione di queste opzioni avviene nella finestra di dialogo Opzioni avanzate di meshatura
•
Emettitori dell’utente – sono definiti dall’utente nella finestra di dialogo Emettitori, disponibile con
la selezione nel menu dell’opzione Analisi / Modello di calcolo / Emettitori.
Se viene attivata l’opzione Lisciamento, durante la creazione della mesh sarà utilizzato anche
l’algoritmo di rigenerazione della mesh degli elementi finiti generata.
Opzioni che permettono di generare e di modificare la mesh degli elementi finiti
Le opzioni sono disponibili con l’uso dell’icona Mesh EF - opzioni di generazione
presente nella
alta barra degli strumenti. Con un click sull’icona si apre la barra degli strumenti presentata in figura
sotto
che contiene le icone che permettono di:
- generare il modello di calcolo, cioè creare le mesh degli elementi finiti
- definire i punti caratteristici della mesh che sarà generata con il metodo di Coons
- aprire la finestra di dialogo Opzioni di meshatura per il pannello selezionato
-surgelare la mesh per il dato pannello: la selezione di questa opzione significa che in corso di
generazione del modello di calcolo la mesh non verrà modificata su tale pannello
- scongelare la mesh sul pannello: la selezione di questa opzione significa che in corso di
generazione della mesh degli elementi finiti il pannello sarà preso in considerazione
- generare localmente la mesh: la mesh sarà generata solo per i pannelli selezionati
(ATTENZIONE: l’uso di questa opzione causa un surgelamento della mesh)
- eliminare la mesh sul pannello selezionato
- definire gli emettitori dell’utente
- consolidare la mesh: l’opzione consente una conversione degli elementi triangolari in
quadrangolari per gli elementi finiti selezionati
- raffinamento della mesh: l’opzione consente una conversione degli elementi triangolari in
elementi, o triangolari, o quadrangolari per gli elementi finiti selezionati.
- qualità della mesh EF: l’opzione consente di stimare la qualità della mesh per gli elementi finiti
dei pannelli selezionati.
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ATTENZIONE: Gli esempi di generazione della mesh degli elementi finiti per la struttura tipo piastraguscio sono riportati in allegati alla fine di questo manuale.
3.4.2. Emettitori, raffinamento, consolidamento e qualità
della mesh EF
Gli emettitori (emitter) sono i nodi definiti dall’utente, presso i quali la mesh degli elementi finiti verrà
raffinata. E un’opzione importante per il calcolo della piastra/guscio, o della struttura volumetrica,
durante il quale l’utente desidera ottenere i risultati più precisi per i punti caratteristici della struttura
(vincoli, punti di applicazione delle forze, ecc.). L’opzione è disponibile:
•
nel menu mediante la selezione del comando Analisi/Modello di calcolo/Emettitore
•
nella barra degli strumenti, con un click sull’icona
.
Sono possibili due metodi di definizione degli emettitori; essi dipendono dall’incremento di densità
della mesh degli elementi finiti:
• costante : il metodo viene applicato alle strutture tipo piastra, o guscio
• variabile : il metodo viene applicato alle strutture volumetriche.
Selezionata questa opzione, sullo schermo appare la finestra presentata sotto (dopo la selezione
dell’opzione di incremento variabile).
In questa finestra di dialogo può essere selezionata una delle tre seguenti opzioni:
• inserimento di un nodo con l’emettitore : definizione del nodo, in cui si troverà l’ emettitore con
le coordinate determinate dall’utente
• sovrapposizione dell’ emettitore sul nodo /nodi : definizione del numero del nodo/nodi, in cui si
troverà l’ emettitore
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•
cancellazione di emettitore : definizione del numero del nodo/nodi, da cui l’ emettitore verrà
cancellato.
Queste opzioni hanno i seguenti parametri:
•
inserimento di un nodo con l’ emettitore
dove:
H0 è la lunghezza iniziale dell’onda della mesh (gli altri parametri della creazione della mesh degli
elementi intorno all’ emettitore possono essere definiti nella finestra di dialogo Opzioni di
generazione della mesh EF);
coordinate sono le coordinate del nodo definito con l’ emettitore con il parametro H0 determinato
•
sovrapposizione dell’ emettitore sul nodo /nodi
dove:
H0 è la lunghezza iniziale dell’onda della mesh (gli altri parametri della creazione della mesh degli
elementi intorno all’ emettitore possono essere definiti nella finestra di dialogo Opzioni di
generazione della mesh EF);
lista dei nodi è la lista dei numeri dei nodi, in cui si troverà l’ emettitore con il parametro H0
determinato
•
cancellazione di emettitore
dove:
lista dei nodi è la lista dei numeri dei nodi, da cui l’ emettitore verrà cancellato.
Selezionata l’opzione di incremento variabile, tutte le opzioni descritte per l’incremento costante della
mesh diventano disponibili, sono disponibili inoltre i seguenti campi di modifica:
• r1 che è il raggio della sfera, in cui la mesh avrà la lunghezza iniziale dell’onda H0
• r2 che è il raggio della sfera, a cui avrà luogo il raffinamento della mesh (e cioè il raffinamento
della mesh avrà luogo nella regione tra il raggio r1 e r2)
• numero estimativo di elementi nella sfera dal raggio r1: il campo non è disponibile; il programma
definisce tale numero di elementi, quando sono state selezionate le coordinate dell’ emettitore e i
valori H0, r1 e r2.
Durante la creazione della mesh degli elementi finiti superficiali possono essere utilizzate anche le
opzioni Consolidamento della mesh e Raffinamento della mesh.
L’opzione CONSOLIDAMENTO permette di convertire i selezionati elementi triangolari in quelli
quadrangolari (il numero degli elementi diminuisce). L’uso dell’opzione CONSOLIDAMENTO è
particolarmente raccomandato, se la mesh degli elementi finiti è stata creata con il metodo di
triangolazione di Delaunay. Ciò causa la conversione degli elementi triangolari in quelli quadrangolari,
per cui i risultati di calcolo ottenuti sono di solito più precisi.
Prima di attivare l’opzione CONSOLIDAMENTO l’utente dovrebbe definire:
• parametro dell’intervallo [−1, +1] (coefficiente di conversione)
• lista degli elementi per i quali verrà eseguito il consolidamento.
Se il coefficiente di conversione assunto è uguale a “+1” , i quadrangoli generati verranno creati di
elementi triangolari in tutti i luoghi possibili dell'area selezionata (ciò può portare tuttavia ad una
generazione dei quadrangolari di forma non corretta e, di conseguenza, a un condizionamento del
sistema di equazioni non corretto). Quando come parametro di peso viene assunto il valore “-1”, nella
mesh triangolare degli elementi finiti verranno convertiti soltanto quegli elementi triangolari che
formeranno gli elementi quadrati.
L’opzione RAFFINAMENTO consente di aumentare la densità della mesh degli elementi finiti nell’area
selezionata dall’utente.
La mesh degli elementi quadrangolari generata viene divisa in elementi triangolari o quadrangolari più
piccoli, a seconda dei parametri assunti. Per raffinare la mesh degli elementi finiti occorre definire:
• tipo di raffinamento
• lista degli elementi per cui viene eseguito il raffinamento
Nel programma sono disponibili tre tipi di raffinamento:
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Semplice : i bordi degli elementi non saranno
divisi
Doppio : ogni bordo dell’elemento finito sarà
diviso in due parti
Triplo : ogni bordo dell’elemento finito sarà
diviso in tre parti.
In queste finestre di dialogo è disponibile anche l’opzione Surgelamento della mesh EF. L’attivazione
di questa opzione permette di surgelare la mesh degli elementi finiti generata per i pannelli selezionati.
Ciò significa che durante la preparazione della struttura al calcolo (generazione del modello di calcolo
della struttura), la mesh degli elementi finiti non verrà modificata.
La disattivazione di questa opzione significa che durante la preparazione della struttura al calcolo la
mesh degli elementi finiti per il pannello selezionato può essere modificata; verranno assunti i
parametri della generazione della mesh definiti nella finestra di dialogo Opzioni di meshatura.
Un click sull’icona Qualità della mesh
permette di giudicare la qualità della mesh degli elementi
finiti per i pannelli selezionati.
Ogni elemento possiede un coefficiente di proporzione che determina la qualità della sua geometria, e
cioè determina se l’elemento dato è bene condizionato, o meno. Il coefficiente è un numero
dell’intervallo (0,1), dove 1 descrive l’elemento che è, o un quadrato, o un triangolo equilatero. I valori
inferiori assumono gli elementi condizionati in modo peggiore, e cioè tali, la cui geometria è discosta
da quella del quadrato o del triangolo equilatero. Per i pannelli selezionati vengono verificati in modo
globale due coefficienti:
• Q1: coefficiente ponderato che prende in considerazione l’importanza degli elementi rispetto
alla loro superficie, e cioè: più grande è la superficie dell’elemento, più grande diventa il peso
della sua qualità nel coefficiente.
• Q2: prende in considerazione la presenza quantitativa degli elementi ”buoni” e ”cattivi”, e non
considera il loro peso superficiale.
I valori dei due elementi si chiudono nell’intervallo (0,1). Quando il coefficiente tende al valore 1,
significa che la qualità della mesh è buona, quando tende al valore 0, la mesh è insufficiente. Il
coefficiente Q1 basso significa che nella mesh sono presenti grandi elementi superficiali che sono
condizionati male. Invece il basso coefficiente Q2 indica che tali elementi (condizionati male) in
comparazione con il numero totale degli elementi sono numerosi. Contemporaneamente abbiamo la
possibilità di trovare gli elementi il cui coefficiente di proporzione è inferiore a un certo valore (campo
Precisione nella finestra di dialogo Qualità della mesh).
ATTENZIONE: Gli esempi di generazione della mesh degli elementi finiti per le strutture tipo piastraguscio con presa in considerazione dell’operazione di consolidamento e di
raffinamento della mesh sono riportati in allegati alla fine di questo manuale.
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3.5. Spessore dei pannelli
La definizione dello spessore di un pannello può essere eseguita mediante:
•
selezione del tipo di spessore nella finestra di dialogo Pannello nel campo Proprietà
•
selezione del comando Geometria/Proprietà/Spessore disponibile nel menu,
•
clic sull’icona
•
selezione dello schermo PROPRIETA’ che è disponibile per le strutture di piastra e guscio.
La finestra di dialogo Nuovo spessore comprende due segnalibri: Uniforme e Ortotropo. Sul
segnalibro Uniforme possono essere definiti i seguenti parametri:
•
spessore:
- costante con il valore definito nel campo Sp
- variabile; la modifica dello spessore segue lungo la linea definita (i parametri sono definiti nei
campi appositi per i punti i P1 e P2)
- variabile; la modifica dello spessore segue lungo il piano (i parametri sono definiti nei campi
appositi per i punti i P1, P2 e P3)
•
valore del coefficiente KZ : coefficiente di vincolo elastico
•
materiale.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo, per alcune norme sul cemento armato, può essere
attivata l’opzione Riduzione del mom. d’inerzia; l’attivazione di questa opzione permette di ridurre gli
elementi della matrice d’inerzia alla flessione. ATTENZIONE: La riduzione non influenza sulla
rigidezza di membrana (compressione, trazione) né sulle forze trasversali. Gli elementi della matrice di
flessione per gli elementi finiti sono moltiplicati per il valore definito del coefficiente di riduzione.
La riduzione dei momenti di inerzia per le sezioni CA è applicata nel calcolo statico al fine di
considerare l’influenza della fessurazione delle sezioni. Tale metodo è ammesso, p.es., dalle norme
USA (UBC 1997 punto 1910.11.1 o ACI 318-95 p.10.11.1). Valori di riduzione della rigidezza
esemplari secondo ACI:
- pareti non fessurate 0,70* Ig
- pareti fessurate 0,35* Ig
- piastre piatte 0,25* Ig.
Per ogni direzione può essere definito inoltre il sollevamento della piastra /guscio sopra il suolo.
L’opzione è disponibile solo quando è stato definito il coefficiente di elasticità del suolo. Esistono tre
possibilità:
• nessuno: il sollevamento non sarà presente
• “+” : il sollevamento in direzione dell’asse (UZ+)
• “-“ : il sollevamento in direzione opposta all’asse (UZ-).
Le opzioni presenti nel segnalibro Ortotropo permettono di prendere in considerazione l’ortotropia
strutturale delle piastre e dei gusci. L’ortotropia strutturale indica la non uniformità della rigidezza delle
piastre in diverse direzioni, che può essere causata, per esempio, dall’irrigidimento della piastra.
L’ortotropia prende in considerazione le differenze di rigidezza in direzioni reciprocamente
perpendicolari, e non prende in considerazione la non uniformità del materiale. Ogni non uniformità
geometrica viene presa in considerazione esclusivamente nelle matrici di rigidezza degli elementi. La
piastra con lo spessore così definito va trattata come la struttura con spessore equivalente con
rigidezza differente in direzioni perpendicolari.
ATTENZIONE: La modifica locale di rigidezza per gli irrigidimenti non è presa in considerazione, la
geometria esatta della piastra non è visualizzata durante il calcolo dell’armatura.
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Nella finestra di dialogo di definizione ortotropa del tipo di spessore sono disponibili le seguenti
opzioni:
• bottone Direzione: la sua selezione causa l’apertura della finestra di dialogo Direzione
dell’ortotropia, dove è possibile definire la direzione principale dell’ortotropia
•
lista scorrevole, dove sono disponibili i tipi predefiniti di geometria della piastra (irrigidimento,
solaio a cassone, graticcio, ortotropia di materiale); vi è anche possibile definire la matrice di
ortotropia dell’utente; quando sarà stato selezionato il tipo di geometria della piastra, saranno
disponibili i campi di modifica adeguati, in cui possono essere definite le dimensioni della piastra
•
bottone Visualizza o Definisci: la sua selezione causa l’apertura della finestra di dialogo Matrici di
rigidezza
•
opzione Spessore equivalente: l’attivazione di questa opzione rende disponibili i campi di modifica
che permettono di definire gli spessori Sp, Sp1, Sp2. Lo spessore equivalente Sp permette di
calcolare il peso proprio della piastra. Gli spessori Sp, Sp1, Sp2 consentono di definire gli spessori
equivalenti che permettono il calcolo nella condizione di carico di gradiente di temperatura. Tali
spessori sono calcolati automaticamente in base ai parametri geometrici della piastra.
ATTENZIONE: I risultati del calcolo dell’armatura per tale tipo di piastre non saranno corretti.
Occorrerebbe utilizzare l’algoritmo dell’armatura delle piastre che prenda in
considerazione la sezione a T o a I. Perciò il calcolo dell’armatura per tale tipo di
piastre sarà condotto come per la piastra uniforme dalla sezione fissa.
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Battendo il tasto Elasticità del suolo apriamo la finestra di dialogo Suoli costruibili - calcolo del
coefficiente K che serve da calcolatrice per definire il valore del coefficiente di elasticità K per il suolo
stratificato.
La procedura di definizione dello spessore dei pannelli selezionati comprende due tappe, come nel
caso dei profilati delle barre e dei vincoli della struttura:
• definizione del tipo di spessore dell’elemento superficiale della struttura (pannello)
• definizione dello spessore dei pannelli.
Per cancellare il tipo di spessore determinato per un elemento definito della struttura, occorre
utilizzare il cosiddetto spessore nullo (icona CANCELLA) che si trova nella lista attiva della finestra di
dialogo Spessore EF. Lo spessore nullo non può essere modificato; il modo della sua definizione è
identico a quello della definizione dello spessore dei pannelli generati nella struttura.
Quando lo spessore è già definito, sullo schermo grafico viene disegnato il suo simbolo.
3.6. Solidi (strutture volumetriche)
L’opzione permette di creare gli oggetti volumetrici (solidi). L’opzione è disponibile:
•
nel menu mediante la selezione del comando Geometria/Solidi,
•
nella barra degli strumenti Definizione della struttura con un clic sull’icona
.
Selezionata tale opzione sullo schermo appare la finestra in figura sotto :
Per definire il solido occorre determinare:
•
numero del solido
•
bordi (contorno) del solido. Ciò è possibile in tre modi:
- mediante definizione degli oggetti superficiali che determinano la forma del solido
- mediante definizione della lista degli elementi finiti volumetrici
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- mediante definizione della lista degli elementi superficiali che determinano l’area di solido;
quando è attivata l’opzione Cancella elementi superficiali, dalla struttura volumetrica verranno
cancellati gli elementi superficiali che definiscono il contorno del solido
•
proprietà del solido.
ATTENZIONE: Nella parte inferiore della finestra di dialogo è disponibile il bottone (...) (a destra dal
campo Proprietà). La sua attivazione provoca l’apertura della finestra di dialogo
Definizione delle proprietà dei solidi, in cui possono essere definite le proprietà
fisiche dei solidi. I tipi definiti delle proprietà dei solidi vengono aggiunti alle liste delle
proprietà attive.
Le aree dei solidi vengono creati mediante la definizione dei loro bordi (definizione dei contorni
dell’area). La definizione del solido può essere eseguita in uno dei seguenti modi:
•
mediante la definizione della lista degli oggetti superficiali che formano la superficie esteriore del
solido
•
mediante la definizione dei numeri dei generati elementi finiti volumetrici.
ATTENZIONE: Quando viene creato l’oggetto tipo solido con l’uso dell’opzione Creazione dei solidi
mediante la definizione della lista degli elementi volumetrici, gli elementi selezionati
non possono contenere l’inclusione (cioè, nel solido i fori non possono essere
presenti). La soluzione di tale problema è la creazione dei due solidi che non
includano integralmente il foro.
ATTENZIONE: Quando nella struttura è definita la barra, il cui nodo è contiguo al nodo dell’elemento
volumetrico, la barra lavora nella struttura, come se un giunto articolato fosse
presente nel nodo che unisce la barra con l’elemento volumetrico.
L’opzione Proprietà dei solidi permette di definire le proprietà degli elementi volumetrici e di
assegnare le proprietà agli elementi volumetrici della struttura (ai solidi). L’opzione è disponibile:
- nel menu mediante la selezione del comando Geometria/Proprietà/ Proprietà dei solidi
- nella barra degli strumenti Definizione della struttura con un clic sull’icona
- con la selezione dello schermo PROPRIETÀ che è accessibile per la struttura tipo solido.
Selezionata tale opzione sullo schermo appare la finestra in figura sotto.
Quando viene selezionata l’icona ”Definizione della nuova proprietà dei solidi” in tale finestra di
dialogo sullo schermo appare la finestra di dialogo in figura sotto.
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pagina: 95
Per definire un nuovo tipo di proprietà dei solidi, occorre:
•
scrivere l’etichetta del tipo di proprietà definita
•
selezionare il colore per il tipo di proprietà definito
•
definire il modello del materiale (nella versione corrente è solo disponibile il materiale elastico)
•
definire i parametri del modello del materiale
Un click sul bottone Prendi dalla base permette di aprire una nuova finestra di dialogo, in cui è
possibile selezionare il materiale disponibile nelle basi di materiali. Dopo la selezione di tale materiale,
i parametri vengono inseriti automaticamente in adeguati campi della finestra di dialogo Definizione
delle proprietà dei solidi.
Quando sono stati definiti tali parametri ed è stato selezionato il bottone Aggiungi, il tipo di proprietà
definito verrà aggiunto alla lista dei tipi di proprietà dei solidi attivi.
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pagina: 96
3.6.1.
Descrizione degli elementi finiti volumetrici
Le strutture volumetriche nel programma Robot Millenium vengono modellate con l’uso degli
elementi finiti volumetrici isoparametrici con approssimazione del campo di spostamenti mediante
funzioni di forma del 1. ordine. Sono disponibili i seguenti tipi di elementi: parallelepipedo (esaedro)
B8, cuneo (non è disponibile in questa versione corrente) W6 e tetraedro T4.
Le funzioni della forma e la numerazione dei nodi determinati sugli elementi di modello 3D sono
presenti in seguente prospetto.
Elemento modello
Funzioni di forma
N i = N i ( ξ, η, ζ ) for 3D elements
i = 1, Nen
Nen = 8
1
N i = (1 + ξi ξ)(1 + ηι η)(1 + ζ i ζ )
8
In questa versione, non è ancora disponibile
Nen = 6
1
N i = (1 + ζ ι ζ) ⋅ N kT(6i ) (ξ, η)
2
where k (i ) = ((i − 1)( mod 3)) + 1
N 1T 6 = 1 − ξ − η
N 2T 6 = ξ
N 3T 6 = η
Nen = 4
N1 = 1 − ξ − η − ζ
N2 = ξ
N3 = η
N4 = ζ
La descrizione dell’elemento, la definizione delle deformazioni, delle sollecitazioni, della matrice di
rigidezza e di masse e quella del vettore della forza di elementi per tutti i tipi selezionati avviene
secondo il seguente modello:
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•
pagina: 97
Geometria dell’elemento
La geometria dell’elemento è determinata dall’applicazione isoparametrica dell’elemento modellare
all’elemento arbitrario.
x(ξ ) =
∑x
a =1, Nen
•
a
N a (ξ )
Area di spostamento all’interno dell’elemento
u = [u, v, w]T
u(ξ ) = ∑ u a N a (ξ )
a =1, Nen
•
Definizione delle deformazioni
ε = [ε xx , ε yy , ε zz , γ xy , γ xz , γ yz ]T
ε ( ξ ) = B(ξ )u =
∑B
a =1, Nen
a
( ξ )u a ,
dove le matrici B assumono i valori:
 ∂N a
 ∂x

 0


 0
B = [B a ], B a = 
∂N
 a
 ∂y
 ∂N a
 ∂z

 0

0
∂N a
∂y
0
∂N a
∂x
0
∂N a
∂z

0 

0 

∂N a 
∂z  , a = 1, Nen

0 

∂N a 
∂x 
∂N a 

∂x 
Le derivate della funzione di forma presenti negli elementi della matrice B assumono i valori:
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pagina: 98
∂N a
∂N a
,
= ( J −1 ) T
∂x
∂ξ
•
 ∂x
 ∂ξ

∂y
J =
 ∂ξ
 ∂z

 ∂ξ
∂x
∂η
∂y
∂η
∂z
∂η
∂x 
∂ζ 

∂y 
∂ζ 
∂z 

∂ζ 
Tensioni (elasticità lineare)
σ = [σ xx , σ yy , σ zz , σ xy , σ xz , σ yz ]T ,
σ = D( Bu − ε o ) ,
εo
sono le deformazioni imposte (influenza termica, di ritiro) e D è la matrice costitutiva; la
dove
matrice costitutiva D (materiale lineare – elastico, isotropo) è presentata in figura sotto.
v

1 1 − v


1


E (1 − ν ) 
D=
(1 + ν )(1 − 2ν ) 


sim.




v
1− v
v
1− v
1
0
0
0
0
0
1 − 2ν
2(1 − ν )
0
0
1 − 2ν
2(1 − ν )



0 

0 

0 

0 

1 − 2ν 

2(1 − ν ) 
0
Convenzione dei segni
Le strutture volumetriche nel programma Robot Millenium vengono modellate con l’uso degli
elementi finiti volumetrici isoparametrici con approssimazione del campo di spostamenti mediante
funzioni di forma del 1. ordine. La convenzione dei segni per gli elementi volumetrici è presentata in
figura sotto. La convenzione è relativa alle tensioni; le tensioni in figura hanno segni positivi:
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3.7. Operazioni sugli oggetti 2D (estrusione, rivoluzione,
integrazione) e 3D (arrotondamento , smussatura)
Il programma Robot Millenium è dotato delle opzioni che permettono di creare semplici figure solide
con l’uso di estrusione o rivoluzione degli oggetti 2D definiti prima. L’opzione Estrusione è accessibile:
•
nel menu, mediante la selezione del comando Geometria/Oggetti/ Estrusione,
•
nella barra degli strumenti, cliccando sull’icona Estrusione
•
nella finestra di dialogo Modifica degli oggetti, cliccando sul bottone Estrusione (prima occorre
selezionare un oggetto già definito).
ATTENZIONE: L’opzione è disponibile esclusivamente per i seguenti tipi di struttura: piastra e guscio,
struttura volumetrica.
Esistono due modi per eseguire l’operazione di estrusione dell’oggetto 2D o 3D (solido):
•
definizione del vettore con tre coordinate che determinano la direzione e la lunghezza
dell’estrusione
•
definizione dell’asse del sistema globale di coordinate che determina la direzione di estrusione
dell’oggetto e la lunghezza di estrusione dell’oggetto.
Per eseguire l’operazione con il metodo di definizione del vettore occorre:
- definire un oggetto 2D, p.es. un contorno (rettangolo / vedi la figura sotto)
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- selezionare questo oggetto
- aprire la finestra di dialogo Estrusione
- definire i parametri dell’operazione di estrusione; per il rettangolo definito si assumono i seguenti
parametri: Estrusione in base al vettore definito (0,10,0), numero di divisioni uguale a 10, opzione
coperchio e base disattivata, omotetia uguale a 0.5, opzione nuovo oggetto disattivata
- cliccare sul bottone Applica per eseguire l’operazione di estrusione per il rettangolo definito. L’effetto
dell’operazione eseguita è l’oggetto presentato in figura sotto.
In modo simile funziona l’opzione di rivoluzione che permette di creare semplici figure superficiali, o
solidi mediante la rivoluzione intorno all’asse selezionato degli oggetti 2D definiti prima. L’opzione è
disponibile:
•
nel menu, con la selezione del comando Geometria/Oggetti/Rivoluzione,
•
nella barra degli strumenti, cliccando sull’icona Rivoluzione
•
nella finestra di dialogo Modifica dell’oggetto, tramite la selezione del bottone Rivoluzione
(prima occorre selezionare un oggetto già definito).
Per eseguire l’operazione di rivoluzione (rotazione) dell’oggetto 2D occorre definire alcuni parametri,
quali: definizione dell’asse di rotazione (origine dell’asse e fine dell’asse), valore dell’angolo di
rotazione, numero di divisioni, coperchio, base, omotetia e nuovo oggetto.
Per eseguire l’operazione con il metodo di rivoluzione del quadrato occorre:
1. definire un oggetto 2D, p.es. un contorno (quadrato / vedi la figura sotto) con i vertici (0,0,-6),
(0,0,0), (6,0,0), (6,0,-6)
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2. selezionare questo oggetto
3. aprire la finestra di dialogo Rivoluzione
4. definire i parametri dell’operazione di rivoluzione; per il quadrato definito si assumono i seguenti
parametri: origine dell’asse (12,0,0), fine dell’asse (12,0,-6), angolo uguale a -90, numero di divisioni
uguale a 10, opzione coperchio e base disattivata, omotetia uguale a 1.2, opzione nuovo oggetto
disattivata
5. cliccare sul bottone Applica per eseguire l’operazione di rivoluzione per il quadrato definito.
L’effetto dell’operazione è l’oggetto presentato in figura sotto.
Durante la generazione degli oggetti con l’uso delle opzioni descritte vengono creati gli elementicomponenti dell’oggetto (lato, base, bordo) che sono individuati in un determinato modo. La sintassi
delle liste per gli oggetti componenti creati in questo modo è presentata nel capitolo 2.2.6.
Per modificare gli oggetti definiti con l’uso dell’opzione di estrusione e rivoluzione può essere
impiegata anche l’opzione Oggetti: operazioni/modifiche. L’opzione è disponibile nel menu attraverso
la selezione del comando Modifica/Modifica della sottostruttura/Modifica degli oggetti.
La finestra di dialogo presentata in figura sotto è stata suddivisa in quattro parti:
•
campo Oggetto, in cui è visualizzato il numero o l’identificatore dell’oggetto creato/selezionato
•
parte della finestra nominata Geometria/Sottoggetti
•
parte della finestra nominata Modifica dell’oggetto
•
parte della finestra nominata Operazioni sulla modifica dell’oggetto.
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Cliccando sul bottone Geometria/Sottoggetti si accede alla finestra di dialogo Polilinea: contorno.
In questa finestra di dialogo può essere definito l’oggetto che verrà sottoposto a diverse modifiche e/o
operazioni sulle determinate modifiche.
Nella finestra di dialogo nominata Modifiche dell’oggetto sono disponibili le opzioni che permettono di
selezionare una modifica dell’oggetto e definire i parametri della modifica. Nel programma sono
accessibili tre tipi di modifica dell’oggetto: Estrusione, Rivoluzione e Estrusione lungo polilinea.
Dopo aver selezionato uno dei bottoni disponibili nella parte della finestra Aggiungi modifica, la
modifica desiderata viene aggiunta alla lista che determina le successive tappe della modifica
dell’oggetto 2D definito. Le operazioni di modifica sull’oggetto definito possono essere cancellate.
Dopo aver selezionato la modifica dell’oggetto della lista e cliccando sul bottone Cancella disponibile
accanto alla Lista delle modifiche dell’oggetto, l’utente può cancellare la modifica selezionata dalla
lista. Dopo aver selezionato la modifica dell’oggetto e con un click sul bottone Parametri della
modifica dell’oggetto, la finestra di dialogo Oggetti:operazioni/modifiche viene scrollata e si
presentano i parametri della modifica dell’oggetto selezionata (Estrusione, Rivoluzione o Estrusione
lungo polilinea). I parametri delle menzionate modifiche dell’oggetto sono stati presentati durante la
descrizione delle operazioni di estrusione e rivoluzione.
La selezione del bottone Applica dopo la definizione della modifica dell’oggetto causa l’esecuzione
dell’operazione di modifica dell’oggetto conforme ai parametri assunti per le modifiche definite.
Nella parte della finestra di dialogo nominata Operazioni sulle modifiche degli oggetti sono disponibili
le opzioni che permettono di selezionare le operazioni eseguite sulle modifiche dell’oggetto
determinate nella parte alta della finestra. Esse permettono inoltre di specificare i parametri
dell’operazione sulla modifica. Nel programma sono disponibili quattro tipi di modifica dell’oggetto:
Traslazione, Rotazione, Omotetia e Deformazione. Dopo aver selezionato uno dei bottoni
disponibili nella parte della finestra Aggiungi operazione, l’operazione sulla modifica selezionata nella
parte superiore della finestra di dialogo viene aggiunta alla lista che determina le successive
operazioni sulla modifica dell’oggetto 2D definito. Le operazioni sulla modifica dell’oggetto possono
essere cancellate. Dopo aver selezionato l’operazione sulla modifica dell’oggetto della lista, cliccando
sul bottone Cancella disponibile accanto alla Lista delle operazioni sulla modifica dell’oggetto, la
modifica selezionata viene cancellata dalla lista. Dopo aver selezionato l’operazione sulla modifica
dell’oggetto, cliccando sul bottone Parametri dell’operazione, la finestra di dialogo
Oggetti/operazioni/modifiche viene scrollata e si presentano i parametri dell’operazione sulla
modifica dell’oggetto selezionata (Traslazione, Rotazione, Omotetia e Deformazione).
I parametri della traslazione e rotazione sono uguali ai parametri dell’estrusione e rivoluzione.
L’operazione di omotetia permette di determinare il coefficiente/i dell’omotetia dell’oggetto per i singoli
assi del sistema. Il valore della scala maggiore di 1.0 significa che l’oggetto verrà ingrandito nella
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direzione definita, invece il valore minore di 1.0 significa che l’oggetto verrà diminuito nella direzione
prescelta. L’operazione di deformazione permette di eseguire le traslazioni dei punti caratteristici
dell’oggetto durante la modifica dell’oggetto (p.es., traslazione dei vertici di un oggetto rettangolare).
Altrimenti detto, se l’oggetto da estrudere è un quadrato, dopo aver selezionato i relativi parametri
della deformazione, si può ottenerne, p. es., un trapezio.
La selezione del bottone Applica, definita già la modifica dell’oggetto e l’operazione sulla modifica
degli oggetti, causa l’esecuzione delle operazioni e della modifica dell’oggetto definite conforme ai
parametri assunti.
L’opzione Integrazione degli oggetti permette di creare gli oggetti composti in base agli oggetti
bidimensionali definiti in precedenza. L’opzione è disponibile nel menu mediante la selezione del
comando Geometria/Oggetti/Integrazione degli oggetti o dell’icona
. L’opzione è disponibile
soltanto per le strutture tipo piastra-guscio e per strutture volumetriche. Selezionata questa opzione,
sullo schermo appare la finestra presentata in figura sotto.
ATTENZIONE: La vista della finestra di dialogo presentata sopra e le operazioni logiche disponibili
dipendono dal metodo di creazione degli oggetti di Bool selezionati. L’utente può
selezionare la tecnologia ACIS Kernel (vedi la finestra di dialogo Preferenze /
Avanzate o i meccanismi interni del programma Robot.)
ATTENZIONE: L’utilizzazione della tecnologia ACIS non è raccomandata per i seguenti tipi di
struttura: piastra, sollecitazione piana, deformazione piana e strutture
assialsimmetriche.
Le opzioni che sono presenti in questa finestra di dialogo permettono un’integrazione degli oggetti
bidimensionali definiti (superficie dei tubi, parallelogrammi, archi, ecc.) e degli oggetti volumetrici in
oggetti composti. Per gli oggetti 2D le operazioni saranno eseguite per superfici, e non per gli oggetti
volumetrici (3D).
Nel programma sono disponibili le seguenti operazioni sugli oggetti definiti:
•
operazioni logiche (algebra di Bool) a due argomenti: somma, differenza (separatamente per le
strutture superficiali e separatamente per le strutture volumetriche), parte comune, alternativa
esclusiva
•
operazioni logiche (algebra di Bool) a un argomento: somma, differenza, parte comune,
alternativa esclusiva
•
taglio.
Tali operazioni logiche sono disponibili con l’uso dei meccanismi interni del programma Robot. Tra le
operazioni logiche basate sul nucleo ACIS si possono elencare i successivi tipi di operazioni logiche:
Parte comune, somma, divisione, differenza, inclusione e divisione in componenti (tre ultimi tipi sono
accessibili solo per le operazioni a due argomenti).
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Per effettuare le operazioni logiche con aiuto dei moduli ACIS Kernel, occorre attivare l’opzione
Nucleo geometrico ACIS nella finestra di dialogo Preferenze (ATTENZIONE: l’opzione Nucleo
geometrico ACIS è disponibile nella finestra di dialogo, quando l’opzione ACIS Kernel è disponibile
nella protezione del programma Robot).
Durante l’utilizzazione della tecnologia ACIS va osservato che:
•
non è possibile modificare l’operazione logica già effettuata, e cioè dopo aver eseguito qualsiasi
operazione (p.es. taglio del foro in un solido) l’utente non avrà nessuna possibilità di
modificare/correggere i parametri dell’operazione; la soluzione ne è l’annullamento dell’operazione
con l’aiuto dell’opzione UNDO o effettuazione di operazioni logiche supplementari che ripristinano
lo stato iniziale della struttura
•
non è possibile la collaborazione dei solidi ed gusci; ciò significa che tali elementi non possono
essere integrati (il guscio non può penetrare il solido né essere contiguo al solido).
L’attivazione dell’opzione Nucleo geometrico ACIS influenza sul funzionamento delle seguenti opzioni
disponibili nel programma Robot: Arrotondamento 3D e Smussatura. Tali opzioni sono disponibili nel
e
. Le opzioni permettono
menu Geometria/Oggetti oppure con un click sulle rispettive icone:
di creare gli archi (raccordi) tra i bordi delle pareti che costituiscono l’oggetto tridimensionale e le
smussature tra due bordi delle pareti che costituiscono l’oggetto tridimensionale.
Nella corrente versione del programma Robot Millenium sono disponibili le seguenti operazioni sugli
oggetti che utilizzano la tecnologia ACIS:
•
Arrotondamento 3D
•
Smussatura
•
Integrazione degli oggetti
•
Unione delle facce
•
Distanziamento delle facce
•
Curvatura degli oggetti
•
Tiramento degli oggetti
•
Torsione degli oggetti
•
Deformazione degli oggetti
.
Di più le seguenti opzioni sono state completate delle operazioni sui bordi degli oggetti che utilizzano
la tecnologia ACIS (esse funzionano solo quando sono stati selezionati I bordi degli oggetti):
•
Estrusione
•
Estrusione lungo polilinea
•
Rivoluzione
•
Eliminazione
•
Operazioni di modifica disponibili (compresa la modifica composta)
ATTENZIONE: Per l’integrazione degli oggetti superficiali tipo piastra, o guscio, non occorre applicare
la meshatura con il metodo di Coons. Per tali oggetti va applicato il metodo di
Delaunay.
Per eseguire operazioni logiche (a un argomento, o a due argomenti) occorre:
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•
definire il numero dell’oggetto composto, che sarà creato di oggetti selezionati
•
selezionare l’operazione a un argomento, o a due argomenti
•
selezionare il tipo di operazione logica (somma, differenza, parte comune, alternativa esclusiva);
vedi la figura sotto
•
definire la lista degli oggetti che saranno presi in considerazione durante la creazione dell’oggetto
composto
•
premere il bottone Applica.
L’opzione di taglio permette di indicare la parte della superficie degli oggetti selezionati che è presente
da uno dei lati del piano definito. Il risultato di tale operazione è un oggetto ”tagliato” dagli oggetti
selezionati mediante il piano definito; la definizione della direzione permette di determinare quale
parte degli oggetti selezionati sarà ”tagliata”. L’operazione è illustrata in figura sotto. Due oggetti A e B
saranno sottoposti all’operazione di taglio. È stata definita la linea (il piano) di taglio ed è stata
selezionata la direzione (punto qualsiasi da uno dei lati della linea). In risultato di tale operazione
viene generato l’oggetto segnato con il color grigio.
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3.8. Vincoli
La definizione dei vincoli sui nodi della struttura può essere eseguita con :
•
selezione del comando Geometria/Vincoli disponibile nel menu
•
click sull’icona
•
selezione dello schermo VINCOLI.
disponibile nella barra degli strumenti Definizione della struttura
Selezionata questa opzione, sullo schermo appare la finestra presentata sotto.
La finestra di dialogo Vincoli si compone di tre segnalibri che permettono assegnare un tipo di vincolo
selezionato ai tipi di oggetti specifici:
• segnalibro Nodali : vincolo in un nodo della struttura (punto)
•
segnalibro Lineari : vincolo definito su una linea, o un segmento, p.es. al bordo della piastra, o al
bordo di una struttura volumetrica (disponibile per le strutture tipo piastra, guscio, struttura
volumetrica) ) - ATTENZIONE: con questa opzione non è possibile applicare il vincolo all’elemento
di barra
•
segnalibro Superficiali : vincolo definito su una superficie (disponibile per le strutture di piastra,
guscio e volumetriche).
Il vincolo superficiale può essere definito nei sistemi di coordinate: globale o locale (conforme al
sistema del pannello); nel sistema di coordinate locale la definizione non sarà presa in considerazione
che per le superfici (p.es. dei lati della struttura di solido). La definizione dei vincoli nel sistema locale
non può essere applicata ai vincoli definiti sui nodi o bordi.
ATTENZIONE: Quando nel nodo della struttura sono stati definiti, sia il vincolo lineare che
superficiale, per tale nodo, appartenente a molti bordi o superfici vincolati, saranno
creati vincoli nuovi con una caratteristica composta di somma dei gradi di libertà
vincolati (insieme con l’addizione dei valori dei coefficienti di elasticità dei vincoli). La
stessa situazione ha luogo anche, quando due vincoli identici, definiti in base alla
stessa etichetta,sono definiti nei sistemi locali di linee e di superfici.
Quando nel nodo saranno definiti il vincolo lineare e il vincolo superficiale, i parametri
del vincolo lineare sovrascrivono i parametri del vincolo superficiale; quando nel nodo
saranno definiti il vincolo nodale e il vincolo lineare, i parametri del vincolo nodale
sovrascrivono i parametri del vincolo lineare.
L’algoritmo dell’addizione dei parametri dei vincoli è descritto nella Guida al
programma Robot.
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Il processo di definizione del vincolo nella struttura, come nella finestra di dialogo destinata alla
definizione di altri attributi della struttura, è stato diviso in due tappe:
- definizione del tipo di vincolo
Quando nessun tipo di vincolo è presente sulla lista attiva dei vincoli o, se alla lista dei vincoli
esistente deve essere aggiunto un nuovo tipo di vincolo, occorre cliccare sull’icona definizione del
vincolo. Allora sono possibili due situazioni:
- quando nessun tipo di vincolo è illuminato, cliccando sull’icona ”Nuovo tipo di vincolo” si accede alla
finestra di dialogo che permette di definire un nuovo tipo di vincolo; i campi verranno riempiti così
come durante l’ultima definizione del vincolo (tranne il campo ETICHETTA), oppure verranno assunti i
parametri di default; sono disponibili i seguenti tipi di vincolo:
• vincolo rigido (con la possibilità di modellare il sollevamento del vincolo)
• vincolo elastico
• vincolo con smorzamento
• vincolo non_lineare.
La definizione di un nuovo tipo di vincolo consiste in selezione dei gradi di libertà bloccati nel nodo
(UX, UY, UZ, RX, RY, RZ), esiste anche la possibilità di selezionare la direzione di sollevamento del
vincolo, di definire i valori dei coefficienti di elasticità del suolo in direzione adeguata (nel caso del
vincolo elastico), definire i valori dei coefficienti di smorzamento (nel caso del vincolo con
smorzamento) o i vincoli con modello di non_linearità definito. I vincoli possono essere definiti in
sistema globale o locale di coordinate. Sotto il disegno schematico del vincolo nella finestra di dialogo
Nuovo vincolo è disponibile il bottone Direzione; un clic su tale bottone causa l’apertura della
finestra di dialogo Direzione del vincolo dove può essere definita la direzione dell’asse locale x del
vincolo (mediante la direzione verso il punto, il nodo, o mediante la rotazione del vincolo rispetto l’asse
arbitrario del sistema globale di coordinate).
ATTENZIONE: Il vincolo con smorzamento non può essere utilizzato nel programma Robot
Millenium che durante l’analisi modale della struttura, quando è attivata l’opzione Considera
lo smorzamento (secondo PS92) disponibile nella finestra di dialogo Parametri dell’analisi
modale. Sarà presa in considerazione l’iterazione della struttura con il suolo, e in
conseguenza la sua influenza sul valore dello smorzamento strutturale della struttura.
Nel programma è disponibile l’opzione che permette di definire il comportamento non_lineare dei
vincoli, rilasci e nodi compatibili. Tale opzione può essere utilizzata in ogni tipo di struttura. L’opzione
può essere attivata sui segnalibri Non_lineari nelle finestre di definizione dei vincoli, rilasci e nodi
compatibili. Può essere definita la relazione non lineare tra forza (momento) e spostamento
(rotazione) per le direzioni selezionate (gradi di libertà). Tali relazioni possono essere definite per
singole direzioni indipendentemente fra loro (nessuna interazione). Nella versione presente del
programma sono disponibili i seguenti tipi di non_linearità: lineare, bilineare, parabolico, parabolico
secondo EC2, plasticità ideale, plasticità con incrudimento, discontinuità (gap)/gancio e modello
definito mediante funzione.
Per ogni direzione l’utente può definire inoltre il sollevamento del vincolo. Sono presenti tre possibilità:
nessuno: il sollevamento non avrà luogo, “+” : il sollevamento in direzione dell’asse (p.es. UZ+), “-“ :
sollevamento in direzione contraria alla direzione dell’asse (p.es. UZ-).
Quando è stato definito il sollevamento nel vincolo (p.es. il sollevamento sarà possibile nella direzione
del verso dell’asse Z, e cioè, UZ+), l’utente può definire anche, p.es., il coefficiente di elasticità KZ per
tale vincolo; occorre tuttavia ricordare che il coefficiente di elasticità verrà determinato soltanto per il
verso contrario al verso del sollevamento definito (e cioè per UZ-). Si vedano le figure sotto.
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Nella finestra di dialogo Nuovo vincolo è disponibile il bottone Avanzati. Con l’uso di questo bottone
si apre la finestra di dialogo che contiene le opzioni che permettono di definire i parametri specifici dei
vincoli utilizzati durante la definizione e l’analisi delle strutture in calcestruzzo. Tali opzioni sono
utilizzate nel modulo che permette di calcolare le aree dell’armatura delle piastre in CA. A seconda il
tipo di vincolo, il vincolo può essere definito come :
•
vincolo definito nel nodo (è il tipo di vincolo di default)
•
vincolo definito mediante le dimensioni della colonna; sono possibili:
- colonna rettangolare – occorre definire la larghezza e l’altezza della sezione trasversale della
colonna (dimensioni b e h) – per i vincoli nodali
- colonna circolare – occorre definire il diametro della sezione trasversale della colonna d - per i
vincoli nodali
•
vincolo definito mediante le dimensioni della parete - occorre definire la larghezza della parete b
Accanto all’opzione parete, è presente anche la lista di scorrimento, contenente i tipi di parete
accessibili (in mattoni e in calcestruzzo). La lista diventerà disponibile, quando l’opzione parete
sarà selezionata. Il tipo di parete definito non sarà preso in considerazione che durante il
dimensionamento dell’armatura delle piastre e dei gusci con l’uso delle barre di armatura o dei
reticoli di armatura; non influenza sui parametri di calcolo del modello per i vincoli lineari.
Per i vincoli superficiali il bottone Avanzati non è attivo.
Sul segnalibro Elastici è disponibile il tasto Coefficienti di elasticità; quando tale tasto viene battuto
si apre la finestra di dialogo Suoli costruibili - calcolo del coefficiente K che serve da calcolatrice
per definire il valore del coefficiente d’elasticità del suolo K per il suolo stratificato.
Quando un vincolo è illuminato, cliccando sull’icona ”Nuovo tipo di vincolo” si accede alla finestra di
dialogo che permette di definire un nuovo tipo di vincolo; tutti i campi di modifica (tranne il campo
ETICHETTA), verranno riempiti conformemente al tipo illuminato.
L’apertura della finestra di definizione del nuovo vincolo è possibile anche con un doppio click
sull’elemento presente nella lista dei vincoli attivi. Nella finestra di dialogo Definizione del vincolo
sono attive soltanto le opzioni disponibili per il tipo di vincolo selezionato (a seconda la selezione del
segnalibro Nodali, Lineari o Superficiali) e per il tipo di struttura selezionato. Ciò causa l’apertura della
finestra di dialogo Definizione del vincolo con tutti i campi di modifica riempiti conformemente al tipo
di vincolo che l’utente ha selezionato. Eseguite le appropriate modifiche dei parametri del vincolo,
cliccando sul bottone AGGIUNGI o digitando il tasto <ENTER> si aggiunge il vincolo alla lista attiva,
aggiornandolo. Se l’etichetta non viene modificata, appare un messaggio di avvertimento, come
durante la creazione di un nuovo vincolo. Questa opzione nella finestra di dialogo permette una
modifica facile del vincolo.
- definizione del vincolo nei nodi della struttura; operazione simile a quella di definizione dei profilati
delle barre
Per cancellare un vincolo definito nella struttura occorre utilizzare il cosiddetto vincolo nullo (icona
CANCELLA) che è sempre presente nella lista attiva. Questo tipo di vincolo non può essere
modificato; la procedura della sua definizione è identica a quella della definizione del vincolo nella
struttura.
Quando il vincolo è già definito, sullo schermo grafico viene disegnato il suo simbolo.
3.8.1.
Definizione del vincolo ruotato di un angolo
Nel programma è possibile definire diversi tipi di vincolo. L’esempio sotto dimostrerà la definizione del
vincolo fissato ruotato di un angolo. Per iniziare la definizione del tipo di vincolo occorre:
- aprire la finestra di dialogo Vincoli (comando del menu Geometria / Vincoli o cliccare sull’icona
- nella finestra di dialogo Vincoli cliccare sul segnalibro Nodali
- nella finestra di dialogo Vincoli cliccare sull’icona Nuovo
- nella finestra di dialogo Definizione del vincolo sul segnalibro Rigidi definire i parametri del tipo di
vincolo:
Etichetta: p.es. Incastro_rotazione_angolo_45
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)
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Nel sistema: globale
Bloccare tutte le direzioni (UX, UY, UZ, RX, RY, RZ)
Premere il bottone Direzione
Nella finestra di dialogo Direzione del vincolo definire Angolo beta (rotazione intorno all’asse Y) =
45
Premere il bottone OK nella finestra di dialogo Direzione del vincolo
- cliccare sui bottoni Aggiungi e Chiudi nella finestra di dialogo Definizione del vincolo.
Il tipo di vincolo definito può essere applicato a un nodo arbitrario della struttura (p.es. vincolo sinistro
in figura sotto).
3.8.2.
Definizione dei vincoli elastici (suoli stratificati)
Nel programma Robot Millenium è possibile definire i valori equivalenti del coefficiente d’elasticità del
suolo stratificato. Durante l’installazione del programma Robot, l’assistente d’installazione installa
ugualmente la calcolatrice dei suoli che permette di calcolare il coefficiente equivalente per il suolo
stratificato.
Il coefficiente d’elasticità può essere utilizzato nella definizione :
•
Del vincolo elastico
•
Del suolo elastico per le barre
•
Del suolo elastico per I pannelli.
La calcolatrice permette di calcolare il coefficiente d’elasticità direttamente dal profilato geotecnica del
suolo stratificato definito.
La calcolatrice permette di :
• definire il profilato del suolo utilizzando la base del suolo disponibile contenente le proprietà dei
suoli
• salvare e aprire il profilato geotecnico definito dall’Utente
• calcolare il coefficiente d’elasticità per il profilato definito
• trasferire il valore calcolato alle finestre di dialogo di definizione del vincolo o del suolo.
Questa opzione funziona come uno strumento indipendente che permette di calcolare il coefficiente di
spinta del suolo per la fondazione definita e per il suolo. Il profilato salvato può essere utilizzato nelle
calcolatrici CA e nella calcolatrice di fondazioni continue.
Durante la creazione della calcolatrice sono stati ammesse le seguenti ipotesi:
•
il suolo nel campo delle forze definito lavora nello stato di elasticità; ciò corrisponde a SLU nelle
norme disponibili e permette di ammettere le ipotesi della teoria lineare d’elasticità
•
il suolo è un semispazio elastico infinito, dove le modifiche dei parametri di materiale avvengono
solo nei piani paralleli alla superficie
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•
il calcolo concerne la fondazione rettangolare con rigidezza infinita
•
il modello del suolo è un modello discreto – stratificato con lo spessore del letto fisso.
La calcolatrice è disponibile con :
•
la selezione dal menu del comando Strumenti /Suoli costruibili
•
un click sull’icona
•
un click sull’icona della calcolatrice disponibile sul desktop del computer
•
la selezione dell’opzione Suoli: calcolo del coefficiente K disponibile nel gruppo creato durante
l’installazione del programma Robot Millenium
Suoli costruibili disponibile nella barra degli strumenti Strumenti
• l’attivazione del tasto Coefficiente di elasticità disponibile in alcune finestre del programma
Robot Millenium (finestra di dialogo Nuovo vincolo, Nuovo tipo di suolo elastico, Nuovo
spessore).
Quando viene attivata la calcolatrice, sullo schermo appare la finestra di dialogo (modulo) presentata
in figura sotto, che serve per il calcolo del coefficiente equivalente.
Nella calcolatrice, il coefficiente K è calcolato in base ai valori medi delle sollecitazioni sotto la
fondazione per la superficie unitaria. La calcolatrice determina anche il coefficiente KZ equivalente
per la fondazione dalle dimensioni date.
Per definire il coefficiente equivalente K per il suolo stratificato, occorre :
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•
nella tabella disponibile nella parte superiore della finestra di dialogo, definire i parametri dei
letti successivi del suolo (sono a disposizione dei suoli definiti nella base di suoli selezionata
nella finestra di dialogo Preferenze del compito del programma Robot) – I letti successivi
sono presentati in modo schematico nella parte inferiore sinistra della finestra di dialogo.
Dopo la selezione del tipo di suolo dalla lista disponibile nella colonna Nome, occorre definire
il livello del letto del suolo; ciò è definito dai due parametri : Livello o Spessore; gli altri
parametri sono presi dalla base di suoli
•
selezionare il tipo di fondazione:
plinto di fondazione dalle dimensioni A e B; l’unità del coefficiente KZ è
(forza/lunghezza) ; il valore calcolato KZ = K * A * B può essere utilizzato durante la
definizione del coefficiente d’elasticità nella finestra di dialogo di definizione dei vincoli
fondazione continua dalle dimensioni A (lunghezza della fondazione) e B
(larghezza della fondazione) ; l’unità del coefficiente KZ è (forza/lunghezza^2) ; il valore
calcolato KZ = K * B può essere utilizzato durante la definizione del coefficiente d’elasticità
nella finestra di dialogo di definizione del tipo di suolo
piastra di fondazione dalle dimensioni A x B ; l’unità del coefficiente K è
(forza/lunghezza ^3) ; il valore calcolato KZ = K può essere utilizzato durante la definizione del
coefficiente d’elasticità nella finestra di dialogo di definizione del tipo di spessore del pannello
•
•
•
•
definire il tipo di fondazione : rigido o flessibile. Ciò permette di prendere la sollecitazione
media sotto la fondazione dalla soluzione del problema della fondazione rigida o del
semispazio elastico caricato uniformemente sulla zona definita dal contorno della fondazione
(è il caso della fondazione di tipo flessibile, in cui il carico è applicato direttamente al suolo); le
differenze dei valori delle sollecitazioni influenzano su vari valori dei cedimenti elastici e ciò
influenza sul valore numerico della rigidezza elastica del suolo; la ripartizione delle
sollecitazioni sotto le strutture reali è più vicina al caso della fondazione rigida che a quello
della fondazione flessibile
definire la stima del carico della fondazione – tale valore permetterà limitare l’intervallo del
calcolo delle sollecitazioni nel suolo
definire le dimensioni del tipo di fondazione selezionata
dopo la definizione delle dimensioni, premere il Tab o OK – nel campo K = la calcolatrice da’ il
valore del coefficiente equivalente per il suolo stratificato.
Un clic sul bottone OK permette di trasmettere il valore calcolato del coefficiente K al campo di
modifica disponibile nella finestra di dialogo Nuovo vincolo, Nuovo tipo di suolo elastico o Nuovo
spessore (a condizione che sia aperta la finestra di dialogo e sia disponibile il campo di modifica di
definizione del coefficiente d’elasticità).
ATTENZIONE: Il trasferimento dei valori del coefficiente K si fa soltanto ai campi di KY, KZ in queste
finestre di dialogo. I valori del coefficiente d’elasticità devono essere trasferiti alla
finestra di dialogo appropriata, conformemente al tipo di fondazione selezionata.
Il profilato geotecnico definito può essere salvato sul disco duro; un clic sul bottone Salva con nome
permette di salvare il profilato nel *.mdb (base di dati). Il campo Nome presenta il nome del profilato
geotecnico corrente con il percorso d’accesso completo. Un clic sul le bottone Apri permette di aprire
il file con i parametri del profilato geotecnico definiti.
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3.9. Carichi
Per definire i carichi della struttura occorre selezionare lo schermo CARICHI del programma Robot.
Lo schermo del monitor sarà suddiviso in tre parti: editore grafico che permette di definire la struttura,
finestra di dialogo Condizioni di carico (presentata sotto) e tabella che permette di specificare i
carichi per le condizioni di carico create.
Nella finestra di dialogo presentata sopra l’utente dovrebbe definire le condizioni di carico per la
struttura creata. Occorre definire la natura, il numero e il nome di ogni condizione (il programma
suggerisce il nome di default della condizione di carico). Dopo aver selezionato il bottone Nuovo, la
condizione verrà definita e aggiunta alla lista delle condizioni già definite disponibile sul basso della
finestra Condizioni di carico. I parametri della condizione di carico definita precedentemente
possono essere modificati con l’uso del bottone Modifica. Per modificare i parametri della condizione
di carico della struttura occorre:
• selezionare la condizione di carico i cui parametri devono essere modificati dalla lista delle
condizioni
• modificare numero, nome o natura della condizione di carico
• cliccare sul bottone Modifica.
Nel programma Robot Millenium possono essere definite le seguenti nature delle condizioni di
carico: peso proprio, permanente, utilizzazione, vento, neve, temperatura, accidentale e sismica.
Dopo aver definito le condizioni di carico occorre specificare i carichi attivi nelle condizioni di carico
create. Ciò può essere eseguito in due modi:
1. passare alla tabella disponibile sul basso dello schermo CARICHI, la quale permette di
definire i carichi della struttura presenti nelle condizioni di carico definite.
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Per definire i carichi attivi in una delle condizioni di carico create occorre eseguire le seguenti
operazioni:
- cliccare con il pulsante sinistro del mouse sul campo Condizione e selezionare dalla lista
visualizzata la condizione di carico che è stata definita nella finestra di dialogo Condizioni di carico.
- determinare il tipo di carico applicato alla struttura per la condizione selezionata. Se clicchiamo sul
campo della colonna Tipo di carico, appare la lista dei tipi di carico disponibili nel sistema. Nel sistema
Robot Millenium sono disponibili i seguenti tipi di carico:
per le strutture-barra: peso proprio, forze nodali, carichi uniformi, carico trapezoidale, forze di barra,
temperatura, spostamento imposto, dilatazione, momento ripartito e carichi piani.
per le strutture tipo piastra-guscio / solido: peso proprio, forza nel punto, carico superficiale uniforme,
carico superficiale uniforme (3 punti), carico superficiale uniforme sul contorno, carico superficiale (3
punti) sul contorno, carico lineare (2 punti), pressione idrostatica, carico superficiale termico (3 punti) e
carico lineare dei bordi.
- per selezionare i nodi/barre della struttura, a cui i carichi verranno applicati, occorre prima cliccare
sul campo della colonna Lista e dopo, selezionare i relativi nodi/barre della struttura (in modo grafico
nell’editor grafico, oppure con l’uso dell’opzione Seleziona del menu di contesto dell’editor grafico).
Dopo aver selezionato il tipo di carico applicato, il verso della tabella dei carichi verrà aggiustato al
tipo di carico selezionato, e cioè vi appariranno soltanto quelle colonne che sono indispensabili per
definire il tipo di carico selezionato, p.es., per il carico uniforme del telaio piano rimarranno le seguenti
colonne: colonne che permettono di definire il carico in direzioni x e z (valori px e pz) e colonne che
permettono di giudicare se il carico debba essere applicato nel sistema di coordinate locale o globale
e, se il carico debba essere proiettato o meno.
2. aprire la finestra di dialogo Carico che permette di definire i carichi per le condizioni di carico
create. L’opzione è disponibile nel menu dopo la selezione del comando Carichi/Definizione
dei carichi o dopo la selezione dell’icona Definizione dei carichi
.
ATTENZIONE: Il comando del menu Definizione dei carichi non sarà attivato, se non viene definita
almeno una condizione di carico.
Selezionata questa opzione sullo schermo appare la finestra presentata sotto.
Nella finestra sono disponibili quattro segnalibri: Nodo, Barra, Superficie (soltanto per le strutture tipo
Piastra-Guscio o solido) e Peso e masse.
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Selezionato il segnalibro Nodo, nella finestra di dialogo appariranno le icone presentate sotto che
permettono di:
-
aprire la finestra di dialogo in cui possono essere definiti i valori delle forze nodali
-
aprire la finestra di dialogo in cui possono essere definiti i valori degli spostamenti
imposti dei nodi di vincolo
-
aprire la finestra di dialogo in cui possono essere definiti i valori delle forze in un punto
sulla struttura (opzione disponibile per le strutture piastra-guscio)
-
cancellare il tipo di carico nodale selezionato. Per cancellare un carico nella struttura
occorre selezionare il tipo di carico che deve essere cancellato e quindi indicare i nodi
in cui verrà cancellato il carico.
Selezionato il segnalibro Barra, nella finestra di dialogo appariranno le icone presentate sotto che
permettono di:
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori del carico uniforme
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori del carico trapezoidale
(definito su due, tre o quattro punti)
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori del momento ripartito sulla
lunghezza della barra
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori del carico concentrato
applicato lungo la barra
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori della dilatazione
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori del carico di temperatura
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori del carico superficiale
trasmesso alle barre della struttura
-
cancellare il tipo di carico di barra selezionato. Per cancellare un carico nella struttura
occorre selezionare il tipo di carico che deve essere cancellato e, di seguito, indicare
le barre per cui verrà cancellato il carico.
Con il programma è possibile prendere in considerazione il carico che non è applicato nell’asse della
barra. Quando appaiono tali eccentricità geometriche dell’asse della barra, il punto dell’applicazione
della forza viene definito rispetto al sistema locale dell’elemento spostato. I carichi applicati alle barre
agenti su un’eccentricità permettono di definire le forze applicate alla barra in una certa distanza
dall’asse longitudinale della barra. Lo spostamento (distanza della forza dall’asse longitudinale della
barra) viene definito nel sistema della barra locale.
I carichi sull’eccentricità possono essere definiti per due tipi di carico: forza e momento concentrato
agente nel punto lungo la barra (azione di barra), carico uniforme sulla barra. L’opzione è disponibile
con un click sul bottone Carico sull’eccentricità nelle finestre di dialogo che permettono di definire i
tipi di carico menzionati. I carichi definiti sull’eccentricità vengono ridotti all’asse della barra (vedi la
figura sotto che presenta un carico di forza concentrata): la forza concentrata va distribuita in
componenti, nella direzione del sistema locale dell’asse dell’elemento Fx, Fy, Fz, e quindi possono
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essere calcolati i momenti supplementari nel sistema locale: Mx = Fz*y - Fy*z, My = Fx*z e Mz = Fx*y.
Selezionato il segnalibro Superficie, nella finestra di dialogo appariranno le icone presentate sotto che
permettono di:
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico uniforme agente sull’intera
superficie del pannello
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico lineare agente lungo la
linea definita
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico variabile (su tre punti)
agente sull’intera superficie del pannello
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico di pressione agente sugli
elementi finiti superficiali
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico uniforme agente sul
contorno definito (su una parte del pannello selezionato)
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico variabile superficiale (su
tre punti) agente sul contorno definito (su una parte del pannello selezionato)
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico termico agente sugli
elementi finiti superficiali
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire il carico lineare agente sui bordi
-
cancellare il tipo di carico selezionato agente sugli elementi finiti superficiali. Per
cancellare un carico nella struttura occorre selezionare il tipo di carico che deve
essere cancellato e, di seguito, indicare gli elementi per cui verrà cancellato il carico.
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ATTENZIONE: Nel caso delle strutture volumetriche (solidi) sul basso della finestra di dialogo appare
l’opzione Carichi dei solidi. L’attivazione di tale opzione assicura che i carichi saranno
definiti per le strutture volumetriche.
Con il programma è possibile definire alcuni tipi di carico agente su una parte del pannello. Lo si può
fare con l’uso dell’opzione Limitazioni geometriche disponibile mediante il bottone Limitazioni
geometriche presente nelle finestre di dialogo che permettono di definire carico superficiale uniforme,
carico superficiale di tre punti, carico di pressione uniforme e idrostatica e carico di temperatura degli
elementi superficiali. L’opzione è disponibile anche nella tabella dei carichi (bottone Limitazioni),
quando è stato selezionato uno fra i tipi di carico menzionati sopra.
Definita la superficie, l’utente può determinare il semispazio o la parte del pannello (oggetto), al quale
sarà applicato il carico definito. La figura sotto presenta la parte dallo spessore d, alla quale sarà
applicato il carico.
Selezionato il segnalibro Peso e masse, nella finestra di dialogo appariranno le icone presentate sotto
che permettono di:
-
assegnare automaticamente il peso proprio a tutti gli elementi della struttura. Il carico
di peso proprio agirà allora nella direzione dell’asse Z del sistema globale di
coordinate e il suo verso sarà contrario a questo asse
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire la direzione dell’azione del peso
proprio
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire le forze d’inerzia
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire le forze centrifughe e
accelerazioni angolari
-
aprire la finestra di dialogo in cui possono essere definiti i valori delle masse (pesi)
nodali
-
aprire la finestra di dialogo che permette di definire i valori delle masse (pesi)di barra
-
cancellare il carico di peso proprio. Per cancellare il carico nella struttura occorre
selezionare gli elementi per cui verrà cancellato il carico.
Tali tipi di carico che permettono di definire forze d’inerzia, forze centrifughe e accelerazioni angolari
rendono possibile l’analisi e il dimensionamento delle strutture per l’industria marittima (strutture
utilizzate nell’industria del petrolio del mare, per es. attrezzatura delle piattaforme di trivellazione). I
carichi menzionati sono i carichi che generano le forze dovute all’inerzia della struttura, causate dalla
velocità o dall’accelerazione. Tali carichi sono utilizzati nelle strutture marittime, in cui i carichi a
trasporto possono avere una grande importanza (p. es., la struttura è sollevata con la gru o collocata
sulla nave). I carichi di questo tipo non risolvono complessivamente i problemi della modellizzazione
delle strutture marittime, tuttavia notevolmente li facilitano.
Il carico a forze d’inerzia è il carico statico che prende in considerazione le masse aggiunte. Tale
carico genera le forze a massa di elementi e a masse aggiunte nei nodi o negli elementi per la data
accelerazione dal valore a. Il valore della forza generata è uguale a F = m*a. Le forze centrifughe
sono il carico statico che permette di prendere in considerazione le masse aggiunte. Questo carico
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genera le forze a massa di elementi e a masse aggiunte nei nodi o negli elementi centrifughi; saranno
generate le seguenti forze:
•
Forza centrifuga per la velocità angolare V: Fr = m * v^2 * r
•
Forza tangenziale a direzione del movimento nel punto dell’accelerazione angolare a: Ft = m * a *
r, dove r è la distanza del nodo della massa dall’asse del sistema di coordinate posizionato nel
punto centrale della rotazione (vedi la figura sotto).
Nel programma Robot Millenium sono disponibili la definizione delle masse aggiunte ai nodi e alle
barre (pesi) e la conversione dei carichi alle masse. Le masse aggiunte sono prese in considerazione
specificamente nelle analisi dinamiche (dinamica, armonica, spettrale, sismica e temporale) e devono
essere prese in considerazione nel calcolo statico durante il calcolo del peso proprio. Nella versione
corrente del programma:
•
È disponibile la tabella delle masse aggiunte, quando qualsiasi condizione di carico è stata
definita
•
nella finestra di dialogo sono sempre disponibili le opzioni per le masse aggiunte (nodali e di
barra)
•
nella finestra di dialogo Opzioni di calcolo e nella tabella delle masse sul segnalibro Conversione
dei carichi è disponibile la lista completa delle condizioni semplici.
L’influenza della massa aggiunta è presente nella data condizione di carico, quando è stato definito un
carico generante le forze a masse aggiunte:
•
peso proprio
•
forze d’inerzia
•
forze centrifughe.
Capita spesso che il peso proprio è assegnato alle barre/pannelli della struttura prima che vengano
definite tutte le barre/pannelli della struttura. Di conseguenza, il peso proprio non viene assegnato a
quelle barre/pannelli che sono state definite dopo l’applicazione del peso proprio; allora per il calcolo
sarà assunta la struttura non caricata pienamente di peso proprio. Un problema simile può apparire
anche quando viene eseguita l’operazione di modifica (traslazione, rotazione, ecc.) con l’attivata
opzione Catena; le barre che sono state create in esito di tale operazione, pure non sono
automaticamente caricate di peso proprio.
Per rendere più facile la considerazione del peso proprio per l’intera struttura, alla tabella di carico con
la condizione di carico che contiene peso proprio vengono aggiunti i seguenti attributi: Struttura intera
e Parte della struttura. Quando l’opzione Struttura intera non sarà presente in tabella, durante la
generazione dei dati per il calcolo a tutte le barre/pannelli della struttura verrà automaticamente
applicato il peso proprio.
L’attributo Struttura intera può essere definito in due modi:
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•
nella finestra di dialogo Peso proprio della struttura: un clic sull’icona che permette di applicare il
peso proprio all’intera struttura (a tutte le barre/pannelli) causa che alla intera struttura verrà
automaticamente applicato il peso proprio.
• nella tabella dei carichi: selezionando l’opzione Struttura intera nel verso in cui è definita la
condizione di carico di peso proprio (è un valore di default dell’attributo)
Nel programma Robot Millenium è possibile generare i carichi dovuti a precompressione negli
elementi in calcestruzzo (calcestruzzo precompresso). ). Il calcolo delle perdite negli elementi
precompressi può essere effettuato secondo le norme seguenti:
- norma polacca PN-B-03264:1999
- norma EuroCodice 2 (ENV 1992-1 : 1999)
- norma americana ACI 318-99
- norma francese BAEL 91.
Dopo la selezione di una di tali norme (opzione Preferenze del compito / Norme), selezione
dell’elemento della struttura CA e selezione di Analisi / Analisi degli elementi precompressi nel menu,
Robot Millenium attiva il foglio di calcolo del sistema ESOP che permette il calcolo e la generazione
dei carichi dovuti a precompressione. I dati relativi all’elemento selezionato nella struttura (lunghezza
dell’elemento e dimensioni della sezione) sono trasferiti nel foglio di calcolo ; dopo il calcolo effettuato
nel foglio di calcolo ESOP, la struttura viene modificata (vengono aggiunte le condizioni di carico).
ATTENZIONE: Perché la connessione tra i programmi Robot e ESOP funzioni, i due programmi
devono essere installati sul disco duro. Se il sistema ESOP non è disponibile durante
la selezione del comando Analisi / Analisi degli elementi precompressi, il programma
visualizza un messaggio che informa che è necessaria l’installazione del sistema
ESOP.
Attualmente sono disponibili tre fogli per le strutture precompresse (calcestruzzo a cavi). Tali fogli
assicurano il calcolo e la generazione dei carichi dovuti a precompressione con la presa in
considerazione delle perdite immediate dovute a :
- attrito del cavo lungo le pareti del canale
- slittamento del cavo nell’ancoraggio
- deformazione elastica del calcestruzzo.
Le informazioni dettagliate sul funzionamento dei fogli di calcolo in questione sono disponibili nelle
apposite descrizioni nel programma ESOP (guida in linea).
Nella parte superiore della finestra vengono visualizzate due informazioni: numero e nome della
selezionata condizione di carico, per cui verrà definito il carico e il tipo di carico selezionato che verrà
applicato ai nodi/barre/pannelli della struttura.
Definito il tipo di carico, sono disponibili tre metodi di applicare il carico ai nodi/barre della struttura:
1. scrivere i numeri dei nodi/barre/pannelli nel campo Applica a e cliccare sul bottone Applica
2. applicare il carico definito ai singoli nodi/barre/pannelli della struttura (il cursore cambia la sua forma
in quella del simbolo del carico)
3. selezionare in modo grafico nodi/barre/pannelli della struttura e cliccare sul bottone Applica.
Quando i carichi vengono definiti sullo schermo Carichi del programma Robot, nell’angolo destro
inferiore dello schermo grafico, in cui è presentata la struttura, è visualizzata la leggenda su tipi di
carico finora definiti nella struttura. La leggenda contiene: simbolo di carico e di unità utilizzati durante
la definizione del carico (la dimensione della descrizione dei simboli dipende dalla dimensione del
carattere selezionato). La seguente tabella presenta i simboli utilizzati per determinare i singoli tipi di
carico:
SIMBOLO
TIPO DI CARICO
Peso proprio (in questo caso è anche il peso nella direzione dell’asse Z: il verso è
opposto al verso dell’asse)
Carico uniforme
Forza concentrata
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Momento concentrato
Spostamento imposto, dilatazione
Carico di temperatura
Carico superficiale
Carico mobile
Masse (pesi)
ATTENZIONE: I simboli dei tipi di carico definiti possono essere anche presentati sullo schermo
grafico (allo schermo qualsiasi del programma Robot), quando viene attivata l’opzione
Simboli sul segnalibro Carichi nella finestra di dialogo Visualizzazione degli attributi.
Alla fine di ogni salvataggio di carico nella tabella dei carichi è presente il campo MEMO che permette
di aggiungere la descrizione di ogni carico (l’utente ha a disposizione una descrizione supplementare
del carico agente, p.es., carichi di struttura tipo tetto trasmessi alla trave).
Nel programma Robot Millenium le posizioni del centro di gravità e del centro geometrico della
struttura sono definiti in modo seguente:
Centro geometrico
i = x,y,z
Centro di gravità
Strutture 3D:
il carico permanente agente nella direzione Z
Xc[0] = Sum(My(0,0,0))/Sum(Pz)
Xc[1] = -Sum(Mx(0,0,0))/Sum(Pz)
il carico permanente agente nella direzione X
Xc[2] = -Sum(My(0,0,0))/Sum(Px)
Piastre e graticci:
Xc[1] = - Sum(Mx(0,0,0))/Sum(Pz)
Xc[2] = 0
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Telai e reticoli 2D
Strutture sottoposte a sollecitazione/deformazione piana
Xc[1] = 0
Xc[2] = -Sum(My(0,0,0))/Sum(Px)
Strutture assialsimmetriche
il carico permanente agente nella direzione Y
Xc[0] = 0
Xc[1] = 0
Xc[2] = -Sum(My(0,0,0))/Sum(Px)
3.9.1.
Combinazioni dei carichi
Il programma Robot Millenium permette anche di definire le combinazioni delle condizioni di carico
create. La creazione delle combinazioni delle condizioni di carico è possibile in due modi:
•
•
manuale, mediante la definizione della lista delle condizioni di carico che compongono la
combinazione (con adeguati coefficienti dipendenti dalla natura della condizione di carico)
automatico, dopo l’attivazione dell’opzione Combinazioni di norma; per la norma selezionata sarà
creata la lista di tutte le combinazioni possibili delle condizioni di carico.
In seguito saranno descritti i modi di definizione manuale; nel capitolo successivo saranno
descritte le combinazioni di norma.
Per farlo occorre selezionare il comando Carichi/Combinazioni o cliccare sull’icona Combinazioni
.
Dopo aver selezionato il tipo di combinazione (SLU, SLS, accidentale) e la natura della combinazione,
occorre che siano definiti: nome della combinazione, condizioni di carico agenti nella combinazione,
coefficienti. Dopo che sarà selezionato il tipo generale della combinazione, sullo schermo appare la
finestra di dialogo Combinazione presentata in figura sotto.
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Nel campo disponibile nella parte sinistra della finestra di dialogo vengono visualizzate tutte la
condizioni di carico definite. Per creare per esse una combinazione di carichi occorre prima illuminare
. Le condizioni di carico selezionate ed i
le relative condizioni di carico e quindi cliccare sul bottone
relativi coefficienti assegnati alla natura del carico (il coefficiente può essere inserito manualmente nel
campo Coefficiente) verranno aggiunti nel campo presente nella parte destra della finestra di dialogo e
definiranno una combinazione. La creazione di una nuova combinazione di carico è possibile con la
selezione del bottone Nuova. E possibile anche modificare la combinazione già esistente; per farlo,
occorre cliccare sul bottone Cambia. La modifica viene eseguita così come la definizione della
combinazione.
Nella versione corrente del programma è possibile creare le combinazioni contenenti le condizioni di
carico mobile. Tuttavia, questa è un’opzione limitata:
•
Dopo la creazione della combinazione lineare che contiene condizioni mobili, saranno definite tre
condizioni addizionali (come per le combinazioni di norma); tali condizioni saranno disponibili sulla
lista di selezione contenente le condizioni di carico; la combinazione creata dall’utente non sarà
disponibile che nella finestra di dialogo e nella tabella delle combinazioni; qui, dei risultati specifici
non possono essere richiesti, perché i risultati si otterranno per tutte le componenti (la
combinazione definita con delle condizioni mobili contiene le condizioni componenti, come la
combinazione di norma)
•
Le combinazioni quadrate (COMB QUA) non possono contenere condizioni di carico mobile, né
combinazioni che tali condizioni contengono; per le combinazioni quadrate che contengono
condizioni di carico mobile, i risultati non saranno disponibili
•
Le combinazioni lineari possono contenere alcune condizioni di carico mobile (le condizioni di
carico mobile possono essere annidate); è possibile utilizzare le combinazioni quadrate nelle
combinazioni lineari che contengono condizioni di carico mobile.
3.9.2.
Combinazioni di norma
Nel programma Robot Millenium è disponibile l’opzione che permette di creare combinazioni delle
condizioni di carico determinate dalla norma selezionata (alla norma si accede da Preferenze del
compito: opzione Norme/Combinazioni di norma). Questa opzione è accessibile nel menu con la
selezione del comando Carichi/Combinazioni di norma o con un clic sull’icona Combinazioni di norma
..
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Le combinazioni di norma automatiche (ponderazioni) del sistema Robot Millenium devono facilitare
all’utente la definizione delle combinazioni selezionate e il loro calcolo. La finestra di dialogo che
permette di definire le combinazioni di norma si compone di seguenti segnalibri: Condizioni,
Combinazioni, Gruppi, Relazioni, Ponderazioni semplificate e Selezione. Dopo aver definito i
parametri di creazione delle combinazioni di norma (condizioni di carico, modelli di combinazione,
facoltativamente relazioni supplementari, ecc.) occorre cliccare sul bottone Calcola. Il calcolo corrente
delle combinazioni di norma consiste nella determinazione di tutte le possibili combinazioni di
condizioni teoricamente ammissibili. Per un’analisi dettagliata delle combinazioni di norma vengono
generate le condizioni SLS (SLU, accidentale) che permettono di visualizzare, sia i risultati per ogni
singola combinazione (combinazioni componenti), sia le stesse combinazioni componenti. Queste
condizioni sono utilizzate nel calcolo di norma. Per una visualizzazione tabellare dei massimi e dei
minimi vengono create le condizioni nominate SLS+, SLS- (SLU+, SLU-, SLA+, SLA-) che consentono
di presentare i valori estremi. Per una presentazione grafica (diagrammi) è indifferente se è stata
selezionata la condizione SLS, SLS+ o SLS-.
Il segnalibro Condizioni permette di selezionare le condizioni di carico definite per la struttura, le quali
saranno prese in considerazione durante la creazione delle combinazioni di norma. Nel campo
Selezione delle condizioni attive è disponibile la lista delle condizioni di carico definite e delle loro
nature. Per ogni condizione di carico determinata dalla natura selezionata sono definiti i relativi
coefficienti utilizzati durante la creazione della combinazione. Tutte le condizioni selezionate di default
sono presenti nel campo Selezione delle condizioni attive (accanto al nome e al numero della
condizione apparirà il simbolo √), cioè tutte queste condizioni saranno prese in considerazione
durante la creazione delle combinazioni di norma. Se una delle condizioni di carico non deve essere
presa in considerazione durante la creazione delle combinazioni di norma, occorre cliccare con il
pulsante sinistro del mouse su questa condizione.
Il segnalibro Combinazioni permette di determinare quali tipi di combinazioni di norma verranno creati.
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Le procedure numeriche permettono di calcolare più di dieci tipi di combinazione (modelli) che sono
descritti nei file regolamentari. A seconda del modo di combinazione e del numero di coefficienti, si
formano i modelli che vengono utilizzati in norme diverse: regole sulle combinazioni permanenti,
variabili, accidentali e sismiche. I file regolamentari determinano, quale regola deve essere presa in
considerazione dal programma. ATTENZIONE: nella versione attuale del programma Robot
Millenium è disponibile l’applicazione PondEdit (cartella SYSTEM / EXE del programma Robot) che
permette l’edizione dei file regolamentari esistenti o la creazione dei nuovi regolamenti.
Prima di eseguire il calcolo delle combinazioni di norma l’utente può decidere quale insieme di
combinazioni non deve essere preso in considerazione. Tutte le combinazioni attive non eliminate
formeranno una lista completa delle combinazioni, secondo ognuno dei modelli selezionati.
Il segnalibro Gruppi permette di definire/visualizzare i gruppi (insiemi) di condizioni di carico che sono
correlate logicamente.
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Nella versione corrente del programma tutti i carichi permanenti sono riuniti in un gruppo di carichi
«correlati» che agiscono contemporaneamente. I carichi di neve e vento formano gruppi separati di
carichi che «si escludono» l’un l’altro, per cui l’apparizione di una condizione esclude l’apparizione
dell’altra. Tutti gli altri carichi variabili si presentano come quelli per cui le relazioni tra i singoli carichi
sono indifferenti.
Tali gruppi e relazioni vengono creati dal programma in modo automatico, e ciò automaticamente
risolve il problema delle combinazioni principali. Per le combinazioni più avanzate possono essere
utilizzate le opzioni disponibili nel segnalibro Relazioni. Queste opzioni permettono di creare le
operazioni logiche sui gruppi di condizioni all’interno delle nature. Gli operatori logici saranno gli
operatori: ‘E’, ‘O’ e ‘OPPURE’. Durante la creazione dell’operazione l’utente può utilizzare le parentesi
per unire o escludere i selezionati gruppi di condizioni. Le funzioni dei singoli operatori saranno
illustrate con un breve esempio. Ammettiamo che nella struttura siano definiti tre gruppi di condizione
di carico: G1, G2 e G3. Il funzionamento degli operatori logici è il seguente:
• E : la selezione di questo operatore causa che tutti i carichi saranno attivi
contemporaneamente (la struttura sarà caricata allo stesso momento che i carichi dei gruppi
di condizioni G1, G2 e G3);
la situazione può essere raffigurata simbolicamente come G1 G2 G3
•
OPPURE : la selezione di questo operatore causa che le azioni dei carichi dei vari gruppi di
carico si escluderanno l’una l’altra (la struttura sarà caricata, con i carichi del gruppo di
condizioni G1, G2, G3);
questa situazione può essere raffigurata simbolicamente come:
G1
G2
G3
•
O : la selezione di questo operatore causa che tutte le combinazioni tra i gruppi di condizioni
di carico saranno ammissibili;
Questa situazione può essere raffigurata simbolicamente come:
G1
G2
G3
G1 G2
G1 G3
G2 G3
G1 G2 G3.
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La creazione delle combinazioni di norma per i compiti più complicati (tipicamente, più di dieci
condizioni di carico per cui vengono create le combinazioni di norma) può richiedere tempi lunghi.
Perciò è stato previsto un meccanismo che permette di determinare le combinazioni di norma
semplificate che generano le combinazioni estreme, considerando un concreto risultato o una loro
combinazione. In tale situazione si possono impiegare le opzioni disponibili nel segnalibro
Ponderazioni semplificate.
L’utente deve definire il numero dei punti e determinare, quale valore considera decisivo (forza,
momento, sollecitazione). Il programma deciderà, quali di queste combinazioni forniscono tali valori e
soltanto queste combinazioni verranno accettate come combinazioni di norma per la barra
selezionata. Se verranno definite interazioni di due grandezze selezionate, il sistema proverà a
determinare gli inviluppi di tali variabili.
Nel caso dei compiti più complicati è possibile creare le combinazioni di norma semplificate anche per
i nodi e/o barre selezionati della struttura. Perciò si possono impiegare le opzioni del segnalibro
Selezione :
• Tutte le barre (valori selezionati sul segnalibro Ponderazioni semplificate saranno verificati per
tutte le barre della struttura) o barre della lista (valori selezionati sul segnalibro Ponderazioni
semplificate verranno verificati per le barre della struttura selezionate dall’utente: la lista delle
barre selezionate dovrebbe essere inserita nell’apposito campo)
• Tutti i nodi (valori selezionati sul segnalibro Ponderazioni semplificate saranno verificati per tutti i
nodi della struttura) o nodi della lista (valori selezionati sul segnalibro Ponderazioni semplificate
saranno verificati per i nodi della struttura selezionati dall’utente: la lista dei nodi selezionati
dovrebbe essere inserita nell’apposito campo).
3.9.3.
Carichi mobili
L’opzione destinata alla definizione dei carichi mobili permette all’utente di analizzare la struttura
caricata dal veicolo determinato da una combinazione di azioni arbitraria che si muove lungo una
strada indicata (nella definizione dei carichi dovuti a un veicolo possono essere presenti forze
concentrate, carichi lineari o superficiali ).
L’opzione è disponibile:
•
nel menu, dopo la selezione del comando Carichi/Carichi speciali/Mobili
•
nella barra degli strumenti, dopo la selezione dell’icona Carichi mobili
.
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Sullo schermo appare la finestra di dialogo presentata in figura sotto.
I carichi mobili vengono definiti mediante la specificazione del veicolo e del suo percorso (strada) sulla
struttura. Il veicolo è un insieme di forze con direzione, grandezza e posizione determinate. Con ogni
passo il veicolo è spostato da una posizione all’altra; per ogni posizione viene creato un insieme di
forze applicato agli elementi. Perciò la condizione del carico mobile viene considerata come un
insieme di più condizioni di carico statiche (ogni successiva condizione di carico per ogni successiva
posizione del carico).
Nella parte superiore della finestra di dialogo presentata sopra sono disponibili le seguenti icone:
=
: permette di aggiungere un nuovo tipo di veicolo
=
: permette di cancellare il tipo di veicolo selezionato dalla lista attiva
=
,
,
e
: permettono di visualizzare la lista dei veicoli attivi in forma di: icone grandi, icone
piccole, lista abbreviata e lista completa
=
: permette di tagliare dalla lista attiva tutti i tipi di veicolo che non vengono utilizzati nella struttura
progettata.
Il processo di definizione della condizione di carico mobile nella struttura si compone dei seguenti
passi:
• definizione di un nuovo veicolo e selezione del veicolo che si muoverà sulla struttura; per
selezionare il veicolo occorre illuminarlo nella lista dei tipi di veicoli attivi
• definizione della condizione di carico mobile
per definire la condizione di carico mobile occorre scrivere il numero e il nome di questo carico; la
selezione del bottone Nuovo permette di creare una nuova (successiva) condizione di carico
mobile
• definizione della strada (traiettoria), su cui si muoverà il veicolo selezionato
per definire la strada su cui si muoverà il veicolo occorre cliccare sul bottone Definisci, con ciò si
apre la finestra di dialogo Polilinea : contorno. Cliccando sul bottone Parametri si accede a la
finestra di dialogo aggiuntiva, dove possono essere definiti parametri della strada (i moltiplicatori
dei carichi della condizione di carico mobile, ecc.)
Due parametri principali che definiscono il carico mobile sono:
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•
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passo: valore del passo con cui il veicolo si muove (è il passo che determina le successive
posizioni del veicolo)
direzione del carico: direzione delle forze che definiscono il carico dovuto al veicolo.
Definizione della superficie dell’applicazione di carico; tale opzione descrive il metodo di
ridistribuzione delle forze che definiscono il veicolo nella struttura. Esistono due possibilità:
Automatico : le forze vengono ridistribuite in modo automatico sugli elementi più vicini presi da
tutti gli elementi della struttura
Selezione : le forze verranno applicate agli elementi (o ai nodi che fanno parte di questi elementi)
più vicini presi dalla <lista_degli_elementi> disponibile a destra, sul basso della finestra di dialogo;
quando l’opzione Considera le dimensioni del veicolo è attivata, sarà definita la selezione delle
barre, sulle quali sarà generato il carico dovuto a forze del veicolo; tale selezione è determinata
dalle dimensioni del contorno del veicolo: b è la larghezza, d1 e d2 sono lo sbalzo anteriore e lo
sbalzo posteriore (per ogni veicolo saranno definiti i parametri del contorno del veicolo e i carichi
nella finestra di dialogo di definizione del veicolo).
Durante la generazione dei carichi alle barre, dovuti a carico a veicolo, tutte le barre o la loro
selezione definita nella lista Piano dell’applicazione saranno prese in considerazione. Tali barre
saranno proiettate sul piano creato con un segmento della polilinea della strada e il vettore
perpendicolare, definito dall’utente come Direzione del carico. Quando sarà attivata l’opzione
Considera le dimensioni del veicolo, sul piano di proiezione sarà definito il contorno del veicolo e la
selezione sulla proiezione delle barre sarà limitata a quelle barre che si includono o sono intersecate
dal contorno del veicolo. Tale tipo di limitazione della selezione delle barre, su cui sono generati i
carichi a veicolo, può aiutare nel momento, in cui risulta difficile la ricerca automatica di barre.
Con la selezione del bottone Applica viene creata una nuova condizione di carico mobile dai
parametri definiti nella finestra di dialogo presentata sopra.
Il percorso del veicolo, il veicolo, gli elementi caricati di veicolo e l’insieme dei carichi potranno essere
visualizzati dopo che sarà terminato il calcolo della struttura (opzione Visualizzazione/Carichi).
I risultati ottenuti per la condizione di carico mobile possono essere presentati in due modi. Il primo
metodo consiste nella visualizzazione dei risultati della condizione statica per la posizione del carico
mobile definita dall’utente. Sono disponibili le opzioni che permettono di modificare la posizione del
carico mobile. L’utente può spostare il carico passo per passo o attivare l’animazione del veicolo e dei
risultati per il carico mobile. L’altro metodo consiste nella visualizzazione dei cambiamenti dei valori
della grandezza selezionata nel punto selezionato durante il movimento del carico sulla struttura, nella
presentazione, cioè, della linea dell’influenza della grandezza selezionata (vedi capitolo 5.11).
OSSERVAZIONI SULL’UTILIZZAZIONE DEI CARICHI MOBILI PER DIVERSI TIPI DI STRUTTURA
Strutture barra
Per le strutture tipo barra (TELAIO, RETICOLO, GRATICCIO) è possibile applicare i carichi di veicolo
definito con l’uso delle forze concentrate e lineari. Le forze concentrate vengono applicate come
carichi di barra. Nel caso, in cui la forza concentrata non ”va” direttamente sulla barra, viene utilizzato
l’algoritmo che ripartisce la forza sulle barre più vicine. La forza lineare viene sostituita da 10 forze
concentrate lungo il carico lineare.
Per le strutture tipo barra non è possibile utilizzare i veicoli definiti con l’uso dei carichi superficiali.
Strutture tipo piastra-guscio
Per le strutture superficiali (PIASTRA, GUSCIO) è possibile applicare tutti i tipi di veicolo (con l’uso
delle forze concentrate, lineari e superficiali). La forza concentrata viene applicata come carico
geometrico di punto e ripartita agli elementi di barra. La forza lineare viene applicata come carico
geometrico lineare agli elementi superficiali. Non è applicata alle barre. La forza superficiale viene
applicata come carico geometrico di contorno agli elementi superficiali. Utilizzando questo tipo di
carico occorre osservare, in quale luogo verrà applicato il carico di contorno, perché tale carico viene
generato su ogni pannello presente nella zona di proiezione del contorno. Perché questo tipo di carico
sia applicato esclusivamente ai pannelli selezionati, nella definizione della condizione di carico mobile
occorre utilizzare opzioni di selezione.
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Nel caso delle strutture miste (barra-guscio) i carichi lineari e superficiali vengono applicati soltanto
agli elementi superficiali. Per applicare il carico di veicolo direttamente alle barre, occorre utilizzare le
forze concentrate nella definizione del veicolo.
DEFINIZIONE DI UN NUOVO VEICOLO
Il veicolo è l’insieme delle forze che costituisce il carico nella condizione mobile. Il veicolo è spostato
lungo il percorso definito, di distanza data come passo del percorso della condizione mobile. Ogni
posizione specifica del veicolo è salvata nel componente successivo della condizione. La definizione
del veicolo può essere composta di forze concentrate, lineari o superficiali dal contorno rettangolare.
Selezionata l’icona Nuovo veicolo nella finestra di dialogo Carichi mobili, sullo schermo appare la
finestra di dialogo presentata in figura sotto.
In questa finestra di dialogo l’utente può selezionare il veicolo che verrà aggiunto alla lista attiva dei
veicoli presenti nella finestra di dialogo Carichi mobili. La finestra di dialogo è divisa in parti. Due tipi
di veicolo sono disponibili:
•
veicoli simmetrici : i carichi sono definiti come copie di forze dalla distanza simmetrica rispetto
all’asse del veicolo, in qualsiasi punto sull’asse; le forze sono definite come i carichi verticali
(eventuali forze orizzontali, dovute a frenatura, possono essere ottenute mediante la definizione
dei valori dei coefficienti di strada); i veicoli di questo tipo sono utilizzati, per esempio, per
modellare i carichi di ponte
•
veicolo qualsiasi : i carichi sono definiti come le forze agenti in qualsiasi punto sulla lunghezza e
sulla distanza dall’asse del veicolo; le forze concentrate possono essere definite nelle direzioni X,
Y, Z del sistema locale del veicolo; i coefficienti di strada non possono essere applicati a tale tipo
di veicolo; i veicoli di tale tipo sono utilizzati, per esempio, per modellare i carichi a carroponti.
Nell’angolo destro superiore della finestra di dialogo è disponibile il campo Selezione del veicolo che
abbraccia due campi di selezione: Norma (base) e Nome del veicolo. Sono disponibili inoltre tre
bottoni:
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•
Nuovo : permette di definire un nuovo veicolo; la selezione di questo bottone permette di aprire la
finestra di dialogo, in cui l’utente può definire il nome del nuovo veicolo. Sono possibili due
situazioni: se, definiti i carichi per il nuovo veicolo, l’utente cliccherà sul bottone Aggiungi, il
veicolo verrà aggiunto soltanto alla lista dei veicoli attivi nella finestra di dialogo Carichi mobili; se
invece, definiti i carichi per il nuovo veicolo, l’utente cliccherà sul bottone Salva nella base, sullo
schermo apparirà la finestra di dialogo, in cui l’utente può selezionare la base (catalogo) dei
veicoli, dove il nuovo veicolo può essere salvato
•
Salva nella base : permette di salvare il veicolo selezionato nel catalogo dei veicoli; un click su
questo bottone permette di aprire la finestra di dialogo, in cui l’utente può selezionare la base
(catalogo) dei veicoli, dove il veicolo va salvato
•
Cancella : permette di cancellare il veicolo selezionato dal catalogo dei veicoli.
ATTENZIONE: L’utente può definire un catalogo dei veicoli personale (catalogo dell’utente). Questo è
possibile nella finestra di dialogo Preferenze del compito (opzione Catalogo dei
veicoli).
Nell’angolo sinistro superiore della finestra di dialogo è disponibile il campo, dove viene visualizzato
un disegno schematico del veicolo selezionato.
Nella parte centrale della finestra di dialogo è presente la tabella, in cui viene visualizzata la
descrizione dei carichi per il veicolo selezionato. Nel programma sono accessibili tre tipi di carico:
forza concentrata, carico lineare e carico superficiale. Ogni parametro del carico per il veicolo
selezionato può essere modificato.
Per i singoli tipi di carico vanno definiti i seguenti parametri:
forza concentrata
Veicoli simmetrici:
F è il valore della forza concentrata
X è il valore della coordinata del punto dell’applicazione della forza (lungo l’asse
del veicolo) S è la distanza fra le forze
Veicoli non simmetrici:
FX, FY, FZ sono i valori della forza concentrata
X è il valore della coordinata del punto d’applicazione della forza (lungo l’asse del
veicolo)
Y è il valore della coordinata del punto d’applicazione della forza (perpendicolare
all’asse del veicolo)
carico lineare
Veicoli simmetrici:
Q è il valore del carico lineare X è il valore della coordinata della linea di
applicazione della forza (lungo l’asse del veicolo) S è la distanza fra i carichi
lineari (soltanto in direzione dell’asse Y)
Dx è la lunghezza del segmento su cui agisce il carico (lungo l’asse del veicolo)
Dy è la lunghezza del segmento su cui agisce il carico (perpendicolarmente
Rispetto ai veicoli simmetrici, il valore S è sostituito da
Y che è il valore della coordinata del punto d’applicazione della forza
(perpendicolarmente all’asse del veicolo)
carico
superficiale
Veicoli simmetrici:
P è il valore del carico superficiale
X è il valore della coordinata della linea di applicazione della forza (lungo l’asse
del veicolo) S è la distanza fra i carichi superficiali (soltanto in direzione dell’asse
Y)
Dx è la lunghezza del lato del rettangolo su cui agisce il carico (lungo l’asse del
veicolo)
Dy è la lunghezza del rettangolo su cui agisce il carico (perpendicolarmente
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rispetto ai veicoli simmetrici il valore S è sostituito da
Y che è il valore della coordinata del punto d’applicazione della forza
(perpendicolarmente all’asse del veicolo)
Sul basso della finestra di dialogo sono disponibili due campi:
• Dimensioni del veicolo:
dove,
b è la larghezza del veicolo
d1 è la distanza del carico dal contorno del veicolo (davanti al veicolo)
d2 è la distanza del carico dal contorno del veicolo (dietro al veicolo)
• Unità:
forze: visualizzazione delle unità in cui vengono presentate i valori delle forze (modificabili nella
finestra di dialogo Preferenze del compito)
lunghezze: visualizzazione delle unità in cui vengono presentate i valori delle lunghezze
(modificabili nella finestra di dialogo Preferenze del compito).
PARAMETRI DELLA STRADA
L’opzione permette di definire i coefficienti di scala che permettono di ottenere il valore reale (di
calcolo) del carico a veicolo. L’opzione è disponibile, quando si clicca sul bottone Parametri,
presente nella finestra di dialogo Carichi mobili.
ATTENZIONE: Per aprire la finestra di definizione dei coefficienti, occorre selezionare la polilinea, per
cui saranno definiti i moltiplicatori del valore del carico.
Con un clic sul bottone Parametri, nella finestra di dialogo Carichi mobili sullo schermo si apre la
finestra di dialogo in figura sotto .
In tale finestra di dialogo è presente la tabella, dove sono visualizzati i seguenti parametri della strada
(polilinea):
•
colonna Bordo : numero e nome della polilinea che definisce il percorso del veicolo
•
colonna Gamma : il veicolo può essere ruotato intorno all’asse verticale; ciò causa la modifica
della posizione delle forze (la loro direzione, invece, non cambia); la rotazione è definita mediante
l’angolo Gamma, la sua definizione è identica a quella dell’angolo Gamma, durante la descrizione
delle proprietà degli elementi di barra
•
colonna VL : coefficiente di scala per la forza verticale (V) a lato sinistro; permette di moltiplicare il
valore del carico (per esempio, forza concentrata) per ottenere il valore reale (di calcolo) del
carico
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•
•
•
•
•
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colonna VP : coefficiente di scala per la forza verticale (V) a lato destro; permette di moltiplicare il
valore del carico (per esempio, forza concentrata) per ottenere il valore reale (di calcolo) del
carico
colonna HL : coefficiente di scala per la forza orizzontale trasversale (H) a lato sinistro; permette
di moltiplicare il valore del carico (per esempio,forza concentrata) per ottenere il valore reale (di
calcolo) del carico (carico orizzontale perpendicolare alla direzione della strada)
colonna HP : coefficiente di scala per la forza orizzontale trasversale (H) a lato destro; permette di
moltiplicare il valore del carico (per esempio,forza concentrata) per ottenere il valore reale (di
calcolo) del carico (carico orizzontale perpendicolare alla direzione della strada)
colonna LL : coefficiente di scala per la forza orizzontale longitudinale (L) a lato sinistro; permette
di moltiplicare il valore del carico (per esempio,forza concentrata) per ottenere il valore reale (di
calcolo) del carico (carico orizzontale parallelo alla direzione della strada)
colonna LP : coefficiente di scala per la forza orizzontale longitudinale (L) a lato destro; permette
di moltiplicare il valore del carico (per esempio,forza concentrata)per ottenere il valore reale (di
calcolo) del carico (carico orizzontale parallelo alla direzione della strada).
Quando i coefficienti a lato destro e a lato sinistro hanno valori diversi, i coefficienti intermedi,
all’interno della larghezza del veicolo, saranno interpolati conforme alla larghezza del veicolo.
È possibile anche selezionare le opzioni che permettono di limitare la posizione dei veicoli sulla
struttura: Limitazione della posizione del veicolo - origine e Limitazione della posizione del veicolo fine. Quando tali opzioni saranno attivate, all’inizio o/e alla fine della strada o del percorso del veicolo
le ruote del veicolo saranno protette dall’“uscita” dalla strada definita (per esempio, le ruote del
carroponte non potranno trovarsi fuori dalla trave di carroponte).
Nella parte inferiore della finestra di dialogo è presente la casella Tolleranza. È un parametro legato
con la condizione dell’analisi dei carichi mobili. La tolleranza determina le condizioni della generazione
dei carichi alle barre, dovuti al veicolo definito. La tolleranza definisce la distanza massima dalla barra,
per la quale la forza concentrata, determinata nella definizione del veicolo, sarà applicata direttamente
alla barra, senza applicare la ripartizione delle forze alle barre.
L’attivazione dell’opzione momento dovuto all’eccentricità della forza permette di generare il carico del
momento concentrato, dovuto alla forza concentrata applicata alla barra, con la presa in
considerazione dell’eccentricità.
Nella parte bassa della finestra di dialogo è disponibile anche l’opzione Veicolo nei punti della polilinea
che serve per posizionare il carico dovuto al veicolo sul percorso del carico mobile nei punti della
polilinea (punti caratteristici che si trovano sulla traiettoria dei veicolo). Attivata questa opzione, il
carico dovuto al veicolo sarà applicato all’estremità di ogni segmento, di cui si compone la polilinea.
Occorre ricordare che la posizione del veicolo è definita con l’aiuto del passo di spostamento del
veicolo, allora usando questa opzione, è possibile assicurare la definizione del carico di veicolo in
determinati punti (p.es. vincoli).
3.9.4.
Carichi mobili - Autoloader
L’opzione carichi mobili di programma Robot Millenium permette di analizzare le strutture sollecitate
dal carico del veicolo che, durante l’analisi, viene spostato verso le posizioni successive lungo la
strada definita per la struttura. In tal caso otteniamo una condizione composta che contiene i
componenti dovuti ad ogni posizione del veicolo. Tale approccio è molto utile nel caso in cui viene
analizzato il movimento del veicolo sulla strada ad una corsia. Nel caso dei ponti che possono avere
più corsie, occorre definire più condizioni di carico mobile e quindi analizzare le loro combinazioni. Il
numero di combinazioni provenienti da questa operazione potrebbe essere molto alto.
Nel programma Robot è disponibile il modulo Autoloader che serve ad analizzare i carichi sui ponti
con la presa in considerazione delle condizioni regolamentari. Per analizzare i carichi sui ponti con
l’aiuto di Autoloader, il programma utilizza le linee (superfici) dell’influenza ; la linea dell’influenza è
una forma bidimensionale della superficie dell’influenza spaziale (tridimensionale). In base alla
superficie dell’influenza, può essere ottenuta la ripartizione del carico che dà l’effetto più sfavorevole
per la grandezza descritta dalla superficie dell’influenza definita. Autoloader effettua questa analisi e
definisce la più sfavorevole configurazione dei carichi per la superficie dell’influenza data.
Autoloader funziona come un modulo interno del programma Robot. Il modulo crea nuove condizioni
di carico la cui configurazione è la più sfavorevole per la superficie dell’influenza data.
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L’opzione Carichi mobili - Autoloader è accessibile:
•
nel menu mediante la selezione del comando Carichi/Carichi speciali/ Mobili : Autoloader
•
nella barra degli strumenti con un click sull’icona Carichi mobili - Autoloader
.
Le operazioni nel modulo Robot-Autoloader sono state divise in alcune tappe (definizione dei dati e la
loro analisi). Tali tappe sono:
•
definizione dei dati geometrici e selezione delle superfici dell’influenza
•
definizione dei parametri del modulo Autoloader
•
generazione del modello e lancio del calcolo della condizione ausiliare con i carichi unitari
•
generazione del file di entrata e attivazione dell’analisi del modulo Autoloader
•
generazione delle condizioni di carico nel modello del programma Robot
ATTENZIONE : Le superfici dell’influenza sono generate per il carico unitario che agisce sulla
direzione dell’asse Z (senso : minus Z). La piastra del ponte deve essere allora
definita nel piano orizzontale (parallelo al piano XY) ; i carichi del ponte ottenuti
avranno la direzione verticale (direzione dell’asse Z).
In tale finestra di dialogo possono essere determinati i dati geometrici e definita la superficie
dell’influenza (il primo punto menzionato sopra).
Le superfici dell’influenza nel programma Robot Millenium sono create con l’uso del metodo statico.
Ciò significa che le superfici dell’influenza sono generate dopo l’applicazione del carico unitario nei
punti successivi. Dopo la risoluzione di tutte le condizioni unitarie viene costruita la superficie
dell’influenza che prende i risultati dalle successive condizioni.
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Le superfici dell’influenza vengono definite come per l’analisi dei carichi mobili. Sia la linea che la
superficie dell’influenza è il diagramma di dipendenza di un valore risultante (p.es. forza o
spostamento) dalla posizione della forza unitaria. Il valore della linea dell’influenza nel dato punto è
uguale al valore della selezionata grandezza risultante in applicazione della forza unitaria in tale
punto. Nel campo Piastra del ponte :superficie - Oggetto può essere scritto o indicato graficamente
l’oggetto della superficie di carico, su cui sarà generata la superficie dell’influenza. Per determinare la
zona della piastra di ponte servono le superfici di carico. Tali oggetti non partecipano nella rigidezza
della struttura, sono soltanto gli oggetti geometrici che permettono generare i carichi.
L’opzione Barre: Automatico / Selezione permette di definire la superficie di applicazione del carico;
l’opzione permette di determinare il modo di ripartizione delle forze che definiscono il veicolo sugli
elementi di barra della struttura. Ci sono due possibilità:
• Automatico : le forze sono distribuite automaticamente sugli elementi più vicini presi da tutti gli
elementi della struttura
• Selezione : le forze sono applicate alla lista definita dall’utente nel campo di modifica che contiene
i più vicini elementi o nodi appartenenti a tali elementi.
Nel campo Via - linea/arco può essere definita la posizione della strada sulla piastra del ponte. Le
strade sono definite con l’aiuto degli assi della strada (linea o arco) e della sua larghezza. Sulla piastra
del ponte possono essere definite più strade. Tuttavia occorre ricordare che tutte le strade devono
essere dello stesso tipo (segmenti dritti o frammenti dell’arco).
Dopo l’accettazione del gruppo di parametri geometrici e il click sul bottone Applica si apre la finestra
di dialogo Autoloader – parametri che permette di definire i parametri dei carichi e analisi effettuata
nel modulo Autoloader (p.e. valori dei coefficienti e carichi applicati durante l’analisi, i parametri
dettagliati per la norma nazionale selezionata); occorre tuttavia ricordare che per aprire la finestra di
dialogo di definizione dei parametri, è indispensabile un corretto insieme dei dati geometrici:
• È necessario indicare il numero dell’oggetto della piastra di ponte
• È necessario definire almeno una corsia.
Il modulo Autoloader permette di analizzare i carichi di ponte secondo le seguenti norme:
•
UK : Highways Agency Departmental Standard BD 37/88 “Loads for Highway Bridges” che
contiene BS5400 Part 2:1978
•
UK : Highways Agency Departmental Standard BD 21/97 “Assessment of Highway Bridges and
Structures”
•
Malaysia : JKR Highway Loading standard
•
Hong Kong : raccomandazioni di Hong Kongu come estensione alla norma BD 37/88
•
RU : capitolo RU della norma BD 37/88
•
RAIL : parametri specifici di Autoloader, per l’uso con i carichi di ferrovia
•
Australia - AUSTROADS standard
•
USA : AASHTO standard.
Nel modulo Autoloader è possibile l’analisi dei seguenti tipi di carico di ponte:
•
Carichi normali che si compongono di carichi superficiali (Uniformly Distributed Load - UDL) o
lineari (Knife Edge Load - KEL); occorre osservare che in diverse norme è utilizzato un altro nome
di tale tipo di carico: BD 37/88 lo determina come HA, AUSTROADS utilizza L44, JKR utilizza LTA
•
Carichi accidentali di veicoli (insieme di forze concentrate); i nomi utilizzati in singole norme sono
diversi: BD 37/88 determina i veicoli come HB, AUSTROADS determina i veicoli come HLP, JKR
utilizza SV
•
SDL : superimposed dead loading.
Occorre osservare che il programma effettua l’analisi con una certa approssimazione. Questo è solo
uno strumento e i risultati dell’analisi dovrebbero essere verificati per assicurare la correttezza della
soluzione. L’analisi consiste in ciò che il programma posiziona i carichi sulla zona della superficie
dell’influenza prendendo in considerazione i coefficienti di norma appropriati.
Le superfici dell’influenza sono salvati come la mesh dei punti con la divisione definita, e i valori fra i
punti sono interpolati linearmente. La posizione del veicolo analizzata viene dunque determinata con
un certo passo. L’utente può controllare la divisione della mesh e il passo del veicolo. La divisione rara
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della mesh può causare delle soluzioni non corrette. Diminuendo la dimensione della divisione della
mesh si aumenta la precisione della soluzione. Occorre ricordare che ciò richiede più tempo del
calcolo e perciò, come nella maggioranza dei calcoli numerici, bisogna scegliere la migliore soluzione
intermedia tra la durata del calcolo e la sua precisione.
3.10. Carichi di neve e vento
La generazione dei carichi dovuti all’azione di neve/vento può essere iniziata con la selezione del
comando Carichi di neve e vento / Carichi speciali / Vento\Neve 2D/3D…disponibile nel menu o con
un clic sull’icona Carichi di neve e vento 2D/3D
. Sullo schermo appare la finestra presentata
sotto. Le opzioni di questa finestra permettono di creare i carichi di neve e vento conforme alle norme
francesi NV 65/N84 Mod.96 (Avril 2000), oppure NV65+Carte96, norma Eurocodice 1 (norma
generale e alcune norme nazionali di paesi europei: vedi l’elenco sotto), norma spagnola NBE-AE 88,
norma italiana DM 16/1/96,alla norma americana ANSI/ASCE 7-98, norma rumena 10101/20-90/2192, norma russa SniP 2.01.07-85 e alla norma algerina DTR C2-47/NV99.
La norma Eurocodice 1 è disponibile con i documenti d’applicazione nazionale per i seguenti paesi
europei: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Spagna, Germania, Grecia, Islanda, Irlanda,
Italia, Lussemburgo, Olanda, Norvegia, Polonia, Portogallo, Svezia, Svizzera, Gran Bretagna.
ATTENZIONE: L’opzione ”CARICHI DI NEVE E VENTO” è disponibile per due soli tipi di struttura:
TELAIO PIANO e RETICOLO PIANO. Per gli altri tipi di struttura non è possibile
definire i carichi di neve e vento in modo automatico. L’opzione non è accessibile, se
l’utente non ha definito nessuna struttura.
Nella finestra Carichi di neve e vento vengono visualizzati i dati principali sulla struttura per la quale
saranno generati i carichi di neve e vento:
•
Inviluppo: questa opzione permette di determinare quegli elementi della struttura, sui quali
saranno generati i carichi dovuti alla neve e al vento. L’inviluppo è costituito dai numeri dei NODI
delle barre selezionate
•
Auto: inizio della generazione automatica dell’inviluppo. I parametri della generazione vengono
assunti conformemente alle opzioni di creazione (identificazione) automatica dell’inviluppo
selezionate dall’utente; i numeri dei nodi sono immessi nel campo di modifica Inviluppo
•
Nessuna sporgenza: è una variante della generazione automatica dell’inviluppo, durante la quale
non sono prese in considerazione le parti sporgenti dell’edificio.
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•
Profondità: questa opzione permette all’utente di definire la profondità (lunghezza) della struttura.
Questa dimensione è indispensabile per determinare i coefficienti globali di neve e vento per la
struttura.
•
Distanza: questa opzione permette all’utente di definire la distanza fra gli elementi portanti sulla
lunghezza della struttura. Questa dimensione è indispensabile per raccogliere i carichi di neve e
vento delle relative superfici dei muri laterali.
Per definire i carichi di neve e vento in modo corretto, occorre determinare l’inviluppo e i due
fondamentali parametri dell’edificio: profondità e distanza.
Nella parte destra inferiore della finestra di dialogo sono disponibili due opzioni:
•
Vento – attivazione di questa opzione causerà che durante la generazione dei carichi di neve e
vento saranno create le condizioni di carico della struttura dovute al vento; disattivazione di questa
opzione causerà che le condizioni di carico della struttura dovute al vento non saranno create
•
Neve - attivazione di questa opzione causerà che durante la generazione dei carichi di neve e
vento saranno create le condizioni di carico della struttura dovute alla neve; disattivazione di
questa opzione causerà che le condizioni di carico della struttura dovute alla neve non saranno
create.
Sotto è disponibile l’opzione Visualizza la nota dopo la generazione dei carichi.
Quando tale opzione è attivata, dopo la generazione dei carichi di neve/vento, sarà attivato l’editore di
testi, in cui saranno presentati i valori dei carichi calcolati per le condizioni specifiche di carico di
neve/vento.
Quando tale opzione è disattivata, saranno generate le condizioni di carico di neve e vento. Sullo
schermo non sarà attivato l’editore di testi con i valori dei carichi per le condizioni di carico di neve e
vento. I file contenenti le note di calcolo per il carico neve/vento saranno salvati nella cartella Robot
Office Project / Output.
Sul basso della finestra è disponibile il bottone Parametri che permette di aprire la finestra con i
parametri dettagliati del carico di neve e vento. Per esempio, dopo che sarà aperta la finestra con le
opzioni dettagliate del carico di neve e vento e selezionato il segnalibro Parametri generali, sullo
schermo appare la finestra presentata sotto.
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La finestra contiene le opzioni fondamentali di progettazione della struttura richieste dalla norma di
neve e vento nazionale selezionata nelle Preferenze del compito. Quando l’utente sceglie l’opzione
disponibile nell’angolo destro, sull’alto della finestra appare l’icona che raffigura simbolicamente
l’opzione selezionata.
La finestra presentata sopra è divisa in alcuni campi che contengono determinati gruppi di opzioni.
Nella parte superiore della finestra sono disponibili le seguenti opzioni: provincia, cantone e altitudine
geografica (s.l.m.). Sotto sono presenti tre campi: Dimensioni della struttura, Freccia del tetto e
Cambiamento del carico uniforme in quello nodale che determinano i parametri fondamentali dei
carichi di neve e vento.
In questa finestra sono accessibili anche tre segnalibri: Vento, Neve e Permeabilità che permettono di
definire i parametri del carico della struttura di vento e neve e i parametri della permeabilità
dell’edificio conforme ai requisiti della norma selezionata.
NORME
Regles N V 65 Et Annexes Regles N 84 Regles Definissant Les Effets De La Neige Et Du Vent Sur
Les Constructions Et Annexes, Eyrolles 1987
Norma europea Eurocodice 1:Basi di calcolo ed azioni sulle strutture.
3.10.1. Carichi di neve e vento 3D
Definiti i parametri generali della struttura indispensabili per generare i carichi di neve e vento per una
struttura piana (inviluppo, distanza, profondità), e selezionato il bottone Generazione 3D nella finestra
di dialogo Carico di neve e vento, sullo schermo appare la finestra di dialogo Carichi di neve e
vento - geometria 3D presentata sotto.
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Carico di neve e vento 3D è creato nel seguente modo:
• per un telaio piano definito vengono generate le condizioni di carico di neve e vento
• in base ai parametri della struttura 3D determinati nella finestra di dialogo presentata sopra
viene creata una struttura spaziale (telaio)
• telaio piano definito viene copiato n-volte (conforme al valore delle distanze definito)
• tra i successivi telai vengono generate barre orizzontali (arcarecci); i carichi verranno portati
dalla copertura della struttura attraverso gli arcarecci sugli elementi dei telai.
I carichi di neve e vento 2D calcolati per il telaio piano (valore della forza / unità della superficie),
verranno raccolti dalle relative superfici e applicati agli arcarecci come carichi permanenti (valore di
forza / unità di lunghezza). Per gli arcarecci, i carichi vengono raccolti dalla superficie piana della zona
limitata dagli arcarecci contigui o dai bordi di questa superficie, se nella direzione data non è presente
nessun arcareccio contiguo.
Nel campo Posizione dei telai possono essere definiti i seguenti parametri:
• Posizione dei telai : modo di disposizione dei telai piani copiati (regolare: con distanza fissa
ripetuta, non regolare: con distanze tra i successivi telai definite)
• Numero di telai numero dei telai nella struttura spaziale finale
• Distanze : distanze dei telai; per la posizione regolare viene definito un valore della distanza,
per la posizione non regolare devono essere definite distanze separate con limitatori (numero
di telai: 1).
Nel campo Posizione delle barre longitudinali, usando i bottoni ‘<’ e ‘>’ è possibile selezionare una
barra nella struttura e quindi definire i suoi parametri. Accanto al campo Barra viene inserito il numero
della barra selezionata e nel campo che dimostra un disegno schematico del telaio 2D la barra è
illuminata (la barra può essere anche indicata direttamente in disegno del telaio 2D). Nel campo
Posizione delle barre longitudinali sono disponibili le seguenti opzioni:
•
bottone Sezione : permette di selezionare la sezione utilizzata durante la creazione
dell’arcareccio (barra longitudinale)
•
Posizione : posizione degli arcarecci sull’elemento corrente del telaio piano, determinata in modo
‘relativo’ o ‘assoluto’.
•
Eccentricità : attivazione di questa opzione permette di prendere in considerazione le eccentricità
durante la creazione degli elementi dell’arcareccio.
La selezione del bottone Genera 3D attiva la generazione dei carichi di neve e vento 3D.
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3.10.2. Carichi di vento sui piloni
L’opzione permette di generare i carichi di neve e vento sulle strutture, quali traliccio, pilone, torre di
antenna, palo ad alta tensione, ecc. La generazione dei carichi di neve e vento può essere iniziata, se
viene selezionato:
•
comando Carichi / Carichi speciali / Vento sui pali disponibile nel menu
•
icona Carichi sui pali
.
Sullo schermo appare la finestra di dialogo presentata sotto.
ATTENZIONE: L’opzione Carichi sui piloni è disponibile soltanto per le strutture spaziali di barra:
TELAIO 3D e RETICOLO 3D. Le strutture create devono avere la base in forma di
triangolo equilatero o di rettangolo.
ATTENZIONE: La generazione dei carichi di neve e vento per i piloni è eseguita in base alla norma
francese NV 65 e alla norma americana EIA.
La finestra di dialogo presentata in figura sopra si compone di quattro segnalibri: Generalità, Specifici,
Segmenti e Attrezzatura (opzioni disponibili in tali segnalibri dipendono dalla norma selezionata). Sul
segnalibro Generalità, per esempio, l’utente può definire i seguenti parametri: provincia, cantone,
regione e tipo di vento, e luogo, ha anche la possibilità di attivare l’opzione Sulla riva del mare.
Nella parte centrale della finestra di dialogo è disponibile il campo di modifica Altezza della struttura
che permette di determinare l’altezza della struttura per il calcolo della pressione del vento. Sotto, è
presente il campo Coefficiente, in cui può essere definito il valore del coefficiente di correzione del
valore della pressione del vento.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo sono disponibili le opzioni che consentono di selezionare:
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•
modo di definizione della pressione del vento (esistono tre possibilità: modo automatico, a
seconda della regione definita, manuale, mediante l’inserimento del valore della pressione e
manuale, mediante l’inserimento della velocità del vento)
• numero e direzione dell’azione del vento secondo la norma (in tal caso viene ammessa la
simmetria della struttura) e tutte le direzioni standard (opzione utile per una struttura
asimmetrica)
• modo di calcolare la pressione del vento sui singoli elementi della struttura (esistono due
possibilità: costante, calcolata in relazione al punto più alto del segmento e variabile, calcolata
separatamente per ogni elemento, in relazione al punto più alto dell’elemento).
Le opzioni disponibili sugli altri segnalibri:
• segnalibro Specifici permette di definire i parametri aggiuntivi del carico, quali brina, azione
dinamica del vento, ecc.
• segnalibro Segmenti permette di definire i parametri dei segmenti, in cui è divisa la struttura
tipo pilone (pali ad alta tensione, piloni di antenna, ecc.)
• segnalibro Attrezzatura permette di definire le superfici che hanno un influenza significativa
sul carico di vento della struttura, quali antenne, tavole, riempimenti della struttura, ecc.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo sono presenti i bottoni standard (Chiudi, Guida e
Annulla) e il bottone Genera, con cui l’utente può attivare la generazione dei carichi di vento sul
pilone definito e la creazione di una nota di calcolo.
NORMA
TIA/EIA STANDARD Structural Standards for Steel Antenna Towers and Antenna Supporting
Structures TIA/EIA-222-F (Revision of EIA/TIA-222-E), Telecommunications Industry Association,
June 1996
3.10.3. Carichi di neve e vento sugli oggetti 3D
L’opzione di generazione di neve e vento per le superfici funziona nel modo simile al opzione di
generazione di tali carichi per i telai 2D (cfr. cap. 3.10). I passi successivi durante la generazione dei
carichi di neve e vento per i telai 2D e i loro corrispondenti sono i seguenti:
Telaio 2D
1. generazione dell’inviluppo
2. definizione dei parametri di norma
3. generazione dei coefficienti
4. applicazione dei carichi alle barre della
struttura
Strutture spaziali
1. definizione della superficie
2. definizione dei parametri di norma
3. generazione /modifica dei coefficienti
4. generazione dei carichi superficiali (tali carichi
sono trasmessi alle barre della struttura attraverso le
superfici definite).
L’opzione Vento e neve 3D può essere attivata:
•
nel menu mediante la selezione dell’opzione Carichi / Carichi speciali / Carichi di neve e vento
2D\3D
•
nella barra degli strumenti con un click sull’icona
.
ATTENZIONE: L’opzione è disponibile solo per le strutture tipo Telaio 3D e Guscio (attualmente per la
norma francese NV65).
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Per generare i carichi di neve e vento occorre:
• definire la lista delle superfici su cui verranno generate le condizioni di vento e neve (la
finestra in figura sopra)
• definire i parametri che permettono una automatica generazione dei carichi di vento e neve (il
bottone Parametri in questa finestra di dialogo apre la finestra di dialogo che serve per
definire i parametri del carico di neve e vento); quando i parametri del carico di neve e vento
sono definiti e si clicca sul tasto Applica e quindi la finestra di dialogo Parametri viene chiusa
e sullo schermo appare la finestra di dialogo Carichi di neve e vento.
La finestra di dialogo Carichi di neve e vento presenta la vista della struttura definita e la lista delle
condizioni di neve e vento generate. La vista della struttura (vedi la figura sotto) presenta le superfici
di carico che sono definite con l’aiuto della leggenda di colori. La tabella disponibile in questa finestra
contiene tutte le superfici della struttura. Per le superfici che non sono state sollecitate
automaticamente dal programma, i valori dei carichi sono uguali a zero.
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Il bottone Genera chiude questa finestra di dialogo e i carichi vengono generati sulle superfici. I carichi
sono applicati come pressione agli oggetti di superficie nel sistema locale o globale. I carichi di barre
vengono successivamente trasferiti in modo simile a quello dei carichi sulle barre di oggetti 3D ; il
trasferimento dei carichi di barre si effettua durante la generazione del modello della struttura.
I coefficienti che servono per definire i carichi neve o vento sono salvati nel compito, in tale modo che
l’utente può editare i coefficienti e i parametri dei carichi NV.
In occasione della definizione dei carichi di neve e vento va menzionata l’opzione Rivestimenti che
serve per creare un nuovo oggetto (superficie) che permette di trasferire i carichi superficiali sulle
barre (questo oggetto non trasferisce le sollecitazioni ). Tale opzione permette di definire la struttura di
barra con pareti di riparo. Tali rivestimenti possono essere utilizzati durante la generazione dei carichi
superficiali sulle barre di oggetti 3D e durante la generazione dei carichi di neve e vento 3D. Tale
oggetto facilita la generazione dei carichi e permette di definire gli oggetti reali che non costituiscono
elementi portanti della struttura, come pareti di riparo e coperture. L’opzione Rivestimenti è
disponibile:
•
nel menu con il comando Geometria/Caratteristiche supplementari/Rivestimenti
•
nella barra degli strumenti con l’icona
.
ATTENZIONE: La superficie con rivestimento non si sottopone alla meshatura in elementi finiti. È un
oggetto ausiliare che serve alla definizione dei carichi.
L’oggetto della superficie è generato come faccia con il rivestimento. La definizione della superficie
viene condotta in modo simile alla definizione del pannello (mediante l’indicazione del punto interno o
della lista di oggetti lineari). L’opzione della definizione della superficie mediante l’assegnazione del
rivestimento all’oggetto tipo ‘faccia’ è disponibile per i seguenti tipi di struttura: strutture di barra e
guscio. Si ipotizza che per le strutture volumetriche, l’oggetto ‘superficie si comporti come faccia
dell’oggetto volumetrico; su tale oggetto non è permessa la definizione delle superfici di carico.
3.10.4. Carichi di vento sulle strutture a base poligonale
(prisma)
L’opzione permette di generare i carichi di vento per le strutture assialsimmetriche (a base poligonale
regolare). L’opzione è disponibile per le seguenti norme:
•
norma di neve e vento francese NV65 (par. 3)
•
norma di neve e vento americana ANSI/ASCE 7-98.
La figura sotto presenta i tipi di struttura, per i quali possono essere generati i carichi di vento.
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L’opzione permette di generare i carichi di vento sugli elementi finiti superficiali selezionati e sui
pannelli. Ciò significa che prima di attivare tale opzione occorre selezionare i pannelli e le superfici su
cui saranno generati i carichi di neve e vento.
La generazione dei carichi di neve e vento può essere iniziata quando l’utente:
•
Seleziona nel menu il comando Carichi /Carichi speciali / Vento sui cilindri
•
Clicca sull’icona Vento sui cilindri
.
ATTENZIONE: L’opzione Vento sui cilindri è disponibile soltanto per i gusci.
ATTENZIONE: La generazione dei carichi di neve e vento è condotta in base alla norma francese NV
65 65 o norma americana ANSI/ASCE 7-98.
I parametri definiti per la generazione dei carichi di vento per tale tipo di struttura sono simili ai
parametri descritti nei capitoli precedenti (i parametri si riferiscono alla norma francese NV65) e alla
norma americana di neve e vento ANSI/ASCE 7-98).
Dopo la selezione di tale opzione sullo schermo diventerà disponibile la finestra di dialogo in figura
sotto (qui, per la norma francese).
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Parte superiore della finestra di dialogo, campo Direzioni del vento:
•
la lista Generatrici permette di determinare la direzione lungo l’altezza della struttura cilindrica
(rotativo-simmetrica); è possibile scegliere tra le direzioni X, Y e Z del sistema di coordinate
globale
•
le opzioni di Vento permettono di determinare le direzioni generate dal carico dovuto al vento; le
direzioni selezionate si riferiscono al sistema di coordinate globale.
Nella parte inferiore della finestra, nel campo Tipo di struttura i seguenti parametri possono essere
definiti:
per la norma francese:
•
Categoria: tale lista contiene le categorie disponibili della struttura sottoposta al calcolo:
categoria
categoria
categoria
categoria
categoria
categoria
I
II
III
IV
V
VI
Prisma di 3 o 4 lati
Prisma a base 5 - 10 lati senza rinforzi ricurvi
Prisma a base 11 - 20 lati con o senza rinforzi ricurvi
cilindro a base circolare con rinforzi sottili o resistenti con bordi acuti
Prisma di 20 o più lati con o senza rinforzi ricurvi
Cilindro liscio a base circolare senza rinforzi, con lucentezza
Quando è stata selezionata la categoria II, diventa disponibile l’opzione Numero di facce; nella lista
occorre selezionare il numero di facce della struttura rotativo-simmetrica. Per la altre categorie,
l’opzione Numero di facce non è disponibile.
per la norma americana:
•
Categoria: tale lista contiene le categorie disponibili della struttura sottoposta al calcolo:
categoria
categoria
categoria
categoria
categoria
I
II
III
IV
V
Quadrato
esagonale o ottagonale
circolare con la superficie poco liscia
circolare con la superficie rugosa
circolare con la superficie molto rugosa.
Per ogni categoria è disponibile anche l’opzione Numero di facce; nella lista occorre selezionare il
numero di facce della struttura rotativo-simmetrica.
Dopo la definizione dei parametri di base della struttura rotativo-simmetrica, con un clic sul bottone
Parametri, si apre la finestra di dialogo che permette di definire i parametri del carico di neve e vento.
La finestra di dialogo che serve per definire i parametri del carico dovuto al vento si compone dei tre
segnalibri:
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- Generali
- Specifici
- Segmenti.
Le opzioni disponibili sugli altri segnalibri:
•
segnalibro Generali: qui è possibile definire i parametri principali del carico (posizione della
struttura, pressione del vento, posizione del suolo, ecc.)
•
segnalibro Specifici: qui è possibile definire i parametri addizionali dell’azione del vento (per
esempio, azione dinamica del vento nel caso della norma francese o il coefficiente di topografia e
il coefficiente di raffiche di vento nel caso della norma americana)
•
segnalibro Segmenti: qui è possibile definire i parametri dei segmenti, in cui la struttura è divisa.
I parametri presenti su tali segnalibri dipendono dalla norma di neve e vento selezionata.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo sono disponibili i bottoni standard (Chiudi, Guida e
Annulla) e il bottone Genera. Un clic su questo ultimo pulsante causa l’attivazione della generazione
dei carichi di vento alla struttura definita e la creazione della nota di calcolo.
ATTENZIONE: La norma ASCE 7-98 non precisa, in che modo la forza risultante deve essere ripartita
sulla superficie della struttura, nel programma, per la norma ASCE 7-98 sarà utilizzato
il metodo di ripartizione applicato nella norma francese NV 65 modifies 99.
3.10.5. Discesa di carichi (ricapitolazione dei carichi) presi
dalla base dati
L’opzione Discesa dei carichi è uno strumento che permette d’addire i carichi applicati a un elemento
dato della struttura. I carichi hanno dei valori caratteristici e dei valori di calcolo. I valori caratteristici
sono presi dalle tabelle disponibili nella base dati, invece i valori di calcolo sono ottenuti in seguito alla
moltiplicazione dei valori caratteristici per I coefficienti di calcolo appropriati.
Tale opzione funziona peri carichi superficiali dovuti ai carichi permanenti. I carichi permanenti si
compongono di carichi :
- superficiali (p.es. peso di coperture, isolanti, ecc.)
- volumici (p.es. peso di materiali di costruzione, di riporto, etc.).
L’opzione funziona come calcolatrice e permette d’effettuare la nomenclatura dei carichi. I valori dei
carichi calcolati non sono trasferiti al salvataggio di carico. È l’Utente che definisce I valori dei carichi
per le condizioni di carico specifiche utilizzando i valori calcolati nella finestra di dialogo.
ATTENZIONE : Dopo la modifica dei carichi specifici base di dati, i valori dei carichi non sono
aggiornati.
L’opzione Discesa dei carichi è disponibile:
• Nel menu con il comando : Carichi / Carichi speciali / Discesa di carichi
•
Nella barra degli strumenti con un clic sull’icona Discesa di carichi
.
L’opzione è disponibile per tutti i tipi di struttura presenti nel programma Robot.
Nella parte sinistra della finestra di dialogo sono disponibili le opzioni per il calcolo, il salvataggio e
l’apertura di una discesa di carichi:
•
La lista di selezione di gruppo contiene l’elenco delle discese di carichi salvate; in questo campo è
possibile anche definire il nome di un nuovo gruppo di carichi; il nome del gruppo (etichetta) è un
identificante del gruppo e appare inoltre nella nota di calcolo; l’apertura del gruppo avviene
mediante la selezione del nome del gruppo dalla lista
•
Sopra la lista di selezione di gruppi sono disponibili i seguenti carichi:
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Nuovo: un clic su tale bottone permette di definire un nuovo nome del gruppo (il gruppo attuale
viene eliminato)
Salva: un clic su tale bottone permette di salvare il gruppo corrente; quando il gruppo viene
salvato, occorre definire il suo nome
Cancella un clic su tale bottone permette di eliminare il gruppo attualmente selezionato dalla lista
Nota: l’attivazione dell’editore di testi contenente i dati del gruppo di carichi corrente (la nota può
essere utilizzata durante la preparazione della stampa composta)
Sotto la lista di selezione di gruppi sono disponibili i seguenti pulsanti:
- un clic su tale bottone permette di spostare la riga correntemente selezionata di una
posizione in alto della tabella contenente i gruppi di materiali di carico
- un clic su tale bottone permette di spostare la riga correntemente selezionata di una
posizione in basso della tabella contenente i gruppi di materiali di carico
- un clic su tale bottone permette di eliminare la riga attualmente selezionata nella tabella
contenente i gruppi di materiali di carico
•
•
- un clic su tale bottone permette di eliminare tutte le righe nella tabella contenente i gruppi di
materiali di carico
Nella tabella Discesa di carichi sono visualizzati i dati concernenti i carichi totali; le registrazioni
successive della tabella contengono:
Il nome del carico
Il valore del Carico unitario (volumico o superficiale) preso dalla base
Il valore Spessori dei letti per il carico volumico è possibile la sua edizione : il valore di default è
uguale a 10 cm (per i carichi superficiali tale campo non è disponibile); l’unità sono le dimensioni
della sezione
Il valore del carico caratteristico:
- per i carichi volumici è il prodotto (peso unitario)*(spessore)
- per i carichi superficiali è il peso unitario
l’unità di carico : forca/lunghezza^2
il valore del Coefficiente di calcolo Gf – il campo di modifica; i valori di default sono registrati e
presi dalla base
il valore del carico di calcolo è il prodotto (carico caratteristico)* (coeff. di calcolo)
l’unità : forza/lunghezza^2
l’ultima linea della tabella contiene la discesa di carico caratteristico e di calcolo che è la somma
dei carichi delle linee successive:
Sotto la tabella, le opzioni di calcolo delle forze concentrate o lineari dovute a carico superficiale p
calcolato (caratteristico e di calcolo).
- Carico concentrato – calcolato come prodotto : A*B*p, unità : forza
- Carico lineare - calcolato come prodotto : A*p (dimensione B non è disponibile), unità :
forza/lunghezza
- Carico superficiale p (dimensioni A, B non sono disponibili), unità : forza/lunghezza^2.
La parte destra della finestra di dialogo contiene le opzioni che permettono di gestire la base di carichi
unitari :
•
Il gruppo di opzioni Carico permette di selezionare il carico dalla base; il carico selezionato può
essere trasferito con l’uso del bottone < alla discesa di carichi disponibile nella parte sinistra della
finestra;
•
nel campo Catalogo è presente il nome della base attuale dei carichi unitari;
•
la selezione della base di dati attuale è possibile nella finestra di dialogo Preferenze del compito
•
La lista di selezione permette di scegliere l’ adeguata tabella dei carichi unitari: il contenuto di tale
lista dipende dal tipo di carico selezionato: Peso dei materiali , Peso degli elementi, Peso dei
suoli o Carichi variabili; la selezione p.es., del tipo di materiale dipende dal contenuto della base:
Calcestruzzi, Materiali in legno, Coperture, ecc.
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•
Tabella per la visualizzazione e selezione dei carichi unitari: gli elementi della tabella possono
essere modificati; la tabella contiene le colonne salvate nella base di carichi: Materiale e Peso
•
L’unità di peso dipende dal tipo selezionato; se è il peso del materiale, l’unità è forza/lunghezza^3;
se è il peso di elementi, l’unità è forza/lunghezza^2
Un clic sul bottone Edizione della base dati dei carichi causa l’apertura della finestra di dialogo che
permette di editare la base dati; nella finestra di dialogo Edizione della base dati dei carichi sono
disponibili le opzioni che permettono: la definizione della nuova registrazione, cancellazione della
registrazione, modifica della registrazione con la possibilità di copiarla, selezione delle colonne
visualizzate.
3.10.6. Definizione automatica dei carichi dovuti alla spinta
del suolo
Nel programma Robot Millenium è disponibile uno strumento di calcolo della spinta del suolo sugli
elementi di costruzione approfonditi nel suolo, come muri di sostegno, aperti, ecc. Il programma
prende in considerazione la spinta del suolo e delle forze applicate alla superficie del suolo. Il valore
della spinta del suolo può essere modificata a seconda il modo di lavoro dell’elemento di sostegno :
•
Spinta legata alla presenza d’un altro oggetto – nel caso, quando è presente un altro oggetto che
riduce la spinta del suolo
•
Spinta attiva : spinta ridotta nel caso, quando l’elemento di sostegno è spostato in seguito
all’azione delle forze esterne nella direzione conforme alla spinta esercitata dal suolo
•
Spinta passiva : spinta aumentata nel caso, quando l’elemento di sostegno è spostato in seguito
all’azione delle forze esterne nella direzione opposta alla spinta esercitata dal suolo
Per caricare la superficie del suolo, si utilizza la ripartizione lineare delle sollecitazioni nel suolo.
L’opzione permette di :
•
Definire il profilato del suolo utilizzando la base di suoli contenente le loro proprietà
•
Salvare e aprire il profilato geotecnico dell’utente e modificare la base di suoli,
•
Definire i carichi applicati alla superficie del suolo
•
Calcolare e visualizzare i diagrammi della spinta del suolo
•
Generare il carico sui pannelli o barre secondo la spinta del suolo calcolato.
Il profilato del suolo salvato può essere trasmesso tra i moduli che utilizzano i profilati geotecnici.
L’opzione Spinta di suolo è disponibile :
•
Dal menu Carichi/ Carichi speciali / Spinta del suolo
•
Dalla barra degli strumenti, icona Spinta del suolo
.
Dopo la selezione di tale opzione, il programma visualizza la finestra di dialogo presentata in figura
sotto (in funzione degli oggetti selezionati ai quali sarà applicato il carico a suolo –barre o pannelli– la
finestra di dialogo contiene differenti dati sulla direzione dell’applicazione del carico).
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In questa finestra di dialogo è possibile definire i seguenti parametri:
- Il numero e il nome della condizione di carico corrente; per tale condizione saranno generati i carichi
a spinta del suolo
- La selezione del tipo di oggetti a cui il carico è applicato: Pannelli o Barre
- La lista di barre o pannelli (nel campo di modifica Lista di oggetti) sui quali sarà definito il carico a
spinta del suolo; occorre osservare che il carico sarà applicato a quegli oggetti che sono presenti sotto
la coordinata Z definita come il livello del suolo nella finestra di dialogo Parametri; il valore del carico
dipende dal livello d’approfondimento nel suolo
- Quando il carico è applicato alle barre, occorre inserire il valore della distanza (larghezza), perché la
spinta del suolo è calcolata come il carico superficiale e per ottenere il carico lineare sulla barra, il
programma l’addice da una distanza (larghezza)
- La direzione dell’azione del carico
per I pannelli – la spinta del suolo è sempre definita come carico normale alla superficie ; è possibile
scegliere tra le due opzioni : Conforme al sistema locale delle superfici o Opposto al sistema locale
della superficie
per le barre può essere selezionata una direzione qualunque del carico conformemente al sistema
Globale o Locale della barra.
Un clic sul bottone Applica permette di definire il carico a spinta del suolo sulla lista degli elementi
selezionata conforme alla direzione scelta. Il carico è definito per la condizione di carico attualmente
selezionata. Un clic su Chiudi causa la chiusura della finestra di dialogo (nessun parametro è
salvato).
La finestra di dialogo Spinta di suolo (parametri) si apre con un clic sul bottone Parametri
disponibile nella finestra di dialogo Carichi di suolo
Tale finestra di dialogo si compone dei tre segnalibri: Suoli, Carichi e Risultati.
Segnalibro Suoli
Su questo segnalibro possono essere definiti i seguenti parametri:
•
dati geometrici dell’elemento di sostegno e del suolo:
- livello del suolo; il valore del livello del suolo identifica la coordinata Z della posizione del suolo nel
modello della struttura; tale valore non può essere cambiato, perché è uguale al livello del primo letto
del suolo definito nella tabella
- angolo d’inclinazione del suolo α
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- angolo d’inclinazione dell’elemento di sostegno β; ATTENZIONE: il valore dell’angolo β per il
coefficiente Kp deve essere accompagnato da (+), e per il coefficiente Ka da(-), quando l’elemento
viene inclinato verso il suolo
- distanza da un altro oggetto; questo valore deve essere definito, quando si deve prendere in
considerazione la riduzione della spinta dovuta agli oggetti vicini
- livello dell’acqua freatica è definito in coordinate globali (in relazione con il livello del suolo); il valore
deve essere definito, quando si vuole prendere in considerazione la riduzione della spinta dovuta alla
presenza delle acque freatiche ; la posizione del livello freatico è marcato sulla vista del profilato del
suolo; occorre ricordare che la presenza dell’acqua freatica influenza sul valore della spinta e ciò è
dovuto alla riduzione della densità del suolo e la spinta
- I dati che definiscono la modalità di lavoro del suolo in relazione allo spostamento dell’elemento di
sostegno ; lo spostamento è definito con l’aiuto del rovesciamento ρ che approssimativamente è il
rapporto f/H (spostamento della cresta del muro / altezza dell’elemento) ; il modo di lavoro del suolo
può essere definito come:
- spinta attiva
Ka -> ρa ≤ ρ < 0
- spinta equilibrio
Ko -> ρ = 0
- spinta passiva
Kp -> 0 < ρ ≤ ρp
valore limite o intermedio.
•
tabella per la definizione della stratificazione del suolo
Occorre selezionare il tipo di suolo dalla lista nella colonna Nome, e quindi definire il livello del letto
del suolo scrivendo il valore nella colonna Livello o Spessore; nella tabella è disponibile la base di
suoli che è una base di default definita nella finestra di dialogo Preferenze (la modifica della lista
delle basi è possibile, quando viene attivata l’opzione Strumenti/Preferenze del compito sul segnalibro
Cataloghi /Catalogo dei suoli)
•
vista della stratificazione del suolo e la profondità ; la zona Profilo geotecnico contiene le opzioni
che permettono il salvataggio e la lettura del profilato dell’Utente ; un clic sul le bottone Salva apre
la finestra di dialogo dove è possibile salvare il file; ogni profilo è salvato in un file in formato MS
Access © (*.mbd) ; un clic sul bottone Apri apre la finestra di dialogo dove è possibile aprire il file
*.mbd ; il campo Nome presenta il percorso d’accesso al file attuale contenente il profilo
geotecnico .
Un clic su Edizione della base di suoli permette di modificare la base di suoli attuale.
Segnalibro Carichi
Su questo segnalibro possono essere definiti i carichi esteriori applicati al suolo. I carichi sono definiti
nella tabella nella parte inferiore della finestra di dialogo. Il nome e la lista dei parametri di ogni carico
successivo dipende dal tipo di carico. Possono essere definiti I seguenti tipo di carico:
•
Carico lineare: il carico è descritto dai dati: nome, distanza x [lunghezza], intensità del carico Q
[forza/lunghezza]
•
Carico ripartito: il carico è descritto dai dati: nome, distanza x1
[lunghezza], intensità del carico P forza/lunghezza ^2]
[lunghezza], distanza x2
Carico uniforme il carico è descritto dai dati: nome,distanza x [lunghezza], intensità del carico P
[forza/lunghezza^2].
È anche possibile selezionare il tipo di spinta conforme alle seguenti norme:
•
norme polacche: PN-83/B-03010 e PN-85/S-10030
•
SETRA francese
•
norma russa RD 31.31.27-81.
Segnalibro Risultati
Sul segnalibro sono disponibili:
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•
Nella parte destra della finestra, la lista dei carichi generati ; la lista contiene sempre il carico alla
spinta del suolo e le condizioni definite dall’Utente dovute alla sollecitazione ; la lista permette di
selezionare le condizioni che saranno trasferite al modello come carico
•
Nella parte sinistra della finestra, la vista della sezione di suolo con il diagramma del carico; il
diagramma presenta quella condizione che è stata selezionata sulla lista; quando l’utente sposta il
puntatore sul diagramma, può leggere I valori nei punti successivi del diagramma
•
Nel campo sotto la lista, i messaggi nel caso, quando i dati non sono corretti .
Un clic sul bottone Nota di calcolo apre l’editor di testo contenente l’insieme dei dati e i diagrammi
della spinta. Il bottone OK chiude la finestra di dialogo e la preparazione alla generazione dei carichi.
3.11.
Cavi
Nel programma Robot Millenium esiste la possibilità di definire le strutture di tirante (strutture, in cui il
tirante è l’elemento portante principale). Il tirante sarà quell’elemento, in cui una delle dimensioni
principali del tirante è alcune volte più grande delle due altre dimensioni, e la rigidezza trasversale
dovuta alla flessione e alla torsione è poca rispetto alla rigidezza longitudinale alla trazione.
Da tale definizione del tirante risulta che il tirante sopporta soltanto i carichi di trazione; tuttavia, in
alcuni casi può sopportare piccoli momenti flettenti o torcenti e le forze trasversali. L’opzione che
permette di definire gli elementi cavi nella struttura è disponibile in:
•
menu, mediante la selezione del comando Geometria/Proprietà/Cavi
•
barra degli strumenti Definizione della struttura, con un click sull’icona
.
Il modo della definizione del cavo nella struttura è simile a quello della definizione del profilato per la
barra o del nodo per il vincolo. Per gli elementi cavi possono essere definiti i seguenti parametri del
cavo: nome, colore, sezione (area della sezione del cavo), materiale (selezione del materiale di cui
verrà eseguito il cavo) e i parametri del montaggio del cavo:
•
sollecitazione: la selezione di questa opzione causa che il parametro definito del cavo per la
condizione di montaggio sarà la tensione normale (calcolata rispetto alla corda del tirante) che
deve essere raggiunta per i carichi della condizione di montaggio
•
tensioni: la selezione di questa opzione causa che il parametro definito del cavo per la condizione
di montaggio sarà la forza della tensione (calcolata rispetto alla corda del tirante) che deve essere
raggiunta per i carichi della condizione di montaggio
•
lunghezza: la selezione di questa opzione causa che il parametro definito del cavo per la
condizione di montaggio sarà la lunghezza del tirante non caricato
•
dilatazione: la selezione di questa opzione causa che il parametro definito del cavo per la
condizione di montaggio sarà la dilatazione o la dilatazione relativa (quando viene attivata
l’opzione Relativa). La dilatazione è la differenza fra la lunghezza del tirante non caricato e la
distanza dei nodi fra cui è incastrato il tirante. Se la dilatazione è un valore positivo, la lunghezza
del tirante è maggiore della distanza fra i nodi; se la dilatazione è un valore negativo, la distanza
fra i nodi è maggiore della lunghezza del tirante.
ATTENZIONE: Le opzioni Sollecitazione, Tensioni, Lunghezza e Dilatazione sono incompatibili e non
sono obbligatorie (se l’utente non definirà nessuno di questi parametri, la lunghezza
del tirante non caricato è uguale alla distanza fra i nodi).
Nella teoria sulle strutture cavo viene ammesso che:
•
carichi e altre azioni esteriori siano di carattere quasi statico e non siano variabili nel tempo,
•
per i tiranti flessibili siano assenti i momenti flettenti e le forze trasversali,
•
elementi cavi lavorino nel campo elastico (modulo di Young E = const),
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•
tiranti possano essere caricati di un carico qualsiasi, eccetto il carico di momento,
•
siano ammessi gli spostamenti u grandi, ma i gradienti
•
area della sezione del cavo A non sia variabile (A=const),
•
lunghezza del cavo non caricato = l.
du
piccoli,
dx
Equazioni relative al problema
Esaminiamo un tirante flessibile dalla freccia piccola (quello, cioè, dove l’angolo tra la tangente in un
punto qualunque del tirante e la retta che congiunge i suoi punti estremi è piccolo) che è stato caricato
di un carico ripartito in modo arbitrario. In tale tirante selezioniamo un elemento infinitesimale che allo
stato iniziale (tappa prima, quella di montaggio) si caratterizza di carico q0, temperatura T0 e tensione
H0; la lunghezza di questo elemento è uguale a ds0 (fig.1a). Quando il tirante è caricato (tappa
seconda, stato finale del tirante) di carico q, temperatura T e tensione H , la lunghezza del segmento
elementare del tirante è uguale a ds (fig.1b). Tutte e due le tappe, considerato il carico in entrambi
piani (xy e xz), sono raffigurate con la figura 2.
Figura 1a
Figura 1b
Se viene considerato che la freccia del tirante è piccola e che la forza totale nel tirante è diretta lungo
la tangente al tirante, è possibile indicare un allungamento elementare del segmento del tirante in
funzione delle sole grandezze statiche. Dopo aver integrato questa grandezza lungo tutta la
lunghezza del tirante, si ottiene l’equazione di un tirante flessibile dalla freccia piccola (1) che
determina il valore dell’allungamento della corda del tirante ∆.
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Figura 2
In questa equazione viene ammesso che:
A, B
EA
α
l
∆
δ
∆T
Q(x)
sono i nodi iniziale e finale del tirante,
è la rigidezza del tirante in trazione (E è il modulo di Young, A è la sezione del tirante),
è il coefficiente di dilatazione termica,
è la lunghezza iniziale del tirante (per un tirante non caricato),
è la variazione delle distanze tra i vincoli,
è un’iniziale, interna diminuzione/allungamento del cavo (regolazione),
è la variazione di temperatura,
è la funzione di variazione di forza trasversale, come per una barra liberamente vincolata
(a seconda degli indici: relativamente nella direzione dell’asse y e z, e per la tappa iniziale,
o finale): figura schematica sotto (fig. 3a),
Figura 3a
N(x)
è la funzione di variazione di forza assiale dovuta al carico tangenziale per una barra
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bilateralmente incastrata (per la tappa iniziale o finale) : figura schematica sotto (fig. 3b).
Figura 3b
Alla fine delle osservazioni teoriche, si può sottolineare che nell’equazione del tirante (1) - a differenza
dalle risoluzioni tradizionali applicate nel calcolo dei tiranti - è stata presa in considerazione la
variazione della forza longitudinale alla lunghezza del tirante (nei denominatori delle entrambe funzioni
2
2
sottointegrali nell’equazione (1) sono presenti i componenti funzionali: [H+N(x)] e [H0+N0(x)] ). Per
questo i risultati ottenuti sono più precisi.
Cavi nel programma
La teoria sull’elemento cavo utilizzato nel sistema Robot Millennium è appoggiata sulla teoria
generale del tirante flessibile elastico dalla freccia piccola. Conforme a questa teoria, la rigidezza del
tirante è una funzione dei seguenti parametri: rigidezza in trazione (E*A), tensione del tirante,
spostamenti dei suoi vincoli, carico trasversale in due direzioni (py, pz).
Occorre prendere in considerazione che la definizione dei cavi nella struttura, dato il carattere
non_lineare del loro lavoro, esige i metodi iterativi del calcolo della struttura.
Le possibilità di utilizzare i cavi nel sistema Robot Millennium:
•
I cavi possono essere utilizzati insieme con degli elementi dei seguenti tipi di struttura: TELAIO
PIANO, TELAIO SPAZIALE, GUSCIO,
•
Sono ammessi tutti i tipi standard di analisi della struttura: lineare (in realtà è un’analisi non
lineare, in cui non viene considerato tuttavia nessun effetto della non_linearità, tranne la
non_linearità degli stessi elementi cavi), non_lineare (viene preso in considerazione l’effetto di
stress-stiffening), P-Delta, incrementale, di svergolamento, dinamica, armonica, sismica; qui è da
tenere ben presente che i problemi dinamici verranno formulati come lineari, con la
considerazione della rigidezza corrente,
•
Sono ammesse le eccentricità,
•
Il materiale viene definito come per la barra (è indispensabile soltanto la definizione del modulo di
Young E; nel caso della definizione del carico di peso proprio del cavo, occorre determinare anche
il peso specifico PS, e, nel caso di definire il carico termico, il coefficiente di dilatazione termica
ALFA),
•
Gli angoli GAMMA vengono definiti come per le barre (questo è importante solo per la descrizione
del carico).
Limitazioni di utilizzazione degli elementi cavi:
Per gli elementi cavi non è possibile definire i rilasci, perché essi non possiedono la rigidezza in
flessione e torsione.
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Carichi dei cavi
Agli elementi cavi è possibile applicare i seguenti tipi di carico:
- carichi nodali
- carico di peso proprio
- carico lineare (permanente o variabile linearmente)
- diminuzione/allungamento iniziale (carico supplementare, differente dai carichi determinati durante la
fase di montaggio)
- carico di temperatura
- carico di forze concentrate sulla lunghezza degli elementi.
Non sono ammessi i seguenti tipi di carico degli elementi cavi:
- carico di momento concentrato
- carico di momento ripartito.
SINTASSI (dati inseriti dall’utente in un file di testo)
PROprietà
(<lista degli elementi>) CAVi AX=<area di superficie della sezione> (E=<modulo di Young>)
(PP=<peso
proprio>)
[SOLlecitazzione=<s>|TENsione=<h>|LUNghezza=<l>|[DILatazione=<d>
(RELativa)]]
dove:
SOLlecitazione è la tensione normale (calcolata rispetto alla corda del tirante) che deve essere
raggiunta per i carichi della condizione di montaggio
TENsione è la forza della tensione (calcolata rispetto alla corda del tirante) che deve essere raggiunta
per i carichi della condizione di montaggio
LUNghezza è la lunghezza del tirante non caricato
DILatazione è la differenza tra la lunghezza del tirante non caricato e la distanza
dei nodi tra
cui il tirante è incastrato (se il valore è positivo, la lunghezza del tirante è maggiore della distanza tra i
nodi, se il valore è negativo, la distanza tra i nodi è maggiore della lunghezza del tirante)
DILatazione RELativa è il rapporto della lunghezza del tirante non caricato e la distanza dei nodi tra
cui il tirante è incastrato alla distanza dei nodi tra cui il tirante è incastrato (se il valore è positivo, la
lunghezza del tirante è maggiore della distanza tra i nodi, se il valore è negativo, la distanza tra i nodi
è maggiore della lunghezza del tirante).
Condizione di montaggio del carico del tirante
Nel programma Robot Millenium si distingue lo stato di montaggio della struttura (il programma
sempre suggerisce che sia questa la prima condizione di carico). Sotto è stata definita la sintassi di
questa condizione di carico:
CONDizione
MONtaggio
[descrizione del carico]
Per questa condizione di carico :
- in tutte le barre indicate sono presenti le forze della tensione iniziale dal valore determinato
dall’utente con la definizione di una delle seguenti grandezze nella sintassi del file di testo (comando
PROprietà):
SOLlecitazione = s0
(sollecitazione iniziale del cavo), oppure
TENsione = t0
(forza iniziale della tensione nel cavo),
- è possibile determinare la lunghezza iniziale del tirante non teso e non caricato, definendo
LUNghezza = l0, se essa deve essere differente dal valore di default LONG =
(x
− x A ) + ( y B − y A ) + ( z B − z A ) uguale alla distanza tra i nodi,
2
B
2
2
- è possibile determinare la diminuzione/allungamento iniziale del cavo con l’uso del comando
DILatazione (RELativa)
- se la parola chiave RELativa non è presente, la DILatazione viene definita in valori assoluti
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- se la parola chiave RELativa è presente, l’allungamento iniziale viene definito in modo relativo, cioè
la lunghezza finale del tirante sarà uguale a L = LUNG (1 + DIL)
- sono attivi tutti i carichi definiti dall’utente (p.es., peso proprio, masse addizionali),
- è possibile definire la temperatura TX per i cavi che sono nella fase di montaggio,
- spostamenti definiti per questa condizione di carico determinano la geometria iniziale per le altre
condizioni di analisi della struttura.
Durante l’analisi delle successive condizioni di carico allo stato di equilibrio, sono presi in
considerazione i carichi applicati alla condizione di montaggio. Gli spostamenti definiti per questa
condizione sono trattati come iniziali. Le forze della tensione che sono state definite vengono
modificate (ciò significa che dopo il montaggio i tiranti verranno ancorati).
Condizioni di carico del tirante dopo l’incastro
Terminato il calcolo della struttura, i risultati ottenuti per gli elementi cavi sono simili a quelli ottenuti
per gli elementi di barra; esistono tuttavia alcune differenze tra questi due tipi di risultati. Queste
differenze vengono descritte sotto:
- per gli elementi cavi non è possibile ottenere i diagrammi dei momenti e delle forze trasversali,
- per gli elementi cavi si ottengono le seguenti deformazioni: deformazione semplificata, definita come
per una barra del reticolo o quella dettagliata, determinata in base all’equazione differenziale della
curva della freccia,
- per gli elementi cavi appaiono i risultati addizionali che risultano dallo stato di montaggio:
- nei cavi, dove è richiesta la tensione desiderata (nella sintassi del sistema Robot: SOLlecitazione o
TENsione), viene definita la grandezza di regolazione [m] indispensabile per ottenere la tensione
richiesta,
- in altri tipi di cavo viene definita la forza indispensabile alla realizzazione del montaggio.
- Questi risultati sono molto utili alla progettazione di una tappa di montaggio.
- Forza assiale (di trazione) è calcolata secondo la formula:
N=
FX 2 + FY 2 + FZ 2
dove:
N
è la forza agente lungo la tangente al tirante,
FX, FY, FZ sono le forze componenti della forza N proiettate nelle direzioni degli assi singoli
del sistema locale di coordinate del tirante.
3.12. Altri attributi della struttura
Nella versione corrente del sistema l’utente ha la possibilità di definire gli attributi addizionali, quali:
rilasci, eccentricità, nodi compatibili, legami rigidi, rinforzi, barre che lavorano solo in
compressione/trazione e tipi di barra. Le barre della struttura sono unite nei nodi in modo rigido, cioè,
è assicurata la compatibilità degli spostamenti e delle rotazioni di tutte le barre che si riuniscono in un
dato nodo. I legami rigidi delle barre possono essere rilasciati, se è necessario. L’opzione
Geometria/Rilasci permette di rilasciare i gradi di libertà definiti nei nodi della struttura selezionati. Nel
programma possono essere definiti i seguenti tipi di nodi compatibili: rigidi, elastici, con smorzamento,
unilaterali e non_lineari.
Nel programma è stato inserito un nuovo algoritmo che permette il calcolo della struttura, in cui sono
stati definiti i rilasci (opzione Algoritmo DSC disponibile nella finestra di dialogo Preferenze del
compito /Analisi della struttura). Per qualsiasi barra, per cui è stato definito un tipo di analisi arbitrario
con i seguenti rilasci:
- semplici
- unilaterali
- elastici
- elastici e unilaterali
vengono eseguite le seguenti operazioni:
-
nella struttura viene generato un nuovo nodo (durante la generazione del modello di calcolo)
-
viene modificato l’elemento iniziale con rilasci, in modo tale che il nodo nuovo sostituisce quello
vecchio in questo elemento (il nodo vecchio rimane in altri tipi della struttura)
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-
pagina: 155
tra il nodo vecchio e quello nuovo creato viene generato il cosiddetto elemento DSC
(Discontinuity): vedi la fig. sotto.
L’elemento DSC è l’elemento a due nodi, in cui le forze nodali sono generate secondo la formula:
f1 = − Tk T TT (u 2 − u1 )
f2 = Tk T TT (u 2 − u1 )
dove k = [ki ]; i = 1, Ndl è il vettore di rigidezze assegnate ai singoli gradi di libertà.
La matrice di rigidezza dell’elemento ha la seguente struttura:
 Tdiag(k )TT
K=
T
 − Tdiag(k )T
− Tdiag( k )TT 

Tdiag(k )TT 
dove T è la matrice di trasformazione dalla base locale alla globale ereditata dall’elemento di barra, e
diag(k) è la matrice diagonale creata del vettore k.
L’introduzione dell’elemento DSC permette di definire i rilasci elastici nell’elemento barra, operazione
finora non possibile.
Per le strutture di barra, dove le barre si intersecano, l’utente può ottenere gli stessi valori degli
spostamenti per le barre nel punto della loro intersezione. Ciò è possibile con l’uso dell’opzione Nodi
compatibili. Occorre definire tanti nodi dalle stesse coordinate, quante sono le barre. Ogni nodo
appartiene ad un’altra barra. L’opzione è disponibile nel menu Geometria/Caratteristiche
supplementari/Nodi compatibili. Nel programma possono essere definiti i seguenti tipi di nodi
compatibili: rigidi, elastici, con smorzamento, unilaterali e non_lineari.
Il legame rigido è utilizzato per modellare le parti idealmente rigide delle strutture elastiche (definizione
di un corpo rigido nella struttura). Tutti i nodi in tale giunto, dato il movimento rigido dell’intera unione,
possiedono le stesse rotazioni e gli stessi spostamenti. Gli spostamenti e le rotazioni definiti per un
legame rigido possono essere limitati ad alcuni gradi di libertà selezionati. Per esempio, gli
spostamenti lineari possono essere bloccati, e le rotazioni, libere. Il primo nodo è nominato il nodo
principale (MASTER), e gli altri nodi sono i nodi subordinati (nodi tipo SLAVE). L’opzione è disponibile
nel menu Geometria/Caratteristiche supplementari /Giunti rigidi.
Informazioni fondamentali sulla definizione dei legami rigidi nella struttura:
•
è richiesta la definizione dei nodi SUPPLEMENTARI (per questo, sarà sempre visibile la
posizione reale degli elementi, indipendentemente dalle opzioni selezionate nella finestra di
dialogo Visualizzazione)
•
essi agiscono tra i nodi, perciò possono legare elementi finiti di ogni tipo (elementi barra, elementi
guscio)
•
legami rigidi possono essere utilizzati SOLTANTO nelle strutture con gradi di libertà di rotazione.
La definizione del giunto rigido tra i nodi equivale all’introduzione delle condizioni di compatibilità rigida
su tutti gli spostamenti in questi nodi. Tutti i nodi legati con il nodo principale creano il gruppo di nodi
comparabile al corpo rigido (indeformabile).
ATTENZIONE: La scelta dei gradi di libertà concerne soltanto i nodi secondari del giunto rigido
(l’unione nodo principale - corpo rigido utilizza tutti i gradi di libertà).
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Alcuni elementi della struttura possono esigere una modellazione delle eccentricità, cioè una
definizione di eccentricità (non assiale) del giunto delle barre della struttura. Per farlo, è possibile
utilizzare l’opzione Geometria/ Caratteristiche supplementari /Eccentricità. È possibile una automatica
definizione dell’eccentricità per le barre della struttura; in tal caso l’eccentricità viene determinata
mediante lo spostamento dell’asse della barra alle dimensioni estreme della sezione. La posizione
dell’asse può essere selezionata con un clic sull’appropriato bottone disponibile sullo schizzo del
profilato; appaiono una descrizione della posizione del profilato della barra, e cioè Spostamento
dell’asse e una caratteristica della posizione del profilato che descrive il valore dello spostamento
dell’asse nel sistema locale, p.es. -Vpy, Vz (spostamento dell’asse nell’angolo superiore sinistro).
Informazioni fondamentali sulla definizione delle eccentricità nella struttura:
•
eccentricità possono essere utilizzate SOLTANTO per gli elementi di barra in flessione
•
permettono di definire le barre con riferimento ai nodi esistenti SENZA dover definire nodi
supplementari (ATTENZIONE: eccentricità definita per la barra non è visibile fino a quando sarà
selezionato un’opzione adeguata nella finestra di dialogo Visualizzazione)
•
eccentricità possono essere definite mediante valori relativi, e con ciò conservano le proprietà
durante la modifica della geometria della struttura (modifica dei profilati)
•
azione delle eccentricità è IDENTICA all’azione del giunto rigido ‘completo’
•
eccentricità possono essere utilizzate SOLTANTO nelle strutture con gradi di libertà di rotazione.
ATTENZIONE: Le barre, dove sono state definite le eccentricità, sono unite con altri elementi della
struttura o con il suolo (vincoli) nei nodi che definiscono queste barre, e non nei nodi
spostati di un valore dell’eccentricità; per le colonne spostare orizzontalmente rispetto
ai vincoli o per le barre spostate verticalmente rispetto alle colonne, le forze agenti nei
nodi (p.es. vincoli) agiscono eccentricamente sulle barre, dove l’eccentricità è stata
definita.
Il programma permette di definire il suolo elastico per le barre della struttura con l’uso dell’opzione
Geometria/ Caratteristiche supplementari /Suolo elastico delle barre. Il calcolo per le barre, il cui tipo
di suolo elastico è stato definito, viene eseguito in base al classico algoritmo del suolo elastico di
Winkler è possibile la definizione del sollevamento unilaterale).
ATTENZIONE : Il suolo elastico può essere definito solo per alcuni tipi di struttura. Presentiamo le
direzioni disponibili del suolo elastico rispetto al tipo di struttura selezionato (gradi di
libertà ammessi per il tipo di struttura selezionato):
TELAIO PIANO
KZ
TELAIO SPAZIALE
KY, KZ, HX
GRATICCIO
KZ, HX
PIASTRA
KZ, HX
GUSCIO
KY, KZ, HX
RETICOLO PIANO
Definizione del suolo di Winkler non
possibile
RETICOLO SPAZIALE
Definizione non possibile
Per le strutture tipo piastra-guscio è possibile anche definire il coefficiente di elasticità del suolo,
tuttavia il valore di tale coefficiente viene determinato nella finestra di dialogo destinata alla definizione
dello spessore della piastra o del guscio (cfr. cap. 3.5).
In alcuni nodi delle strutture di barra può apparire la necessità di definire i rinforzi nodali. L’opzione è
disponibile nel menu, dopo la selezione del comando Geometria/ Caratteristiche supplementari
/Rinforzi. I rinforzi nodali sono utilizzati nella struttura per migliorare le proprietà di sezione delle barre
nelle zone intorno ai nodi. Permettono di sopportare i momenti e le forze trasversali in queste zone,
utilizzando i profilati più piccoli su tutta la barra. I rinforzi possono essere applicati solo ai profilati a I.
Sono disponibili due tipi di rinforzo:
Lamiere dalle dimensioni determinate
Profilato di una data barra tagliato in modo conveniente.
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Per definire il rinforzo occorre determinare il tipo di rinforzo, le sue dimensioni e la sua posizione
(rinforzo superiore, inferiore, bilaterale). I rinforzi per la data barra vengono inseriti individualmente per
ogni estremità della barra.
In ogni tappa successiva del calcolo i rinforzi vengono presi in considerazione :
•
durante il calcolo statico: per la parte della barra con rinforzi viene presa la sezione dall’inerzia
variabile e dalle dimensioni conformi alla definizione del rinforzo
•
durante il dimensionamento dei giunti: durante la definizione del giunto in acciaio le dimensioni del
rinforzo vengono trasferite, in modo automatico, nel modulo dei giunti. La loro modifica richiede di
aggiornare le dimensioni del rinforzo definito o di generare un rinforzo nuovo.
•
durante il calcolo di norma: durante la verifica di norma della barra si parte dalle premesse relative
ai parametri supplementari della sezione per la barra trattata come insieme. Il momento di inerzia
della barra equivalente è calcolato in base alla lunghezza e inerzia degli elementi singoli della
barra, cioè segmenti con rinforzi e senza. Le proprietà equivalenti servono per calcolare la stabilità
generale della barra. Le sollecitazioni sono verificate nei singoli punti della barra, con presa in
considerazione delle proprietà di sezione reali.
Per il dimensionamento, cioè ricerca di sezioni ottimali della barra, vengono presi in considerazione
anche i rinforzi.
L’opzione Imperfezioni geometriche (disponibile nel menu con il comando Geometria/Caratteristiche
supplementari /Imperfezioni geometriche) permette di definire le imperfezioni geometriche iniziali. Le
imperfezioni geometriche possono essere applicate, sia a barre uniche, sia a un gruppo di barre
collineari (cosiddette ‘superbarre’). Le imperfezioni non causano le forze iniziali, sollecitazioni nella
struttura; la presa in considerazione della imperfezione causa soltanto la modifica della geometria
della struttura. Quando viene utilizzata tale opzione occorre ricordare che:
•
imperfezioni possono essere applicate soltanto agli elementi tipo barra
•
imperfezioni sono applicate a metà lunghezza della barra unica o del gruppo di barre collineari
•
imperfezioni causano le modifiche della geometria della barra o di un gruppo di barre, invece la
modifica della geometria viene realizzata mediante la creazione degli elementi di calcolo che
esprimono la deformazione
•
tutti i risultati del calcolo della struttura sono visualizzati sulla struttura deformata (tale cioè che
prende in considerazione le imperfezioni geometriche); gli spostamenti dei nodi sono dati in
relazione alla geometria iniziale definita dall’utente.
Nel programma è anche possibile definire le cerniere non_lineari, le quali possono essere utilizzate
nell’analisi della distruzione della struttura (Pushover analysis). L’analisi della distruzione della
struttura è un’analisi statica e non_lineare, in cui il valore del carico della struttura viene incrementato
conforme allo schema di caricamento accettato. L’incremento del valore del carico permette di trovare
le parti deboli della struttura e i modi di distruzione della struttura. L’analisi della distruzione è una
prova di stimare la resistenza reale della struttura. L’opzione è disponibile nel menu mediante il
comando Geometria/Caratteristiche supplementari/Cerniere non_lineari. Nella finestra di dialogo
Definizione del modello della cerniera non_lineare sono disponibili le opzioni che permettono di
definire il percorso della curva dell’analisi di distruzione (PushOver) e dei suoi parametri. In tale
finestra di dialogo sono disponibili tre tipi di cerniera non_lineare: tipo forza-spostamento, tipo
momento-rotazione e tipo sollecitazione-deformazione.
Il programma Robot Millenium consente di definire le barre che possono lavorare solo in
compressione o in trazione, le barre di reticolo (l’opzione permette di definire le barre tipo reticolo nelle
strutture-telaio; tale definizione non causa applicazione dei rilasci nell’elemento di telaio, ma modifica
il tipo di elemento finito da quello di trave in quello di reticolo) e le barre, per cui viene presa in
considerazione l’influenza del taglio sulla deformazione della struttura. L’opzione è disponibile nel
menu con la selezione del comando Geometria/ Caratteristiche supplementari /Proprietà avanzate
delle barre. Nella finestra di dialogo Proprietà avanzate delle barre occorre definire le barre che
lavorano solo in compressione/trazione, scrivendo nell’apposito campo di modifica i numeri delle
barre. I dati possono essere battuti dalla tastiera o definiti in modo grafico sullo schermo. Così
possono essere specificate anche le barre per cui viene presa in considerazione l’influenza del taglio
sulla deformazione della struttura.
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Il tipo di barra in acciaio/legno viene assegnato durante la definizione delle barre della struttura.
Questo tipo di barra non è indispensabile per eseguire l’analisi della struttura; è utilizzato durante il
dimensionamento delle barre in acciaio/legno della struttura (colonne, travi, ecc.). Ogni tipo di barra
contiene tutti i parametri indispensabili per dimensionare gli elementi della struttura in acciaio/legno,
quali: lunghezza di svergolamento, tipo di instabilità flesso-torsionale, ecc.
Il modo di definire i menzionati attributi della struttura è identico a quello di assegnare i profilati alle
barre della struttura.
Durante il lavoro nel programma Robot Millenium vengono create molte proprietà che descrivono i
parametri delle barre, pannelli o solidi; sono diversi gruppi di parametri che servono per determinare le
proprietà fisiche, meccaniche o per dimensionare gli elementi della struttura. Un esempio di tali
proprietà sono: profilati delle barre, spessori delle piastre, insiemi dei parametri che permettono di
dimensionare gli elementi delle strutture in acciaio o che servono per calcolare l’armatura negli
elementi delle strutture CA, definizioni dei vincoli, cerniere, ecc.
•
L’opzione Gestione delle proprietà accessibile nel menu con il comando Strumenti /Gestione delle
proprietà permette di eseguire le seguenti operazioni:salvare le proprietà del compito corrente
nella base
•
caricare le proprietà della base nel compito corrente
•
sfogliare il contenuto delle definizioni delle proprietà
•
trasferire le proprietà definite tra le installazioni o posti successivi del programma.
Occorre ricordare tuttavia che le proprietà di norma delle barre, quali tipo di barra in acciaio o in
alluminio, tipo di barra in legno o tipo di barra in calcestruzzo sono convertite alla norma attuale su
dimensionamento delle costruzioni in acciaio, in legno o CA (armatura teorica); perciò i tipi di barra
definiti per una norma non dovrebbero essere utilizzati per le altre norme, perché ciò può causare una
perdita di alcuni parametri specifici. Il dimensionamento di tutte le barre in un dato compito viene
effettuato secondo una sola norma attualmente scelta. Invece le proprietà dell’armatura delle piastre e
dei gusci sono salvate per una determinata norma di dimensionamento di costruzioni in CA (armatura
teorica). Le proprietà del tipo di armatura dei pannelli può essere dunque utilizzata indipendentemente
dalla norma di dimensionamento selezionata di default.
3.13. Altri componenti della struttura
Degli elementi che facilitano notevolmente la creazione della struttura sono le linee di costruzione
disponibili:
•
nel menu, con la selezione del comando Geometria/Linee di costruzione
•
nella barra degli strumenti Strumenti, con un clic sull’icona
.
Selezionata questa opzione, sullo schermo appare la finestra presentata sotto
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Le linee di costruzione (assi di struttura) formano una griglia aggiuntiva, con l’uso della quale possono
essere definiti diversi elementi della struttura e selezionati i componenti della struttura desiderati. La
griglia di tali assi forma i punti, su cui può essere posizionato il cursore (i cursori) durante la
definizione grafica della struttura.
Le linee di costruzione hanno una notevole importanza nella gestione del modello della struttura.
Permettono di visualizzare velocemente il scelto piano di lavoro (finestra di dialogo Vista) e di
selezionare gli elementi presenti sulle linee di costruzione.
L’utente può selezionare le linee, utilizzando le descrizioni presenti sulle due estremità delle linee di
costruzione. Un clic sulla descrizione della linea selezionata causa la selezione di tutti gli elementi
della struttura giacenti su tale linea.
Le linee di costruzione possono essere definite come:
•
una griglia rettangolare nel sistema cartesiano (nel piano ZX per le strutture piane, nel piano XY
per le strutture spaziali, la cui altezza è definita nella direzione Z). Quando definiamo i livelli, per
ogni livello è creata una griglia identica a quella definita nel piano XY
•
una griglia cilindrica o polare
•
qualsiasi linea (retta, semiretta e segmenti).
Nella definizione delle linee di costruzione nel sistema cartesiano (con un clic sul bottone Parametri
avanzati si apre la finestra di dialogo con opzioni addizionali), due metodi di definizione delle
coordinate sono disponibili:
•
relativo (attivata l’opzione Linee relative al punto) – quando tale opzione è attivata nella finestra di
dialogo diventa accessibile il campo Punto d’inserimento ; la posizione delle linee di costruzione
create sarà definita mediante il rapporto alle coordinate del punto d’inserimento
•
assoluto (disattivata l’opzione Linee relative al punto) - quando tale opzione è attivata, le linee di
costruzione saranno create dai valori reali delle coordinate delle linee di costruzione appropriate
(nel sistema globale).
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Per la griglia creata nel sistema cilindrico o polare, è disponibile solo la definizione in modo relativo,
vuol dire, in rapporto al punto d’inserimento (opzione disponibile con un clic sul bottone Parametri
avanzati).
Le linee di costruzione nel sistema cartesiano possono essere interamente ruotate. Per farlo, occorre
selezionare l’opzione Asse e angolo di rotaz., selezionare l’asse intorno cui gli assi saranno ruotati e
definire l’angolo di rotazione. Gli assi definiti in modo relativo saranno ruotate in relazione al punto
d’inserimento.
La parte superiore della finestra di dialogo contiene la lista dell’insieme di linee di costruzione definito.
All’inizio della definizione d’un nuovo insieme, occorre definire il nome dell’insieme nel campo Nome (il
nome dell’insieme di default è Linee di costruzione) ; il nome d’un nuovo insieme è aggiunto alla lista
delle linee di costruzione definite.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo è disponibile il bottone Gestione delle linee. Un clic su
tale bottone apre la finestra di dialogo Gestione delle linee di costruzione. Questa parte della
finestra di dialogo contiene anche il bottone Nuovo. Un clic su tale bottone permette di definire il
nome d’un nuovo gruppo di linee di costruzione.
Le opzioni presenti in questa finestra di dialogo permettono di gestire i gruppi di linee di
costruzione.Nella parte superiore della finestra di dialogo sono definite le griglie di linee di costruzione
che sono identificate mediante I nomi assegnati durante la creazione delle linee di costruzione.
Dopo l’attivazione dell’insieme di linee di costruzione (appare il simbolo √) e un clic sul OK, le linee di
costruzione di tale insieme non sono visibili sullo schermo.
Nella parte inferiore della finestra di dialogo sono disponibili due bottoni:
Cancella - un clic su tale bottone causa l’eliminazione dell’insieme di linee di costruzione selezionato
Cancella tutti - un clic su tale bottone causa l’eliminazione di tutti gli insiemi di linee di costruzione
disponibili nella finestra di dialogo.
Limitiamoci alla mesh rettangolare (nel piano ZX per le strutture piane, nel piano XY per le strutture
spaziali, dove la direzione Z è l’altezza della struttura). Quando vengono definiti i livelli, per ogni livello
è creata la mesh di assi identica a quella definita nel piano XY.
Nella finestra di dialogo Linee di costruzione sono presenti tre segnalibri che definiscono:
assi verticali (nel piano YZ selezione delle coordinate X)
livelli (nel piano XY selezione delle coordinate Z)
assi orizzontali (nel piano XZ selezione delle coordinate Y).
Per i graticci sono attivi solo i primi due segnalibri, invece per le strutture piane (telaio 2D e reticolo
2D): il primo e il terzo. Nel caso delle griglie cilindriche nella parte superiore della finestra di dialogo
sono disponibili I seguenti segnalibri: Radiale, Angolare e Z (l’ultimo segnalibro è accessibile solo per
le strutture 3D).
I singoli segnalibri sono identici. La procedura di definizione di livelli, assi orizzontali e verticali è
identica. L’utente riempie i campi: POSIZIONE, RIPETIZIONI e DISTANZA. Per generare gli assi/livelli
così definiti, occorre cliccare sul bottone Inserisci. Gli assi/livelli creati verranno aggiunti alla lista che
abbraccia: nome dell’asse/livello (etichetta) e posizione nel sistema globale di coordinate.
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Quando l’asse è definito con l’uso dell’opzione Asse qualsiasi, occorre selezionare il tipo di linea:
segmento, semiretta o retta. In seguito, occorre selezionare due punti che definiranno la linea.
Quando i punti vengono definiti graficamente, con l’aiuto del mouse, la linea sarà automaticamente
aggiunta alla lista delle linee di costruzione create. Quando l’utente immette le coordinate dei punti
nella finestra di dialogo, per aggiungere la linea alla lista, occorre cliccare sul pulsante Inserisci.
Quando l’utente seleziona l’opzione Asse qualsiasi, nella parte superiore della finestra di dialogo, il
pulsante supplementare Crea assi dalle barre/linee selezionate diventerà disponibile. Un clic su tale
pulsante permetterà di creare le linee di costruzione in base alle barre e linee (bordi degli oggetti 2D o
3D creati) selezionate nel modello della struttura.
Il nome dell’asse può essere selezionato nel campo Numerazione; i nomi di default per gli assi
verticali sono A,B,C..., e per livelli/assi orizzontali 1,2,3 ... . Esiste anche la possibilità di definire una
numerazione personalizzata dei livelli/assi. Per farlo, occorre:
•
definire la posizione dell’asse/livello
•
nel campo Numerazione selezionare l’opzione Definisci
•
nel campo disponibile nella parte inferiore della finestra di dialogo (accessibile solo dopo la
selezione dell’opzione Definisci) descrivere l’asse/livello definito; p.es. dopo aver scritto il nome
Livello, saranno generati i nomi Livello1 Livello2...
•
cliccare sul bottone Inserisci.
È anche possibile definire il nome della linea di costruzione (in particolare il nome della linea nella
direzione dell’asse Z – piano della struttura) che corrisponde alla posizione della linea di costruzione,
per esempio, 4.0, 6.5 , ecc. Per farlo, occorre selezionare l’opzione Valore nell’elenco Numerazione.
La variabile %v che permette di generare il nome della linea secondo la sua posizione, può essere
utilizzata anche per una definizione del nome proprio dei livelli.
Per cancellare un asse/livello qualsiasi, occorre illuminare l’asse/livello selezionato della lista e
cliccare sul bottone Cancella. Se l’utente desidera cancellare tutti gli assi/livelli, deve cliccare sul
bottone Cancella tutto.
La selezione del bottone Segna causa la distinzione dell’asse selezionato dalla lista delle linee di
costruzione definite (la linea di costruzione è rappresentata come una linea grossa). Nella tabella,
accanto all’asse segnato appare il simbolo “X”. Gli assi presenti nella lista sono visualizzati sempre in
ordine alfabetico, il quale corrisponde alla coordinata crescente che definisce gli assi.
La posizione delle linee di costruzione cartesiane e tutte le parti della struttura possono essere
modificate.Per iniziare la modifica delle linee di costruzione, occorre posizionare il cursore sulla
descrizione (che sarà illuminata) e quindi, cliccando sul pulsante destro del mouse, selezionare
l’opzione Proprietà dell’oggetto nel menu di contesto.
Nel programma è anche possibile selezionare elementi della struttura con l’uso della mesh di linee di
costruzione. Tale opzione è disponibile nel menu, dove occorre scegliere il comando Modifica /
Selezione speciale /Linee di costruzione.
In alcuni casi uno strumento molto comodo diventa l’opzione Numerazione che consente di modificare
la numerazione dei nodi, barre, pannelli e oggetti. L’opzione è disponibile con:
• selezione del comando Geometria / Numerazione disponibile nel menu
•
clic sull’icona Numerazione
.
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Le opzioni disponibili nella finestra presentata sopra permettono all’utente di modificare la
numerazione dei nodi, barre, pannelli e oggetti definiti nella struttura. La finestra è suddivisa in due
parti principali: Barre/Pannelli/Oggetti e Nodi. In questi campi sono accessibili le stesse opzioni
(Oggetto nr, Passo, Selezione).
Per cambiare la numerazione degli oggetti nella struttura occorre:
• definire il numero del nodo iniziale nel campo Nodo nr o quello della barra/pannello/oggetto nel
campo Oggetto nr
• definire il passo della numerazione
• selezionare nella struttura nodi/ barre/pannelli/oggetti, la cui numerazione verrà modificata
• cliccare sul bottone Applica.
Se non si verifica il conflitto di numerazione, i numeri dei nodi/ barre/pannelli/oggetti verranno
modificati (il conflitto appare invece, quando i nodi/barre/pannelli/oggetti dai numeri che devono
essere generati già esistono nella struttura).
ATTENZIONE: Quando va modificata la numerazione delle seguenti barre: 8, 11, 15, 20 e sono stati
definiti i seguenti parametri di modifica della numerazione delle barre: Oggetto nr
uguale a 11 e Passo uguale a 2, il conflitto di numerazione delle barre non si verifica,
se nella struttura non esistono finora le barre numero 13 e 17.
Esiste anche la possibilità di eseguire una rinumerazione geometrica. I parametri di questo tipo di
rinumerazione sono accessibili dopo la selezione del bottone Parametri disponibile nella finestra di
dialogo presentata sopra (il bottone verrà attivato solo, dopo che sarà stata selezionata l’opzione
Numerazione geometrica).
In alcuni casi è indispensabile avere un disegno con delle linee dimensionanti della struttura. Tali linee
possono essere aggiunte alla struttura con l’uso dell’opzione Strumenti/Linee dimensionanti. Sullo
schermo apparirà la finestra di dialogo che permette di definire i parametri delle linee di
dimensionamento create (tipo di linea, posizione della linea, origine e fine della linea, ecc.).
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3.13.1. Operazioni di modifica
Il programma Robot Millenium è fornito di molti strumenti di modifica che facilitano il lavoro
dell’utente durante la definizione e/o modifica della struttura progettata. Tali opzioni sono, per
esempio: rotazione, traslazione (sposta …), specchio orizzontale e verticale, simmetria piano,
simmetria assiale e omotetia. Tali opzioni di modifica possono essere attivate con i comandi presenti
nel menu (sottomenu Modifica / Modifica) o con l’icona nel sottomenu "Modifica"
.
Nel programma è disponibile anche Modifica combinata che permette di comporre le operazioni di
modifica (traslazione, rotazione e omotetia) per nodi/oggetti della struttura che l’utente ha selezionato
prima. L’opzione è disponibile nel menu con la selezione del comando Modifica / Modifica combinata.
Per definire una modifica composta dei nodi o degli oggetti selezionati della struttura occorre decidere
all’inizio, quali operazioni andranno a creare la modifica composta; tale operazione può abbracciare le
seguenti opzioni di modifica: traslazione, rotazione e omotetia. La modifica composta può
comprenderne due, o tre le operazioni possono essere definite in ordine qualunque.
Durante la definizione del modello della struttura sono utili le seguenti opzioni: Divisione, Estrusione e
Taglio.
L’opzione Divisione permette di dividere le barre in barre più piccole, o i bordi degli oggetti in segmenti
del bordo. L’opzione è disponibile:
• nel menu, con la selezione del comando Modifica/Divisione
• nella barra degli strumenti, con un click sull’icona Divisione
.
L’estrusione della barra consiste in estrudere la barra selezionata, o l’oggetto selezionato fino alle
barre o gli oggetti che definiscono i bordi (i limiti) dell’estrusione. L’opzione è disponibile:
• nel menu, con la selezione del comando Modifica /Estrusione
• nella barra degli strumenti, con un click sull’icona
.
Il taglio consiste nell’indicazione di tale parte della barra /oggetto selezionato che va tagliata. La parte
da tagliare si troverà tra le barre /oggetti che definiscono i bordi di taglio. I bordi di taglio possono
essere Le barre o gli oggetti tipo: arco, circolo, polilinea, ecc.). L’opzione è presente:
• nel menu, con la selezione del comando Modifica/Taglio
•
nella barra degli strumenti mediante un click sull’icona
.
3.14. Strutture tipo
Il sistema Robot Millenium dispone di una ricca libreria contente le strutture tipiche fondamentali.
L’opzione che permette di aprire la libreria e di creare/aggiungere una struttura tipo è accessibile:
•
•
con la selezione dell’icona Struttura di libreria
disponibile nella barra degli strumenti
con la selezione del comando Geometria /Struttura/ Struttura di libreria disponibile nel menu.
Sullo schermo appare la finestra di dialogo presentata sotto.
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Le strutture di libreria sono raggruppate in alcune basi. Per selezionare la struttura desiderata occorre
prima trovare la relativa base. Nella versione corrente del programma Robot Millenium sono
disponibili le seguenti basi:
• libreria con strutture tipiche: telai, reticoli, travi
• strutture tipiche: base aggiuntiva
• piastre e gusci.
Nella finestra presentata sopra sono mostrate le icone che rappresentano un determinato tipo di
struttura di barra. L’utente può selezionare il tipo di base della struttura, cliccando due volte con il
pulsante sinistro del mouse sulla relativa icona.
Nel programma sono disponibili alcune strutture tipiche di barra, frequentemente utilizzate nella
progettazione, quali:
-
trave continua,
-
graticcio,
-
telaio multipiano,
-
telaio a più navate,
- diversi tipi di reticoli.
Questi tipi di strutture di barra possono essere configurati in modo libero. Per definire la struttura
occorre determinare:
- lunghezza
- altezza/larghezza
- numero di campi/divisioni/campate
- angoli di inclinazione delle travi del tetto (nei telai),
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e per alcuni tipi di travature reticolari occorre definire inoltre:
- sollevamento del nodo finale
- sollevamento del nodo centrale del corrente inferiore
- sollevamento del nodo centrale del corrente superiore.
Nella base aggiuntiva delle strutture sono disponibili diversi tipi di travature reticolari (fra l’altro, reticolo
Polonceau).
Nella base Piastre e gusci sono state definite le strutture tipo piastra-guscio più frequentemente
usate:
-
piastra rettangolare
-
piastra rettangolare con foro rettangolare
-
piastra rettangolare con foro circolare
-
piastra rettangolare con graticcio
-
piastra circolare
-
piastra circolare con foro circolare
-
piastra circolare con foro rettangolare
-
muro dell’edificio con fori
-
piastra semicircolare
-
piastra semicircolare con foro circolare
-
piastra semicircolare con foro rettangolare
-
struttura guscio: serbatoio parallelepipedo
-
struttura guscio : serbatoio cilindrico
struttura guscio : serbatoio in forma di tronco di cono.
Questi tipi di struttura possono essere configurati in modo libero. Per definire la struttura occorre
determinare le dimensioni della struttura e il tipo di mesh che verrà utilizzata durante la generazione
degli elementi finiti.
La struttura definita con l’uso della base delle strutture di libreria può essere utilizzata, sia come una
parte di una struttura più grande (le opzioni disponibili sul segnalibro Inserisci della finestra di dialogo
che si apre per un determinato tipo di struttura permettono di inserirla, in modo comodo e preciso,
nella struttura già esistente), sia come una struttura indipendente.
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3.15. Strutture per fasi
Una delle opzioni più interessanti accessibili nel sistema Robot Millenium è quella che permette di
analizzare le strutture per fasi (strutture eseguite in più passi tecnologici). L’opzione è disponibile nel
menu; dopo la selezione di essa si accede alle seguenti opzioni:
• Geometria/Fasi/Selezione della fase
• Geometria/Fasi/Raccolta delle fasi.
Il programma esegue il calcolo della struttura individualmente per ogni fase; i risultati di calcolo si
ricevono per ogni fase, perché ciascuna delle fasi di creazione della struttura viene trattata come una
struttura a parte. Il programma esegue l’analisi della struttura per fasi in modo automatico, fase per
fase. È l’utente a decidere quale delle fasi viene attivata durante la visualizzazione dei risultati, cioè
per quale fase verranno presentati i risultati del calcolo.
I risultati di calcolo della struttura per fasi possono essere visualizzati per ogni fase separatamente,
oppure raccolti (in una fase unica) per un confronto. Può essere anche creato l’inviluppo dei risultati
per la struttura intera con l’uso dei risultati ottenuti per le fasi selezionate.
Selezionata l’opzione Selezione della fase, sullo schermo appare la finestra di dialogo presentata in
figura sotto (la finestra contiene la definizione di quattro fasi).
In questa finestra sono disponibili le seguenti opzioni:
• campo Attivazione/Campo di modifica : campo, in cui vengono visualizzati i nomi delle fasi della
struttura finora definite; accanto ad ogni fase definita sono presenti il suo numero e il campo che
permettono di attivare e disattivare il trasferimento delle barre/elementi alle altre fasi (se l’opzione
è attiva per una data fase appare il simbolo “√” e le barre/elementi definiti della fase attualmente
selezionata saranno presenti anche nella fase, per cui è stato attivato il trasferimento, se l’opzione
non è attiva, le barre/elementi definiti per la fase attualmente selezionata non saranno prese/i in
considerazione nella data fase)
• opzione Tutte le finestre : se questa opzione è attiva, l’attivazione di una data fase della struttura
si riferisce a tutte le finestre aperte nel programma; se questa opzione non è attiva, l’attivazione
della fase si riferisce alla finestra attiva
• tre bottoni:
Attiva : la selezione di questo bottone causa che la fase della struttura selezionata (illuminata
nella lista) diventa attiva; si può farlo anche cliccando due volte sulla fase selezionata della
struttura
Modifica : la selezione di questo bottone permette di modificare il nome della fase della struttura
selezionata (illuminata nella lista)
Cancella : la selezione di questo bottone permette di cancellare la fase della struttura selezionata
(illuminata nella lista)
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•
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campo Nuova fase : campo che permette di definire una nuova fase della struttura; occorre
definire il nome della fase (il programma assegna automaticamente il numero successivo per
ordine alla fase) e quindi cliccare sul bottone Definisci.
ATTENZIONE: Sulla barra titolare del programma Robot Millenium viene presentato il nome della
fase attualmente attiva.
L’opzione Raccolta delle fasi è utilizzata per definire i risultati per la struttura per fasi in base alla fase
finale (fase di base) che in modalità standard doveva formare una struttura intera. Questa opzione
permette di “incollare” (raccogliere i risultati) le fasi selezionate e rende possibile un confronto grafico
delle singole fasi. Nella parte alta della finestra di dialogo occorre definire Fase di base (si
raccomanda di definire l’intera struttura). Per definire Fasi aggiunte, occorre selezionare la relativa
fase (accanto al nome appare il simbolo “√“). Ogni fase può essere aggiunta o cancellata dalla lista
corrente che costituisce la base per una raccolta delle fasi.
ATTENZIONE: Durante la definizione delle successive fasi della struttura occorre osservare la
numerazione delle barre; perché l’operazione della raccolta delle fasi abbia senso, le
barre, nelle successive fasi della struttura, devono avere gli stessi numeri (perché i
risultati ottenuti per le singole fasi siano raccolti per le stesse barre/elementi).
I risultati per una struttura “raccolta” saranno visualizzati, quando nella finestra di dialogo Fasi verrà
selezionata la fase Struttura composta/1. fase prima di incollare.
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