Midas - Verificatore Sezioni

http://www.cspfea.net/midas_gen.html

General Section Designer

Con questo modulo che si può

trovare sia all’interno di Midas

Gen che di Midas Civil , è

possibile fare la verifica a presso-

tenso-flessione di una sezione

con forma qualsiasi e composta

con dei materiali le cui proprietà

possono essere definite

dall’utente.

Fornisce il dominio di resistenza, il

contour delle tensioni e se il

materiale è definito non lineare,

fornisce anche il diagramma del

momento curvatura.

Definizione della geometria: da database

Per creare la geometria della

sezione ci sono diversi metodi:

Si può inserire una forma

presente nel database, utilizzare

gli eventuali formati standard

oppure andando a definirene i

parametri di personalizzazione.

Bisogna definire le coordinate del

baricentro e l’eventuale angolo di

rotazione degli assi locali rispetto

al sistema di riferimento globale.

Le si deve dare un nome e

definire il materiale che le si vuole

associare.

Definizione della geometria: da coordinate


definendole coordinate dei vertici.

Se si spunta Hollow Shape, la

forma che si va a definire è un

foro.

Le si deve dare un nome e

definire il materiale che le si vuole

associare.

Definizione della geometria: da dxf


importandola da un formato dxf.

Una volta definito il percorso del

file, vengono riportati tutti i layer

in esso presenti e bisogna

dichiarare quali di questi vanno a

definire il perimetro, Shape Layer,

e quali vanno a definire la

posizione delle barre, Rebar

Layer.

Le barre sono importate tutte con

lo stesso diametro e poste in

corrispondenza del centro di ogni

circonferenza appartenente al

layer selezionato.

Per importare barre con diverso

diametro bisogna importare in più

volte layer diversi, ogni uno con il

relativo diametro.

Alla sezione le viene

automaticamente associato il

nome del file dxf e bisogna

associarle un materiale.

E’ possibile assegnarle un fattore

di scala per omogeneizzare le

unità di misura dei due file e

definire le coordinate di

inserimento dell’origine del file

dxf.

Definizione del materiale

Nel database dei materiali sono

presenti il cemento armato e

l’acciaio di diverse normative.

C’è la possibilità di modificare tutti

i parametri di questi materiali e di

definirne di nuovi.


E’ possibile assegnare delle

proprietà non lineari sia al

calcestruzzo, sia alle barre di

armatura e sia all’acciaio di

carpenteria.

Per quanto riguarda il

calcestruzzo, vengono proposte

quattro curve, anche queste con i

valori dei parametri che le

definiscono modificabili:

1. Parabolica;

2. Parabola-Rettangolo;

3. Bi-lineare;

4. Kent & Park.


Anche per la carpenteria metallica

vengono proposte quattro curve,

anch’esse con i valori dei

parametri che le definiscono

modificabili:

1. Menegotto-Pinto;

2. Bi-lineare;

3. Assialsimmetrico bi-lineare;

4. Tri-lineare.


Quattro curve vengono proposte

anche per le barre di armatura,

anch’esse con i valori dei

parametri che le definiscono

modificabili :

1. Perfettamente elastica;

2. Bi-lineare;

3. Menegotto-Pinto;

4. Park Strain Hardening.

Inserimento delle armature

Per inserire le barre di armatura in

una sezione ci sono diversi metodi:

• Singolarmente:

ad ogni barra viene associata

una coppia di coordinate e un

diametro;

• Lineare:

si definisce l’inizio e la fine di

un segmento, un unico

diametro e quante barre si

vogliono inserire; è possibile

escludere la barra iniziale e/o

la finale;

• Ad arco:

si definisce il centro, l’inizio e la

fine di un arco, un unico

diametro e quante barre si

vogliono inserire; è possibile

escludere la barra iniziale e/o

la finale;

• Rettangolare:

si definisce la posizione degli

estremi della diagonale di un

rettangolo, un unico diametro,

quante barre si vogliono

inserire per ogni lato e l’angolo

di rotazione;

• Perimetrale:

si definisce il copriferro e il

numero totale di barre che si

andranno a posizionare prima

negli angoli e poi si

distribuiranno uniformemente.

Inserimento delle armature

Le barre che appartengono ad

uno stesso gruppo, hanno in

comune tutte lo stesso diametro.

Se si vuole cambiare il diametro a

solo determinate barre e non a

tutte, bisogna prima cambiare

tipologia del gruppo con il quale

sono state inserite. Tramite

Change Pattern, è praticamente

possibile fare un esploso del

gruppo. Così farcendo tutte le

barre risultano come se fossero

state create singolarmente e

quindi singolarmente modificabili.

Sezioni composte

E’ possibile fare la verifica di

sezioni composte con materiali

differenti e con più forme.

Se sezioni dello stesso materiale

si intersecano, queste si possono

unire tramite il comando merge.

Combinazione dei carichi

Tramite il comando Define Load

Combination è possibile definire

tutte le combinazioni di carico con

cui si vuole verificare la sezione.

Si ricorda che nel GSD la

compressione è considerata

positiva e fa la verifica allo Stato

Limite Ultimo.

Collegamento con Gen/Civil

Tramite il link, ci si può collegare

con un modello di Midas Gen o

anche con Midas Civil.


E’ possibile quindi creare una

sezione generica in GSD e dopo

aver attivato il collegamento,

esportarla in Gen o Civil.


Assegnata la sezione ai rispettivi

elementi (in Gen o Civil) si deve

eseguire l’analisi. Fatta l’analisi è

possibile reimportare in GSD

l’elemento di sezione generica

con tutte le sollecitazioni

associate e decidere in che punti

farne la verifica .


Nel menù di sinistra ci sono ora le

due sezioni, la prima,quella

esportata e la seconda quella

importata con le relative

sollecitazioni. Con un doppio clik

sul nome di queste si può passare

da l’una all’altra.

Nel nome della sezione importata

si è aggiunto Gen_/Civil_.

Inserimento armatura

Nella sezione importata vado a

definire un’armatura con cui si

vuole eseguire la verifica.

In questo caso si sceglie un

armatura perimetrale.

Verifica della sezione

Si può ora eseguire la verifica.

Dominio di resistenza

Si apre la parte riguardante il

dominio di resistenza. E’ possibile

visualizzarlo sia tramite le curve

P-M, sia tramite le curve My-Mz.

Le curve P-M si rappresentano

selezionando uno degli angoli

proposti o uno corrispondente ad

una combinazione di carico.

Se si sceglie il secondo metodo

viene riportata anche la posizione

della combinazione e il valore di

resistenza ottenuto considerando

il rapporto M/P costante, con M

costante oppure con P costante.

I valori dei punti che definiscono

le curve, sono riportati nella

tabella di destra e sono facilmente

selezionabili ed esportabili tramite

copia/incolla.


Le curve My-Mz si rappresentano

selezionando uno degli sforzi

normali proposti o uno

corrispondente ad una

combinazione di carico.

Se si sceglie il secondo metodo

viene riportata anche la posizione

della combinazione e il valore di

resistenza ottenuto considerando

il rapporto My/Mz costante, con

My costante oppure con Mz

costante.

I valori dei punti che definiscono

le curve, sono riportati nella

tabella di destra e sono facilmente

selezionabili ed esportabili tramite

copia/incolla.


E’ possibile visualizzare il dominio

anche in 3D.

Vengono rappresentate

contemporaneamente le curve P-

M e le curve My-Mz. C’è la

possibilità di evidenziarle

selezionando un angolo e/o un

valore di sforzo normale.

Vengono riportate in azzurro le

combinazioni che soddisfano la

verifica a presso-tenso-flessione e

posizionate quindi all’interno del

dominio.

Quelle che non verificano sono

riportate in rosso e posizionate

all’esterno del dominio.

In giallo si riportano per ogni

combinazione, i valori di

resistenza trovati considerando il

rapporto P-M costante.

Nella tabella di destra vengono

riportati tutti i rapporti di

resistenza, in rosso quelli che non

soddisfano la verifica.

Momento curvatura

Se il materiale è stato definito con

proprietà non lineari, è possibile

ottenere il diagramma momento-

curvatura.

Questo è in funzione

dell’inclinazione dell’asse neutro e

dello sforzo normale.

E’ possibile modificare la scala di

rappresentazione delle ascisse

del diagramma.

Nella tabella in alto vengono

riportati per tutti i punti che

compongono la curva, la

deformazione del calcestruzzo e

dell’acciaio, la posizione dell’asse

neutro, il valore di curvatura e il

corrispettivo momento.

Nell’altra tabella vengono riportati

il valore della curvature e del

momento di:

a- prima fessurazione;

b- snervamento dell’acciaio;

c- plasticizzazione del

calcestruzzo;

d- rottura.

A destra viene riportato un

diagramma dove si rappresentano

le deformazioni nei punti della

curva che vengono selezionati al

passaggio del mouse.

Stato Tensionale

Per ogni combinazione è possibile

visualizzare lo stress contour di

tutti i materiali che compongono la

sezione visualizzando o meno i

valori massimo/minimo e la

posizione dell’asse neutro a

rottura.

Stato Tensionale

Si può visualizzare la tensione

anche per singoli materiali.

Quella visualizzata in questo caso

è del calcestruzzo.

La mesh di calcolo si può

accendere o lasciare spenta.

Stato Tensionale

Questa è la tensione relativa alle

barre.

Stato Tensionale

E’ possibile vedere i risultati non

solo per componenti combinate

ma anche separatamente.

In questo caso solo My.

Report

Su ogni finestra del GSD in

basso a destra è presente in

tasto Report.

Cliccando su questo tasto la

finestra che è visualizzata

viene impaginata in un foglio

excel.

E’ quindi possibile ottenere un

file excel dove su più fogli

vengono riportate già

impaginate tutte le curve, i

diagrammi e visualizzazioni

che si vogliono riportare su

un’eventuale relazione.

Questo file excel viene salvato

nella cartella di lavoro.

Esempio: Cassone da ponte

Per verificare una sezione tipica di

un cassone da ponte, si decide di

creare un dxf.

In layer diversi si disegna la parte

in cls, la parte in acciaio e le

armature, Ø14 e Ø18.


Essendo possibile in GSD

importare un solo tipo di materiale

e un solo diametro di armatura

alla volta, si importa prima la parte

il cls, C30/37 e le barre Ø18.


Successivamente si importa la

parte in acciaio, S275 e le barre

Ø14


Si procede ora all’assegnazione

dei carichi.

I valori possono essere inseriti

manualmente, come in questo

caso, copiati e incollati da excel

oppure se la sezione dovesse

esser stata importata da Gen o

Civil compaiono automaticamente

quelli da calcolo.


Fatta girare l’analisi possiamo

controllare sia nei piani P-M, nei

piani My-Mz o direttamente in 3D

se le combinazioni vengono tutte

verificate.


Si può vedere il diagramma

Momento-Curvatura.


Si controllano le tensioni in tutte le

combinazioni, si possono

visualizzare, come in questo caso,

tutti e tre i materiali

contemporaneamente,

evidenziando la posizione dei

punti maggiormente sollecitati.


Vengono qui riportate solo le

tensioni riguardanti la parte in

acciaio.



tensioni riguardanti la parte in cls.



tensioni riguardanti le barre.


Tutte le tensioni possono essere

visualizzate con le componenti

combinate oppure prese

singolarmente.

In questo caso vengono

rappresentate solo le tensioni

relative alla componente My.

Esempio: Trave REP

Per verificare la sezione di una

trave REP decidiamo di

importare la geometria da un file

dxf .

Esempio: Trave REP

Si importa il layer del piatto e

delle barre associandolo al

materiale acciaio S355 con

proprietà non lineari (bilineare) e

poi quello del cls C30/37 con

proprietà non lineari (parabola-

rettangolo) .

Esempio: Trave REP

Nella prima fase si è scelto la

sezione di carpenteria in base al

momento resistente ottenuto

considerando lo schema di

sezione reticolare, con solo pesi

propri e permanenti e schema

statico con travi semplicemente

appoggiate.

Nella seconda fese, quella

successiva alla consolidazione

getto di cls, nella quale lo schema

statico diventa a telaio e i carichi

sono totali, si considerano ora due

momenti, uno positivo e uno

negativo corrispondenti

rispettivamente alla campata e

all’appoggio.

Con questa metodo, il momento

negativo è dovuto solamente ai

carichi non presenti nella prima

fase.

Esempio: Trave REP

Eseguendo il Design Section si

controlla se la sezione verifica.

Si può fare sia con la vista P-M,

con la vista My-Mz o come in

questo caso con la vista 3D.

Esempio: Trave REP

Si vede il diagramma Momento-

Curvatura.

Esempio: Trave REP

Si controlla lo stato tensionale

relativo alla combinazione con il

momento positivo e si

evidenziano i valori massimi che

appartengono all’acciaio.

Esempio: Trave REP

E’ possibile visualizzare solo la

parte in cls con i relativi valori

massimi.

Esempio: Trave REP

Analogamente si può visualizzare

lo stato tensionale relativo alla

combinazione di momento

negativo.

Esempio: Trave REP

Evidenziando solo la parte in

acciaio.

Esempio: Trave REP

Evidenziando solo la parte in cls.

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