TUTORIAL per la modellazione strutturale

Transcript

1 TUTORIAL per la modellazione strutturale Preparare un DWG per modellare una struttura in muratura o mista Preparare un DWG per modellare una struttura in muratura o mista In questo tutorial vengono definite quelle che sono le regole per una corretta definizione dei file formato CAD per l importazione ed il riconoscimento automatico degli elementi strutturali di un edificio in cemento armato. Verranno anzitutto sottolineati i criteri generali come: Impostazioni generali Layers Gli elementi che verranno trattati e che quindi è possibile importare nella modellazione 3D sono i seguenti: Pilastri Travi Solai Setti Aperture Tutorial di TRAVILOG

2 Impostazioni generali L operazione di importazione di un DXF/DWG, fornisce un rilevante aiuto nello sviluppo del progetto, facilitando le operazioni di inserimento degli elementi. Per l'importazione del file DXF /DWG occorre seguire alcune semplici regole per la preparazione del file con il programma CAD: Cancella tutti gli elementi che non sono necessari, per evitare di appesantire inutilmente il file. E opportuno importare piante contenenti solo gli elementi utili per il disegno della struttura, evitando campiture o blocchi che potrebbero rallentare l utilizzo del programma. La pianta del disegno deve essere posta su un piano. Eventuali elementi disposti sulla quota z impediscono l importazione. Se si desidera utilizzare la funzione di riconoscimento automatico degli elementi, creare un layer per ciascuna tipologia che si desidera importare (pilastri, aperture, ecc.). Dopo l importazione il programma posiziona automaticamente il sistema di coordinate nel centro del disegno; tuttavia è consigliabile effettuare questa operazione direttamente sul file CAD, disegnando in prossimità dell origine degli assi. Depurare il disegno di tutti i blocchi non utilizzati. E possibile allineare in modo preciso uno sfondo DWG/DXF, ad esempio per garantire il corretto posizionamento di impalcati successivi: per farlo, è necessario creare un layer Origine nel file. L origine del disegno coinciderà con il centro di un cerchio disegnato utilizzando questo apposito layer, che non può contenere altri elementi. TRAVILOG importerà la tavola posizionando il centro del cerchio così creato nell origine degli assi. E possibile assegnare un nome a ciascun elemento già nella tavola creata con il CAD: per farlo è sufficiente inserire il nome del setto in una casella di testo, posta all interno del rettangolo di definizione dell elemento. E necessario che il layer utilizzato per il testo e quello utilizzato per disegnare l elemento siano coincidenti. Ricordarsi di chiudere il disegno nel programma CAD, prima di importare i file in TRAVILOG. Prima dell importazione occorre modellare i livelli dell edificio dall apposito menù Livelli. Ad esempio per un edificio composto dal piano fondazioni, primo e secondo solaio di interpiano e copertura, è necessario creare quattro livelli come nell immagine seguente. Tutorial di TRAVILOG 2

3 Layers Ognuno degli elementi strutturali che si desidera importare deve essere definito in un preciso layer. In fase di importazione verrà quindi definita la corrispondenza tra elemento di modellazione 3D e modello CAD proprio grazie all univoca associazione garantita dalla presenza di questi layer. Pilastri La sezione di un pilastro può essere riconosciuta in automatico se il suo contorno viene rappresentato da una poligono o da un cerchio, disegnato su un apposito layer: il programma è in grado di riconoscere oggetti composti (poligoni o polilinee chiuse). Nella seguente figura è riportato un esempio di come il programma riconosce ciò che è contenuto nel layer pilastri. Perché il riconoscimento dei pilastri avvenga correttamente, il layer deve contenere esclusivamente il contorno dei pilastri, pertanto assi e campiture devono essere assegnati ad un layer differente. Verificare inoltre che non vi siano segmenti sovrapposti nel file DXF/DWG per definire la sezione del pilastro. Setti I setti possono essere disegnati nel CAD come rettangoli, definiti come rettangoli o polilinee chiuse. E possibile assegnare un nome a ciascun muro già nella tavola creata con il CAD: per farlo è sufficiente inserire il nome del setto in una casella di testo, posta all interno del rettangolo di definizione dell elemento. E necessario che il layer utilizzato per il testo e quello utilizzato per disegnare l elemento siano coincidenti. Particolare attenzione dev essere rivolta al disegno delle zone di intersezione tra setti; infatti, a meno di modifiche e correzioni successive, la disposizione relativa delle sezioni terminali degli elementi può influenzare le proprietà del modello tridimensionale, come meglio precisato in seguito all interno di questo tutorial. Si fa inoltre presente che, per impostazione di default, i setti vengono importati con l allineamento impostato sull asse. Tutorial di TRAVILOG 3

4 Travi Le travi possono essere inserite in modo analogo ai setti, disegnando nel CAD dei rettangoli definiti come oggetti composti (poligoni/polilinee chiuse). Seguendo il metodo illustrato per i setti è possibile assegnare un nome a ciascuna trave già nella tavola creata con il CAD. Aperture Per consentire a TRAVILOG di importare le aperture nel modello è necessario che queste siano disegnate in un apposito layer del file DWG/DXF. Le aperture devono essere inserite come rettangoli, sovrapposte ai setti. La larghezza delle aperture viene ricavata automaticamente dal disegno, mentre lo sviluppo in altezza deve essere specificato in un apposita casella di testo, appartenente allo stesso layer e così strutturata: <Nome apertura> - <Altezza da terra> - <Altezza dell apertura> dove le misure devono essere sempre inserite in centimetri, indipendentemente dalle unità di disegno utilizzate. Per inserire una porta è sufficiente impostare un altezza da terra nulla: <Nome apertura> <Altezza> Solai I solai possono essere modellati nel CAD come poligoni di n lati. Per ottenere una corretta distribuzione dei carichi su setti e travi, è necessario che i bordi del solaio coincidano con i bordi interni dei setti e delle travi. E inoltre necessario inserire, all interno di ciascun poligono relativo a un solaio, una casella di testo con indicazione dell orditura del solaio in gradi sessagesimali, misurata in senso orario a partire dall orizzontale. Come mostrato nel seguito, è comunque possibile modificare l assegnazione dei carichi su setti e travi in seguito alla generazione del modello tridimensionale. Tutorial di TRAVILOG 4

5 Intersezione tra gli elementi La modalità di disegno delle zone di intersezione fra muri e/o travi può influire in modo rilevante sul comportamento del modello generato dal programma. E possibile seguire due criteri di modellazione: Setti non connessi. In generale, i setti incidenti in un angolo non risultano fra loro connessi nel modello a telaio equivalente dell edificio in muratura. La quota di carichi orizzontali ad essi competenti è determinata solo in funzione della loro rigidezza, grazie alla presenza del piano rigido. Questa procedura, consigliata nella maggior parte delle applicazioni, risulta esatta se non è previsto, o non è stato realizzato, un efficace ammorsamento tra i muri. Inoltre, in generale può essere opportuno assegnare l angolo al muro che porta il solaio. a) b) Setti interconnessi. E possibile disegnare i setti in modo tale da renderli fra loro connessi nel modello a telaio equivalente. Per farlo, è necessario impostare l allineamento dei setti sull asse e inserire gli elementi in modo che abbiano in comune uno degli estremi. Così facendo le due travi fittizie, create nel modello tridimensionale per distribuire i carichi dei solai sui due setti, risulteranno collegate attraverso un nodo comune. E possibile modificare o eliminare la connessione introducendo degli svincoli nel modello a telaio equivalente o riducendo i vincoli interni tra i due elementi. Si ricorda che in caso di inserimento di un piano rigido tutti i nodi del livello risultano collegati da un vincolo cinematico a prescindere dalle modalità di disegno degli elementi). Intersezione tra muri. Anche per le intersezioni tra muri valgono le considerazioni relative agli angoli. Se si desidera realizzare il collegamento tra i setti, è necessario spezzare il muro continuo in due elementi. In generale si consiglia di disegnare i muri nel modello ad impalcati attenendosi alle regole necessarie per evitare la creazione di nodi comuni nel modello tridimensionale a telaio equivalente. Tutorial di TRAVILOG 5

6 Intersezione tra muro e trave. Per disegnare una trave che appoggia su un muro, occorre che il nodo di estremità corrispondente sia posto all interno del muro. In caso contrario gli elementi del modello non risulteranno fra loro collegati. Per procedere correttamente si osservi la seguente figura: Pilastro inserito nel muro. Si consiglia di evitare la sovrapposizione di setti e pilastri. Se nel il muro è interrotto da un pilastro in calcestruzzo è più opportuno spezzare il muro in corrispondenza delle facce del pilastro. Muro che appoggia su una trave. Per la normativa possono essere considerati resistenti al sisma solo i setti che appoggiano sugli elementi di fondazione. Il programma accoglie questo vincolo e, come conseguenza, non considera i muri che appoggiano su telai in cemento armato. Ai fini del calcolo è dunque opportuno inserire i muri che poggiano su telai in cemento armato, qualora presenti, solo come carico aggiuntivo sulle travi. Per procedere correttamente si osservi la seguente figura: Travi ad appoggio continuo. Non devono essere inserite le travi ad appoggio continuo (corree) sui setti murari. Il peso di questi elementi, qualora presenti, può essere inserito come carico lineare sul setto, mentre il loro contributo di resistenza in corrispondenza delle fasce di piano può essere considerato inserendolo tra le proprietà del muro Tutorial di TRAVILOG 6

7 INUTILE Appoggi intermedi delle travi. Per inserire delle travi su più appoggi è necessario inserire, una trave per ogni campata della travata che si intende modellare: Collegamento di pilastri e telai alla struttura in muratura. TRAVILOG svincola gli elementi in acciaio, legno e, se l utente non ha provveduto ad inserire l armatura, quelli in calcestruzzo. Si ricorda infatti che, in caso di analisi lineare, non è possibile considerare il contributo di tali elementi nei confronti dell azione sismica. La presenza di tali svincoli può tuttavia essere fonte di labilità se gli elementi o i telai non risultano collegati correttamente al resto della struttura in muratura. Per collegare correttamente i telai e gli elementi ad altra tecnologia è necessario prolungare alcune travi sui setti in muratura. Nell esempio mostrato in figura è stato inserito appositamente un concio di trave (selezione evidenziata) per assicurare il collegamento del pilastro con le altre membrature verticali. Tutorial di TRAVILOG 7