Il Programma Sap2000

Utilizza un modello di calcolo agli elementi finiti.

Vari tipi di elementi base:

TRUSS: elemento monodimensionale: asta con solo sforzonormale N.

FRAME: elemento monodimensionale: asta con sollecitazioniN, Tx, Ty, Mx, My, Mz.

SHELL: elemento bidimensionale:

piastra (regime di sforzi flettenti), membrana (solo sforzinel piano dellelemento, N, T) o guscio (somma dei due).

ASOLID: solido assialssimetrico in condizioni di caricoassialsimmetriche.

SOLID: elemento tridimensionale, definito da almeno 4 puntinello spazio

NLLINK: elemento utilizzato per modellare nonlinearitpuntuali della struttura, quali smorzatori, isolatori e simili.

Lelemento FRAME Caratteristiche Generali e possibilit di modellazione

E una generica asta tridimensionale, che include gli effettidi deformazione assiale, taglio, torsione e momento

flettente secondo la teoria elastica della trave prismatica

N

asse 2

asse 1

asse 3

N

T

Tasse 1

asse 3

asse 2

V2

2V

3M

M 3

asse 3

2

asse 2 asse 1

2M

V3

3V

M

E definito da una linea retta che congiunge due punti nodali(joints).

E utilizzato per modellare il comportamento di travi epilastri in strutture piane e tridimensionali:

Telai piani

Strutture reticolari piane

Graticci piani

Telai tridimensionali

Strutture reticolari tridimensionali

Lelemento Shell Caratteristiche Generali e possibilit di modellazione

Lelemento Shell un elemento bidimensionale che include glieffetti di deformazione assiale, taglio, torsione e momentoflettente in strutture piane e tridimensionali e raggruppa tre tipidi comportamento:

j

j

j

j

Shell: tiene conto di tutte le

componenti di rigidezza;

Membrane: tiene conto di una

rigidezza translazionale nel piano

dellelemento ed una rigidezzarotazionale nella direzione

ortogonale al piano;

Plate: tiene conto di una rigidezza

rotazionale bidirezionale fuori dal

piano e di una rigidezza

traslazionale nella direzione

ortogonale al piano dellelemento.

Definizione del modello di calcolo

Realizzazione di un modello che definisca numericamente lageometria, le propriet, le condizioni di carico e i parametri dianalisi per la struttura.

I passi da seguire sono:

Scelta del tipo di elemento e discretizzazione della struttura:

in base alle caratteristiche geometriche ed alle sollecitazioni

prevalenti.

La scelta del tipo di elemento strettamente legata alla fase

di discretizzazione.

Individuazione dei punti nodali (joints) che definiscono la

geometria e la collocazione nello spazio della struttura.

Definizione delle caratteristiche dei materiali utilizzati.

Definizione delle condizioni di vincolo.

Definizione delle condizioni e delle combinazioni di carico.

Definizione delle coordinate nodali

Utilizzo di modelli geometrici preordinati per strutture

standard.

Per linserimento dei dati geometrici riguardanti la struttura il programma Sap offre diverse alternative:

Utilizzo di file grafici redatti con programmi specifici in

formato .dxf.

Passo 1: scelta del modello

Definizione delle coordinate nodaliUtilizzo di un template

Passo 2: dati del modello

Dati richiesti:

Numero di piani

Numero di campate in direzione x

Numero di campate in direzione y

Interpiano

Luce campate in direzione x

Luce campate in direzione y

Passo 3: adattamento del

modello alledificio

La griglia consente

di adeguare le

dimensioni fisse

delle campate a

quelle reali

Definizione delle coordinate nodali

Dati caratteristici dei materiali

Dati richiesti:

Massa per unit di volume

Peso per unit di volume

Modulo elastico

Coefficiente di Poisson

Coefficiente di dilatazione termica

fck

fyk

Valori di resistenza:

Resistenza caratteristica a

compressione del calcestruzzo

Resistenza caratteristica a

taglio delle armature

Tensione caratteristica di

snervamento delle armature

Elemento FrameCaratteristiche geometriche della sezione

Per la sezione rettangolare:

Altezza;

Larghezza;

Dettagli delle armature:

Copriferro;

Numero di ferri nelle due direzioni o area del

singolo ferro.

Elemento ShellCaratteristiche geometriche della sezione

Caratteristiche geometriche:

Spessore per il comportamento a membrana;

Spessore per il comportamento a flessione.

Tipo di comportamento:

shell;

membrana;

piastra.

Vincoli esterni

Sono vincoli da applicare ai nodi per rendere il sistema

isostatico o iperstatico.

Vengono definiti individuando le componenti di

spostamento (traslazione e

rotazione) che devono essere

impediti.

5,45,24,6

Gk

Gk

Gk

Gk

Condizioni di carico

Carichi distribuiti o forze concentrate sugli elementi e forze

nodali agenti contemporaneamente e definite singolarmente

per ogni elemento o nodo

Permanenti

Accidentali - condizione 1

5,45,24,6

Gk

Gk

Gk

Gk

Accidentali - condizione 2

5,45,24,6

Qk

Qk

Qk

Qk

5,45,24,6

Qk

Qk

Qk

Qk

Accidentali - condizione 3

5,45,24,6

Qk

Qk

Qk

Qk

Vento

Ogni singola condizione di carico pu, in varie proporzioni,

agire unitamente ad altre

Combinazioni di carico

n

i

ikikqkpkgd Q QP G F

2

011

Definizione dei carichi

5,45,24,6

Gk

Gk

Gk

Gk

Per ogni condizione il carico viene assegnato ai singoli elementi

Entit del carico uniformemente distribuito

Tipo di Analisi

Definizione del tipo modello di calcolo:

telaio bidimensionale;

telaio tridimensionale;

graticcio piano;

trave reticolare spaziale.

Tipo di Analisi: Analisi statica;

Analisi modale;

Analisi con spettro di risposta;

Analisi push - over

Analisi dinamica time history.

Risultati

Reazioni vincolari.

Deformata della struttura nelle varie condizioni e

combinazioni di carico.

Diagrammi delle sollecitazioni nelle varie

condizioni e combinazioni

di carico.

Progetto e verifica della struttura secondo i

principali codici normativi.