Corso di Complementi di Scienza delle Costruzioni 2

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1 Corso di Complementi di Scienza delle Costruzioni 2 Esercitazione n 1 Calcolo di una trave reticolare con il programma F.E.M. Straus7 Avviare il programma 1. Avviare il programma. 2. Dal menù File selezionare New. 3. Nella prima schermata viene richiesto di indicare le unità di misura. selezionare: m per lenght kn per force Mpa per Modulus/Stress. Premere OK per iniziare. 4. Dal menù File selezionare Save as, e digitare un nome al file.

2 Definizione della geometria della struttura 5. Dal menù Create selezionare Node, indicare le coordinate del primo nodo1 (0,0,0) e digitare Apply. Il primo nodo è visualizzato sullo schermo. Ripetere il punto 5 per il nodi (2,0,0), (4,0,0), e (6,0,0). Chiudere il riquadro Node. Premere dal Menù View il commando Redraw per riadattare l immagine allo schermo. 6. Dal menù Create selezionare Element (in Type indicare Beam2) e selezionare col mouse i punti da unire creati precedentemente.

3 Chiudere la finestra Connections. 7. Dal menù Tools selezionare Copy e by Increments. Selezionare col mouse il pulsante indicato che ci permette di selezionare elementi beam. Cliccare col mouse sulla trave centrale che verrà evidenziata con una linea tratteggiata. Indicare la distanza alla quale vogliamo copiare la trave (0,2,0) e premere Apply. Chiudere la finestra Copy by Increments. Premere dal Menù View il commando Redraw per riadattare l immagine allo schermo.

4 8. Dal menù Create selezionare Element (in Type indicare Beam2), selezionare col mouse le estremità delle aste già create per completare la nostra struttura. Il risultato finale sarà il seguente. Chiudere la finestra Connections.

5 Definizione dei vincoli Definita la geometria, si definiscono i vincoli. E possibile procedere in due modi. 1 modo 9. Dal menù Global selezionare Load and Freedom Cases. Nella finestra che compare selezionare Freedom cases e alla voce Auto Set selezionare 2D Beam. Il modello creato è riconosciuto come un modello piano 2D, vengono imposti i 3 vincoli non necessari alla risoluzione della struttura nel piano. Chiudere la finestra Load and Freedom cases. 10. Dal menù Attributes selezionare Node Restraints per determinare gli altri vincoli mancanti (cerniera sul nodo a sinistra e carrello sul nodo a destra). Selezionare col mouse il nodo a sinistra da vincolare, che diventerà rosa, spuntare col mouse gli spostamenti da impedire (X e Y) e premere Apply.

6 Ripetere lo stesso procedimento per il nodo a destra spuntando col mouse gli spostamenti in direzione Y e premere Apply. Indicazione dei vincoli Chiudere la finestra Node Attributes. 2 modo Imponiamo noi tutti i vincoli necessari a non rendere labile la trave reticolare senza ricorrere al comando Load and Freedom Cases, la struttura è considerata come una struttura 3D qualsiasi. 11. Dal menù Attributes seleziona Node Restraints. Selezionare col mouse il nodo a sinistra da vincolare, che diventerà rosa, spuntare col mouse gli spostamenti da impedire (X, Y, Z, Rx, e Ry) e premere Apply.

7 Ripetere lo stesso per il nodo a destra spuntando col mouse gli spostamenti non voluti (Y, Z, Rx, e Ry) e premere Apply. Indicazione dei vincoli Chiudere la finestra Node Attributes. I nodi sono evidenziati come nell immagine indicazione dei vincoli. E conclusa a questo punto la definizione geometrica della struttura e dei vincoli.

8 Determinazione dei carichi 12. Dal menù Global selezionare Load and Freedom Cases. Selezionare New Cases, sarà creato un nuovo caso di carico col nome di default Load Case 2. Chiudere la finestra Load and Freedom cases. Dobbiamo a questo punto applicare i due carichi indicati nella figura seguente. 13. Dal menù Attribute selezionare Beam, Point Force e Global. Selezionare l asta centrale su cui agisce il carico. Indicare l intensità del carico in direzione Y (-10 kn), la distanza relativa a cui è applicato il carico a=0,5 e premere Apply

9 Verrà visualizzata la forza desiderata (freccia gialla in basso). Chiudere la finestra Beam Attributes. Introduciamo adesso il carico di 30kN che agisce in direzione X. Nella finestra in alto a sinistra selezionare il Load Case Dal menù Attribute selezionare Node Force.

10 Selezionare il nodo a destra sul quale agisce il carico. Indicare l intensità del carico in direzione X (30 kn) e premere Apply Verrà visualizzata la forza desiderata. Chiudere la finestra Node Attributes. 15. Dal menù Results selezionare Linear Load Combination Cases per creare delle combinazioni di carico con i Load Cases già creati. Cliccare su Add ed inserire i coefficienti moltiplicativi dei singoli Load Case. Premere OK per chiudere. Abbiamo concluso anche con la definizione dei carichi e possiamo passare alla definizione delle sezioni e delle proprietà dei materiali.

11 Definizione delle sezioni e dei materali 16. Dal menù Property selezionare Beam. Cliccare sull icona Edit Property Name in alto nella finestra, digitare il nome Trave saldata e premere OK. Cliccare sull icona Geometry su Library. Selezionare BHP Universal Beams Collection. Selezionare BHP: Universal Beam 150UB18.0 Section. Il materiale con le sue caratteristiche è stato importato in automaticamente. Se si vuole modificare il materiale selezionare Structural Material.

12 17. Dal menù View selezionare Angles Isometric e premere OK, per cambiare il tipo di vista. 18. Dal menù View selezionare Entity Display. Spuntare la casella Node number e cliccare Apply. Cliccare in alto per visualizzare le beam option

13 Spuntare la casella Beam number su Numbering, e Solid su Display Mode e cliccare Ok. Verrà visualizzata un immagine 3D della struttura. Ritornare alla visualizzazione frontale per il proseguo dell esercitazione.

14 Calcolo Conclusa la fase di definizione della struttura possiamo procedure col calcolo. 19. Dal menù Solver selezionare Linear Static. Nominare il file dei risultati Spuntare la voce Node Reaction e Beam Strain/Curvature sulla destra della finestra Premere Solve Controllare che nel report non compaiano Warnings o Errors e chiuderlo. 20. Dal menù Results seleziona Open result files. Selezionare Open

15 Adesso è possibile visualizzare i risultati. 21. Dal menù Results seleziona Result Settings. E possibile visualizzare i seguenti risultati nelle varie forme: contour diagramm vector

16 22. Dal menù Results selezionare Dispacement Scale per visualizzare la deformata della struttura. Per cambiare la condizione di carico con i relativi risultati procedere nel modo seguente. Selezionare nella finestra in alto a sinistra il Load Case 2 o Combination Case.

17 Selezionando Results il comando Peek è possibile visualizzare i risultati dei vari elementi selezionati. Nodi Travi Plate Brick Risultati della trave n 2 Risultati del nodo n 1