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Indice Parte I
Piano 2014: introduzione
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Parte II
Perchè Navigator?
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Parte III Come opera Navigator?
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1 Le tipologie ................................................................................................................................... di analisi 7 2 Lo schema ................................................................................................................................... generale 9
Parte IV Le fasi del progetto
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1 L'organizzazione ................................................................................................................................... di Navigator 13 2 Parametri ................................................................................................................................... di progetto 15 3 Parametri ................................................................................................................................... sismici 17 Progetto nuovo ......................................................................................................................................................... 20 Verifica esistente ......................................................................................................................................................... 22 Verifica esistente ......................................................................................................................................................... + Progetto Am pliam ento 23
4 Analisi ................................................................................................................................... preliminari 24 5 Creazione ................................................................................................................................... modelli con Axis VM 24 6 Verifica ................................................................................................................................... elementi strutturali 25 7 Tutta ................................................................................................................................... la normativa in linea 26 8 La................................................................................................................................... relazione di calcolo 27 La costruzione ......................................................................................................................................................... della relazione 27 Collegam ento ......................................................................................................................................................... con Report 27
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Help Piano Navigator
Piano 2014: introduzione Il progetto di strutture in zona sismica realizzato con Piano 2013 si sviluppa in diverse fasi, illustrate di seguito. Analisi struttura Questa fase è dedicata alla costruzione del modello di calcolo. Il primo modulo è costituito da Navigator, una guida che indica il percorso da seguire per la progettazione sismica secondo NTC 08 delle strutture di edifici nuovi ed esistenti. Introducendo i parametri della struttura Navigator presenta la sequenza delle fasi indicando tutte le analisi da eseguire. Comprende anche moduli per l'analisi dei carichi e il predimensionamento degli elementi. Axis VM è il solutore di calcolo agli Elementi Finiti, direttamente integrato in Navigator che calcola le sollecitazioni e spostamenti degli elementi. Axis VM è un solutore nato in modo specifico per l'ingegneria civile ed offre velocità e flessibilità per il calcolo di qualsiasi struttura. Verifiche elementi La fase dedicata alla verifica consente il progetto esecutivo degli elementi portanti, applicando la gerarchia delle resistenze dove necessario. Con il modulo CA si ottiene il progetto ed il disegno delle armature necessarie per i diversi elementi delle strutture in c.a. come travi, pilastri, muri di sotegno, setti, solai. Il modulo Fondazioni calcola plinti, trave rovesce e piastre proponendo l'armatura necessaria. Il modulo Legno verifica le membrature per le strutture in legno. Relazione di calcolo Il modulo Report consente la gestione della relazione di calcolo, integrando i documenti prodotti dai diversi software STA DATA, come 3Muri, ed anche da altri programmi. Il documento può essere modificato da un potente gestore di testi ottenendo così la stampa diretta o l'esportazione in diversi formati di file.
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Piano 2014: introduzione
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Perchè Navigator?
Una guida fondamentale Le "Norme Tecniche per le Costruzioni" - DM 14.1.2008 apportano significative innovazioni al calcolo strutturale, introducendo nuove modalità operative e un sensibile incremento al numero di analisi richieste rispetto al DM 96. Alcuni passaggi risultano di particolare complessità, come le diverse tipologie di analisi, la gerarchia delle resistenze. Per agevolare la progettazione con le Norme Tecniche per le Costruzioni, Navigator offre un percorso guidato che, a seguito delle scelte effettuate dall'utente, indica i passaggi necessari per ogni tipo di struttura ed elenca le richieste della normativa per il caso in esame. Una guida quindi che consente di avere sempre il controllo del progetto in ogni sua fase, procedere con sicurezza, gestire i dati e mantenere un archivio ordinato dei lavori eseguiti. Per comodità è sempre possibile richiamare la normativa completa, cioè il DM 14-1-08 integrato con le Istruzioni, resa sempre disponibile con i richiami ipertestuali dei vari Capitoli. Navigator è il punto di partenza per la progettazione di strutture in c.a., acciaio, legno e miste secondo le "Norme Tecniche per le Costruzioni" di cui al DM 14-1-2008 e relative Istruzioni. Attraverso un percorso guidato sono disponibili le seguenti funzionalità: Creazione del lavoro con la possibilità di prevedere più ipotesi di calcolo (es. confronto tra analisi dinamica e statica); Gestione dei parametri sismici (zona, comune, terreno, ecc.); Gestione delle caratteristiche della struttura; Calcolo dei parametri sismici e del fattore di struttura “q”; Analisi contemporanea dei modelli richiesta da normativa per le diverse analisi (SLV, SLD per resistenza, SLD per danno, SLO, ipotesi di cerniere agli estremi delle travi); Analisi preliminari tra cui l'Analisi dei Carichi ed il predimensionamento degli elementi strutturali; Costruzione dei modelli di calcolo con Axis VM, direttamente collegato a Navigator; Analisi dei risultati per ogni modello; Lancio di Piano C.A. per le verifiche ed il disegno delle armature per travi e pilastri per le strutture in C.A.; Lancio di Piano Report per la creazione automatica della relazione di calcolo completa; Consultazione in linea della normativa completa (DM 14.1.08 e Istruzioni per
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Help Piano Navigator l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008) integrate in un unico documento.
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Perchè Navigator?
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Come opera Navigator? Navigator opera sia in collegamento con Piano 2014, il software per il calcolo delle strutture proposto da STA DATA, sia collegato con altri software. Nel primo caso il processo di calcolo è integrato, i dati sono trasmessi automaticamente tra le procedure. Nel caso di altri software, Navigator fornisce indicazioni essenziali circa il percorso operativo da percorrere.
3.1
Le tipologie di analisi Lo schema riporta le diverse tipologie di analisi previste dalle "Norme Tecniche per le Costruzioni" - DM 14-1-2008 in funzione dei possibili parametri che si verificano per il calcolo delle strutture antisismiche (zona, tipo di costruzione e classe d'uso). Navigator è stato sviluppato prendendo come riferimento i seguenti schemi, a seconda del tipo di lavoro (progetto nuovo, verifica esistente), che viene percorso automaticamente man mano che si introducono i dati del lavoro in esame. Schema progetto nuova costruzione
Per esaminare il dettaglio le diverse opzioni e trattandosi di un diagramma di flusso, occorre partire dal punto iniziale posto in alto. Schema verifica costruzione esistente
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Help Piano Navigator
Individuata la tipologia di analisi, il programma si adatta automaticamente richiedendo i dati coerenti con la tipologia.
Sia per strutture nuove, che per strutture esistenti è adesso possibile eseguire le analisi statiche non lineari o pushover secondo quanto richiesto dalle norme NTC08.
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Come opera Navigator?
3.2
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Lo schema generale Per il calcolo di strutture in zona sismica è necessario seguire un percorso determinato, indicato nella figura seguente.
Per strutture tipo A, B, C, D si intendono le strutture da realizzare in Zone sismiche 1, 2, 3 ed eventualmente 4, se si sceglie di non utilizzare il metodo semplificato. La fase A riguarda la modellazione della struttura agli elementi finiti, quindi l'esame della
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Help Piano Navigator struttura nel suo complesso. La fase B comprende le verifiche dei singoli elementi, realizzate secondo la logica della Gerarchia delle Resistenze. La fase C prevede la verifica degli elementi di fondazione che, per soddisfare la Gerarchia delle Resistenze, necessitano di un modello particolare. Si riporta la descrizione di ogni punto.
1. Impostazione generale della struttura In questa fase si effettuano le scelte riguardanti il materiale da utilizzare (c.a., acciaio, legno), la tipologia strutturale (telaio, a pareti, misto), la distribuzione degli elementi verticali e orizzontali (telai resistenti, setti), la tipologia di fondazioni (dirette, indirette). Questa fase non è automatizzabile, in quanto si tratta di una sintesi di fattori che derivano dall'esperienza del progettista, dalla sua sensibilità, dalle condizioni del committente, dalla impresa esecutrice dei lavori, dai vincoli ambientali. Al più sarà possibile confrontare diverse ipotesi sviluppate con le analisi seguenti con scelte alternative.
2. Modello di calcolo agli elementi finiti Il modello di calcolo agli elementi finiti consente la determinazione delle sollecitazioni e l'analisi degli spostamenti a seguito dell'applicazione dei carichi verticali e sismici. Di seguito si esaminano le diverse condizioni di carico in funzione delle caratteristiche della struttura.
3. Carichi verticali In questa fase si definiscono i carichi verticali suddivisi tra permanenti e variabili.
4. Analisi dinamica/statica L'analisi dinamica o analisi modale è l'analisi che le NTC 08 indicano come analisi standard. Attraverso l'analisi dinamica si valutano le caratteristiche dinamiche della struttura (forme modali e periodi per ogni forma) che determinano le forze orizzontali ed eventualmente verticali che simulano l'evento sismico. Per alcune strutture particolarmente semplici è possibile realizzare l'analisi statica. In questo caso non è necessario realizzare l'analisi dinamica, se non per verificare che sia possibile l'analisi statica.
5. Parametri sismici e fattore di struttura "q" I parametri sismici (es. accelerazione al suolo) ed il fattore di struttura "q" si determinano gli spettri di progetto che consentono di calcolare l'intensità delle forze sismici.
6. Carichi sismici Attraverso la combinazione dei dati ricavati ai punti 4 e 5 di determinano i carichi sismici.
7. Calcolo sollecitazioni Applicando le forze di statico e di tipo sismico al modello ad elementi finiti si calcolare
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Come opera Navigator?
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le sollecitazioni e gli spostamenti dell'intera struttura.
8. Calcolo travi Al fine di realizzare la duttilità della struttura, le NTC 08 prevedono che gli elementi strutturali (travi, pilastri, setti, fondazioni) sono soggetti alla gerarchia delle resistenze, cioè l'ordine di danneggiamento di questi elementi è imposto attraverso il dimensionamento prestabilito. In particolare per le travi il progetto a taglio segue il progetto a flessione e le sollecitazioni di taglio sono ricavate dalla resistenza flessione, opportunamente amplificate.
9. Calcolo pilastri, setti Anche per i pilastri i momenti da applicare derivano dalla resistenza delle travi amplificate. Per i setti invece si assumono i valori di calcolo.
10. Verifica nodi I nodi sono soggetti a verifica nei riguardi della staffatura necessaria e per lo sfilamento delle barre.
11. Verifica stato limite di danno Accanto alla verifica di resistenza degli elementi (Stato Limite Ultimo), è necessario controllare gli spostamenti relativi di piano (Stato Limite di Danno).
12. Variazione geometria Alla fine del processo di analisi, potrebbero risultare variate le sezioni degli elementi (travi e pilastri). In questo caso è necessario reiterare l'analisi, variando il modello ad elementi finiti.
13. Modello elementi finiti strutture di fondazione L'ultimo aspetto della Gerarchia delle Resistenze riguarda le opere di fondazione, che devono risultare come l'anello più forte delle catena. I valori da applicare alle fondazioni sono ricavati amplificando le sollecitazioni di travi e setti.
14. Calcolo elementi di fondazione Per le strutture da realizzare in Zona 4 il percorso è il seguente:
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Help Piano Navigator
Anche in questo caso si individuano le tre fasi principali: a, b, c ma il calcolo prevede semplificazioni rispetto alla prima ipotesi perchÊ non è necessario applicare la Gerarchia delle Resistenze; risulta quindi semplificata la fase di verifica degli elementi.
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Come opera Navigator?
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Le fasi del progetto Navigator offre una guida al progettista, fornendo le indicazioni necessarie per l'esecuzione di un progetto o verifica strutturale, sulla base dei valori introdotti inizialmente da parte dell'utente. Il progetto si suddivide in più fasi, di seguito elencate. Tutti i calcoli necessari alla corretta gestione del progetto vengono eseguiti automaticamente. Il progettista vede costantemente lo svolgersi delle operazioni effettuate in automatico da AxisVM. La flessibilità di Navigator permette all’utente di lavorare con due finestre aperte contemporaneamente sullo schermo. A sinistra la videata di Navigator mentre a destra appare l’ambiente di lavoro AxisVM predisposto, di volta in volta, ad eseguire le operazioni richieste dallo Stato del Progetto o della Verifica.
4.1
L'organizzazione di Navigator Navigator suddivide i dati in "Lavori" che comprendono tutti gli elementi relativi al calcolo di una struttura. Come si vedrà meglio in seguito ogni "Lavoro" può comprendere diversi "Progetti", cioè ipotesi diversi che si riferiscono alla stessa struttura; in questo modo è possibili confrontare facilmente diverse soluzioni e ipotesi progettuali. Inoltre in ogni "Progetto" sono compresi tutti i modelli necessari per tenere in conto gli stati limite esaminati (salvaguardia della vita, danno, operatività).
La finestra <Nuovo Lavoro> permette di impostare la cartella in cui verrà salvato l'intero progetto ed i dati relativi, attribuire un nome al lavoro e inserire una descrizione.
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Help Piano Navigator
In questa fase è possibile scegliere il tipo di lavoro da eseguire, scegliendo tra la progettazione di una nuova costruzione, la verifica di un edificio esistente con la presenza o meno di elementi di nuova costruzione. Al fianco del titolo del progetto si visualizza la sigla sigla relativa al tipo di lavoro scelto: (N) per un nuovo progetto, (E) per la verifica di un edificio esistente e (N+E) per il progetto di ampliamento con verifica della parte esistente. In base alla scelta effettuata Navigator esegue le corrispondenti analisi secondo le NTC08.
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Le fasi del progetto
4.2
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Parametri di progetto La funzione Nuovo Lavoro permette di creare la struttura di un nuovo Lavoro. Al fine di organizzare al meglio la fase di progettazione strutturale, ogni lavoro è memorizzato separatamente. Una problematica del calcolo sismico è la necessità di realizzare più modelli al fine di valutare le diverse soluzioni e scegliere l'ipotesi più favorevole, per questo è possibile gestire più progetti contemporaneamente. La prima operazione è quindi la definizione dei parametri di zona dell’edificio in costruzione.
Una banca dati che contiene i valori per tutti i comuni italiani fornisce i parametri geografici (longitudine e latitudine), la zona secondo la OPCM 3274 e la provincia di appartenenza. La nuova versione è dotata dell'ausilio di Google Map, che permette una facile e veloce individuazione del cantiere. Il Tipo di Costruzione e Classe d'uso sono necessari per definire la vita utile della struttura. Il tipo di analisi consente di scegliere tra l'analisi dinamica lineare, statica equivalente e analisi pushover. Anche se l'analisi statica equivalente è un'analisi desueta e raramente applicabile, tale funzione è utile per realizzare un confronto con l'analisi dinamica, al fine di validarla attraverso un confronto dei risultati. Il tasto Mappa consente di visualizzare la mappa completa delle scelte possibili.
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Help Piano Navigator
La mappa rappresenta tutte le scelte possibili e l'elenco dei modelli richiesti. La zona in rosso evidenzia la scelta effettuata dal programma ed il percorso realizzato. Si nota che si è obbligati a scegliere due strade distinte, a seconda della classe d'uso della struttura. Se la classe corrisponde alla 1 (costruzioni con presenza occasionale di persone) o alla 2 (costruzioni con normali affollamenti, non pericolose per l'ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali) è necessario realizzare un modello per lo Stato Limite di salvaguardia della Vita, un modello per lo Stato Limite di Danno che presentano degli spettri di progetto per il calcolo dell'azione sismica distinti, il primo utilizzato per le verifiche di resistenza a SLU, il secondo per le verifiche degli spostamenti relativi di piano allo SLE. Inoltre, per le NTC08, è necessario anche un modello in condizioni statiche diverse, incernierato agli appoggi, per l'esecuzione delle verifiche a taglio attraverso la gerarchia delle resistenze. Per costruzioni in cui sono previsti affollamenti significativi oppure attività pericolose per l'ambiente (Classe d'uso 3) o costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti (Classe 4), è necessario realizzare oltre ai modelli SLV e SLD, anche un modello per lo Stato Limite di operatività che presentano degli spettri di progetto per il calcolo dell'azione sismica distinti. In questi casi il modello SLD è utilizzato per le verifiche di resistenza a SLU, oltre al modello SLV, mentre il modello SLO è necessario per le verifiche degli spostamenti allo SLE. Comunque, è sempre necessario un modello incernierato agli appoggi per l'esecuzione delle verifiche a taglio attraverso la gerarchia delle resistenze. Piano Navigator crea automaticamente e salva nel progetto i diversi modelli richiesti.
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Le fasi del progetto
4.3
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Parametri sismici Al punto 2 si definisce la duttilitĂ della struttura (alta o bassa), le categorie del sottosuolo e topografica ricavate da opportune indagini e il fattore di struttura q in base alla tipologia della struttura stessa. Navigator determina i parametri sismici necessari per la definizione dello spettro di progetto.
Cliccando sul pulsante "Grafico" si possono visualizzare i relativi spettri di progetto.
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Help Piano Navigator
Il programma prevede l'analisi del fattore q per tutte le strutture previste dalla normativa. Premendo il pulsante in corrispondenza del fattore di struttura q si apre una finestra nella quale è possibile definire le caratteristiche geometriche, statiche e di sovraresistenza nei nodi permettendo rispettivamente la definizione della regolarità o irregolarità in pianta e/o in altezza, la tipologia della struttura (a telaio, a pareti, deformabile torsionalmente, a pendolo inverso, ecc.) e la caratterizzazione dell'iperstaticità della struttura data dal numero di piani e di campate.
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Le fasi del progetto
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4.3.1
Help Piano Navigator
Progetto nuovo In base agli elementi introdotti Navigator determina i parametri sismici necessari per la definizione dello spettro di progetto.
Infine è possibile determinare il fattore di struttura "q" in base alla tipologia della struttura stessa.
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Le fasi del progetto
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4.3.2
Help Piano Navigator
Verifica esistente In base agli elementi introdotti Navigator determina i parametri sismici necessari per la definizione dello spettro di progetto.
Nel caso di verifica di una struttura esistente, il fattore di struttura per il calcolo delle sollecitazioni sismiche per le verifiche di resistenza a Taglio è fissato a 1,5, mentre per le verifiche a Flessione può essere impostato manualmente dall'utente (la normativa prevede valori compresi tra 1,5 e 3).
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Le fasi del progetto
4.3.3
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Verifica esistente + Progetto Ampliamento In base agli elementi introdotti Navigator determina i parametri sismici necessari per la definizione dello spettro di progetto.
Per la parte di struttura nuova il programma prevede l'analisi del fattore q per tutte le strutture previste dalla normativa. Il fattore di struttura per il calcolo delle sollecitazioni sismiche della parte esistente per le verifiche di resistenza a Taglio è fissato a 1,5, mentre per le verifiche a Flessione può essere impostato manualmente dall'utente (la normativa prevede valori compresi tra 1,5 e 3).
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4.4
Help Piano Navigator
Analisi preliminari Prima di procedere con la costruzione del modello vero e proprio è necessario realizzare l'analisi dei carichi relativa alla valutazione del peso dei solai (peso proprio e carico variabile), della neve e del vento oppure un calcolo sismico semplificato preliminare. Per la trattazione di questa parte si rimanda alla brochure di ET.
4.5
Creazione modelli con Axis VM In funzione del tipo di lavoro da eseguire (progetto di una nuova costruzione, verifica di un edificio esistente e verifica di una parte esistente con un progetto di ampliamento), in funzione del tipo di analisi scelta (statica equivalente o dinamica), del tipo di materiale e della Classe d'Uso potranno rendersi necessari più modelli di calcolo. Per questo Navigator presenta la lista dei modelli da esaminare, consentendo la gestione del modello base. Tale modello costituirà appunto la base per la creazione di tutti gli altri modelli, i quali differiscono tra di loro per il diverso spettro di progetto a cui sono soggetti. Inoltre per le strutture in c.a. è necessario uno specifico modello in cui gli elementi trave sono semplicemente incernierati ai pilastri. Navigator consente la gestione di tutti questi modelli e la presentazione dei risultati per ogni analisi effettuata.
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Le fasi del progetto
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Per ulteriori informazioni circa la modellazione con Axis VM è possibile consultare la documentazione relativa.
4.6
Verifica elementi strutturali La funzione Elementi C.A. permette infine di verificare gli elementi strutturali, attraverso PianoSisma per la verifica delle sezioni e progetto dellâ&#x20AC;&#x2122;armatura di travi e pilastri in c.a. e con il software Saitu per gli elementi in acciaio e alluminio.
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4.7
Help Piano Navigator
Tutta la normativa in linea Le Norme Tecniche per le Costruzioni e le relative Istruzioni costituiscono un ponderoso volume di indicazioni e prescrizioni. Per agevolarne la consultazione Piano Navigator le offre in formato help con i relativi collegamenti ipertestuali.
Questo documento può essere richiamato in ogni momento e si apre automaticamente in funzione del punto in cui si sta operando.
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Le fasi del progetto
4.8
La relazione di calcolo
4.8.1
La costruzione della relazione
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Il documento relativo alla Relazione di calcolo viene realizzato automaticamente in funzione della tipologia della struttura in esame. Individuata infatti la tipologia (variabile da A a L), l'albero posto a sinistra nella figura seguente, indica le diverse componenti della relazione. Se Navigator è collegato a Piano 2013, i dati necessari sono inseriti automaticamente nella posizione corretta, compresi i valori ottenuti attraverso l'Analisi dei Carichi.
Se il software è di altro tipo, l'utente può prepare file .rtf, che una volta assegnati, sono inseriti nel documento principale. Lo stesso per l'inserimento di immagini. Ogni singola parte può essere visualizzata e modificata direttamente.
4.8.2
Collegamento con Report Completato il documento, questo viene automaticamente trasmesso al modulo Report che lo integra con gli altri documenti provenienti dagli altri moduli.
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Help Piano Navigator
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Indice Parte I
Piano 2014 - Verifiche C.A.
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1 Esecuzione ................................................................................................................................... verifiche travi, pilastri e setti 4 2 Modello ................................................................................................................................... 3D 7 3 Travi ................................................................................................................................... c.a. 11 Collegam ento ......................................................................................................................................................... con Modello 3D 11 Calcolo travi ......................................................................................................................................................... singole 11 Inserimento .................................................................................................................................................. geometria 11 Inserimento .................................................................................................................................................. carichi 12 L'am biente ......................................................................................................................................................... di lavoro 13 Presentazione ......................................................................................................................................................... dei dati in tabelle 14 Param etri......................................................................................................................................................... di calcolo 15 Opzioni previste ......................................................................................................................................................... 15 Calcolo secondo ......................................................................................................................................................... NTC08 16 Calcolo autom ......................................................................................................................................................... atico delle arm ature 16 Progetto sim ......................................................................................................................................................... ulato delle arm ature per le strutture esistenti 16 Com pleta ......................................................................................................................................................... gestione delle arm ature 17 Diagram m......................................................................................................................................................... i di autocontrollo dei risultati 18 Com puto autom ......................................................................................................................................................... atico dei m ateriali 18 Sintesi risultati ......................................................................................................................................................... di progetto 19 Disegno delle ......................................................................................................................................................... arm ature 20 Relazione ......................................................................................................................................................... di calcolo 21
4 Pilastri ................................................................................................................................... c.a. 23 Calcolo e disegno ......................................................................................................................................................... arm ature di pilastri 23 Sintesi risultati ......................................................................................................................................................... di progetto 25 Param etri......................................................................................................................................................... di calcolo 26 Disegno delle ......................................................................................................................................................... arm ature 27 Relazione ......................................................................................................................................................... di calcolo 28
5 Gerarchia ................................................................................................................................... delle resistenze 29 6 Piastre ................................................................................................................................... e setti 34 Piano Setti......................................................................................................................................................... 39 Definizione.................................................................................................................................................. dellâ&#x20AC;&#x2122;ambiente operativo 41 Griglia Setti........................................................................................................................................... 43 Griglia Sezioni ........................................................................................................................................... 43 Visualizzazione ........................................................................................................................................... Sezione 44 Visualizza ........................................................................................................................................... 3D 44 Inserimento/Visualizzazione/Modifica .................................................................................................................................................. geometria 45 Inserimento/Visualizzazione .................................................................................................................................................. sollecitazioni 46 Gestione armatura .................................................................................................................................................. 47 Risultati .................................................................................................................................................. 48 Disegno delle .................................................................................................................................................. armature 49 Relazione .................................................................................................................................................. di calcolo 50
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Piano Sisma
1
Piano 2014 - Verifiche C.A.
1.1
Esecuzione verifiche travi, pilastri e setti A partire dai dati elaborati da Navigator e Axis VM, il programma riconosce automaticamente le travate continue. Selezionando un elemento trave, viene evidenziata l’intera trave continua.
Cliccando su di una travata, viene lanciato il modulo di verifica della trave continua, calcolando l’inviluppo dei valori massimi e minimi che derivano dall’analisi statica e dinamica. Nel modulo Trave è possibile progettare l'armatura delle travi del lavoro in modo che le verifiche, sia statiche che sismiche, a stato limite ultimo e stato limite di esercizio siano soddisfatte, eventualmente andando a modificare anche le dimensioni delle sezioni. Il programma applica in automatico, quando necessario, la gerarchia delle resistenze per il calcolo delle sollecitazioni di progetto. Nel caso di travi esistenti il programma consente l'introduzione dell'armatura esistente e la verifica della stessa. Nel caso non si possegga dei dati di armatura esistente il programma permette di calcolare l'ipotetica armatura eseguendo un progetto simulato alle tensioni ammissibili. In output produce gli esecutivi delle armature e la relazione di calcolo. Lo stesso succede per i pilastri. Dopo aver effettuato la verifica, il programma riconosce in automatico le pilastrate, evidenziando i pilastri simili.
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5
Questi vengono automaticamente raggruppati (vedi verifica pilastri) ed evidenziati. Viene visualizzata la struttura nel suo insieme, con la possibilità di filtrare i dati e presentare la struttura per piani, travi e pilastri. E' possibile progettare l'armatura dei pilastri del lavoro in modo che le verifiche, sia statiche che sismiche, a stato limite ultimo e stato limite di esercizio siano soddisfatte, eventualmente andando a modificare anche le dimensioni delle sezioni. Il programma applica in automatico, quando necessario, la gerarchia delle resistenze per il calcolo delle sollecitazioni di progetto. Nel caso di pilastri esistenti il programma consente l'introduzione dell'armatura e la verifica della stessa. In output produce gli esecutivi delle armature e la relazione di calcolo. Analogamente si può effettuare la verifica di setti normalmente e debolmente armati.
Viene data la possibilitĂ di progettare setti sismici e non sismici.
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Piano Sisma Il programma permette la progettazione dell'armatura e la verifica dei setti. Nel caso di setti esistenti il programma consente l'introduzione dell'armatura e la verifica della stessa. In output produce gli esecutivi delle armature e la relazione di calcolo.
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1.2
7
Modello 3D Il programma Verifiche C.A. è dedicato al progetto ed alle verifiche di questi elementi strutturali in calcestruzzo armato. Dopo aver eseguito l'analisi con Navigator e Axis VM è possibile procedere alle verifiche degli elementi strutturali (travi, pilastri, setti e fondazioni) e completare il calcolo con le parti non esaminate da Axis VM, come i solai a travetti in cls e laterizio. I programmi Travi e Pilastri sono dedicati al progetto ed alle verifiche di questi elementi strutturali in calcestruzzo armato. Nei moduli successivi la struttura sarà distinta evidenziando, se presenti, gli elementi esistenti e gli elementi di nuova realizzazione. Nel menu principale di Navigator si seleziona il comando Elementi C.A.
Appare quindi il Modello 3D in cui la struttura viene rappresentata complessivamente e da cui inizia il calcolo ed il disegno di travi e pilastri in c.a. in zona sismica e non sismica. Modello 3D è diviso in due parti: un'area 3D e una 2D.
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Piano Sisma
L'area a sinistra presenta il modello in assonometria e consente la selezione degli elementi da calcolare. L'area a destra riporta la pianta relativa agli elementi selezionati. I comandi appaiono sulle toolbar delle rispettive finestre e cambiano a seconda della cartella selezionata (Modello, Verifica, Disegno, Legno).
Modello Viene presentato il modello 2D ed è possibile definire i fili fissi per travi e pilastri.
Ad ogni elemento è possibile associare il filo fisso relativo come indicato nella figura seguente.
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10
Piano Sisma
Verifica E' possibile lanciare la verifica di travi e pilastri ed inserire gli schemi dei solai con il disegno dei travetti e degli alleggerimenti in laterizio o in altro materiale.
Disegno Si ottiene il disegno esecutivo dei solai, esportabile in formato DXF.
Valutazione nodi Viene eseguita la verifica dei nodi secondo la gerarchia delle resistenze per le strutture in c.a.
Legno In questa cartella viene lanciato il modulo per la verifica degli elementi in legno.
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1.3
11
Travi c.a. Il modulo travi progetta e disegna le armature di travi, travetti di solaio e travi di fondazione partendo dal Modello 3D o introducendo direttamente i dati. Il modulo travi è dotato di grande flessibilità: grazie ai numerosi parametri di calcolo e di disegno è possibile mantenere il proprio modo di progettare e personalizzare i risultati.
1.3.1
Collegamento con Modello 3D Il modello di calcolo realizzato con Axis VM è costituito da travi e pilastri. Le travi, quando sono in continuità, realizzano travi continue (travate) che sono automaticamente riconosciute da parte del programma. I valori delle sollecitazioni, delle geometri e dei vincoli sono trasmessi automaticamente e derivano dall'analisi globale realizzata con Axis VM, quindi possono comprendere anche le condizioni sismiche oltre alle statiche. Le sezioni delle travi sono riprese dal Modello 3D e potranno essere ulteriormente adattate se non sufficienti o esuberanti.
1.3.2
Calcolo travi singole In questo caso i dati sono introdotti manualmente, dopo aver scelto la normativa di interesse:
1.3.2.1
Inserimento geometria Per rendere il più semplice possibile questa fase, il programma consente l'introduzione dei dati e la visualizzazione grafica della struttura nello stesso tempo. Il programma propone una serie di domande che guidano e controllano il flusso dei dati senza possibilità di errore. Man mano che i dati sono inseriti vengono visualizzati per il controllo, con possibilità di modifica ed integrazione. Sono previsti tutti i casi che succedono nella pratica professionale: sbalzi, incastri parziali, sezioni variabili.
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12
Piano Sisma
Lâ&#x20AC;&#x2122;introduzione dei dati geometrici, nel caso di calcolo di trave continua isolata, avviene tramite una finestra in cui sono raccolti tutti i dati per la trave in esame.
1.3.2.2
Inserimento carichi L'introduzione dei carichi è completamente grafica. Con un clic del mouse si possono inserire carichi uniformi, concentrati, trapezoidali e parziali, sia permanenti che variabili. Il programma provvede a combinare i carichi permanenti e variabili, generando automaticamente nuove condizioni di carico. Il programma calcola l'inviluppo delle sollecitazioni per flessione e per taglio.
Sono previste le tipologie di carico piĂš comuni: carichi distribuiti non uniformi, carichi concentrati lungo la trave, coppie ai nodi.
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1.3.3
13
L'ambiente di lavoro Anche in questo caso per facilitare e suddivede le diverse attività previste, sono presenti cartelle che si devono scorrere da sinistra a destra.
La cartella Struttura nuova riporta i dati relativi alle travate continue inserite in modelli da realizzare o per travi continue isolate e introdotte in modo manuale. Per rendere il più semplice possibile il controllo dei dati, l'ambiente di lavoro è diviso in tre aree. Nella superiore è riportato lo schema della travata in esame, Nell'area inferiore a sinistra la tabella riporta l'elenco di tutte le travate da verificare con evidenziata la riga che corrisponde alla travata in esame, le ultime tre colonne sono inizialmente vuote e diventeranno verdi o rosse a seguito della verifica a significare se questa è positiva o negativa.
Ancora nell'area inferiore a destra il Modello 3D evidenzia in modo più marcato ed in verde le travate di nuova realizzazione ed in rosso la travata in esame mentre le travate esistenti, se presenti, sono in grigio e più sottili.
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Piano Sisma
La cartella Struttura esistente riporta i dati relativi alle travate esistenti e di cui si desidera effettuare le verifiche relativamente alle sollecitazioni calcolate per il modello complessivo.
In questo caso nella finestra in basso a destra sono evidenziate le strutture esistenti con la stessa simbologia di quella utilizzata per le strutture nuove. La divisione tra strutture nuove ed esistenti si rende necessaria in quanto le regole di verifica sono sensibilmente diverse, infatti per le nuove valgono le regole riportate nel capitolo 4 e 7, mentre per le strutture esistenti valgono le regole del capitolo 8 delle NTC 08.
1.3.4
Presentazione dei dati in tabelle Nella finestra inferiore, in alternativa alla presentazione grafica, si possono controllare i dati in una tabella. Ă&#x2030; possibile quindi apportare modifiche ai dati presenti ed effettuare il ricalcolo.
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1.3.5
15
Parametri di calcolo Con il modulo Travi tutti i parametri di calcolo sono personalizzabili ottiene ciò che effettivamente serve: ferri dritti o sagomati, sezioni in spessore o ribassate, staffe aperte o chiuse, ecc. Modificando questi parametri si possono controllare varie ipotesi di calcolo, ottimizzare la struttura, decidere la soluzione migliore per ogni calcolo.
I parametri di calcolo consentono di controllare il calcolo delle sezioni e delle armature di ferro necessarie. I Parametri di Disegno controllano il disegno delle armature, la quantitĂ di sagome, i diametri, il posizionamento della sagome.
1.3.6
Opzioni previste In elenco sono riportate le diverse opzioni che consentono di personalizzare le analisi: Scelta di variazione dimensione (base, altezza) nel caso di sezione insufficiente Valore massimo larghezza trave Scelta dei diametri da utilizzare per la determinazione delle armature Scelta dei valori minimi per ogni sagoma Scelta tipo di calcolo (TA o SL) Scelta tipologia staffe con passo fisso a variabile Utilizzo di ferri piegati con doppia tipologia di armature Distribuzione dei ferri agli appoggi Controllo % minimo di armatura Gestione del modo di calcolo dellâ&#x20AC;&#x2122;ancoraggio per le armature Caratteristiche del materiale
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1.3.7
Piano Sisma
Calcolo secondo NTC08 Il calcolo delle sollecitazioni per le travi singole viene eseguito dopo aver creato automaticamente le combinazioni di carico, a partire dai carichi (peso proprio, permanente, variabile), disponendoli a schacchiera per individuare la condizione più gravosa per ogni punto. In questo caso vengono adottati i coefficienti di combinazione richiesti dalla normativa sia per i valori per il calcolo allo stato limite ultimo e di esercizio. Viene quindi calcolato l'inviluppo delle sollecitazioni da cui ricavare i dati per le verifiche delle varie sezioni.
1.3.8
Calcolo automatico delle armature Piano CA Travi dimensiona automaticamente le singole campate proponendo l'armatura. É possibile scegliere i diametri da usare e la sagomatura dei ferri.
1.3.9
Progetto simulato delle armature per le strutture esistenti Per le strutture esistenti è possibile definire ed introdurre in modo grafico le armature esistenti se note. Nel caso non ci siano informazioni in merito, è possibile calcolare le armature tramite il progetto simulato, cioè imponendo i parametri presunti dell'epoca di realizzazione della struttura e verificando quindi i valori così calcolati.
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1.3.10 Completa gestione delle armature Le armature sono ricavate da un sagomario che prevede tutte le possibili soluzioni oppure possono essere introdotte manualmente. Inoltre ogni ferro inserito può essere modificato controllando i risultati mediante il diagramma del momento resistente e delle armature necessarie.
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Piano Sisma
1.3.11 Diagrammi di autocontrollo dei risultati Per ogni campata è possibile visualizzare il dettaglio dei risultati. Nelle diverse finestre sono presentati sollecitazioni, tensioni, deformata, momento resistente e area dell'acciaio necessario. Questa videata fornisce una sintesi di tutta l’analisi effettuando l’autocontrollo dell’affidabilità dei risultati.
1.3.12 Computo automatico dei materiali Dopo aver eseguito il calcolo, viene prodotta una tabella che contiene le quantità di materiale previsto: mc. per il calcestruzzo e il quantitativo di ferro suddiviso in diametri.
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1.3.13 Sintesi risultati di progetto La finestra presenta la sintesi dei dati di input e dei risultati per ogni campata per le sezioni estreme e in campata. Sono evidenziati i coefficienti di sicurezza sia per gli stati limite ultimi che per gli stati limite di esercizio. Questo consente lâ&#x20AC;&#x2122;immediata verifica dei risultati ed il rapido controllo per individuare anomalie ed errori.
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Piano Sisma
1.3.14 Disegno delle armature Dopo aver dimensionato la struttura, vengono prodotte le tavole esecutive, esportandole in un file in formato DXF. Un impaginatore permette di definire l'impaginazione personalizzata delle tavole.
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1.3.15 Relazione di calcolo Dopo aver effettuato tutte i calcoli è possibile ottenere la relazione di calcolo, selezionando le travi che si vogliono stampare nella tabella seguente. Le travi indicate in verdi sono verificate.
L'applicativo produce anche un documento di stampa in formato rtf, apribile e modificabile con qualsiasi editor di testo.
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Piano Sisma
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1.4
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Pilastri c.a. Il modulo Pilastri consente di progettare i pilastri che fanno parte del modello analizzato con Axis VM.
1.4.1
Calcolo e disegno armature di pilastri Il modulo consente il progetto di pilastri in c.a. che derivano dal calcolo con Axis VM. Nella tabella sono presenti i dati di input ed i risultati dell’analisi con la possibilità di modificare i dati calcolati automaticamente. É possibile eseguire il calcolo di tutti i pilastri contemporaneamente e visualizzare i risultati nella tabella. Il programma divide quindi i pilastri in Gruppi, riportati nella tabella in alto a sinistra.
Anche in questo caso le strutture nuove ed esistenti sono riportate in due tabelle separate in quanto diverse sono le regole di calcolo. VERIFICHE DI RESISTENZA Le resistenze delle sezioni dei pilastri a pressoflessione deviata ed a taglio, da confrontare con le rispettive azioni esterne, si valuta secondo le espressioni applicabili alle situazioni non sismiche ossia valutando le massime tensioni nel calcestruzzo e nell’acciaio con ipotesi di comportamento lineare dei materiali se si opera con il metodo delle tensioni ammissibili, oppure valutando i coefficienti di sicurezza per ciascun stato limite e con ipotesi di comportamento non lineare dei materiali se si opera con il metodo agli stati limite. I legami costitutivi dell’acciaio e del calcestruzzo, in caso di calcolo agli stati limite, sono quelli riportati nella normativa italiana DM 14/01/2008. FLESSIONE SLV La verifica di ciascuna sezione con la pressoflessione deviata è posta nella forma:
dove: Med,Y e Med,Z sono i valori di calcolo delle due componenti di flessione retta
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Piano Sisma dell’azione attorno agli assi y e z MRd,Y e MRd,Z sono i valori di calcolo dei momenti resistenti di pressoflessione retta corrispondenti a NEd valutati separatamente attorno agli assi y e z. Il D.M. 14/01/08 propone di analizzare il problema della determinazione della capacità resistente di sezioni soggette a presso flessione deviata attraverso una relazione con cui tarare il coefficiente β da introdurre nella equazione. E’ stato adottato il metodo Monti-Alessandri (2009), che hanno proposto un metodo per tarare il coefficiente β in funzione dello sforzo normale e delle caratteristiche geometriche e meccaniche della sezione.
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1.4.2
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Sintesi risultati di progetto La finestra presenta la sintesi dei dati di input e dei risultati per ogni pilastro. Questo consente lâ&#x20AC;&#x2122;immediata verifica dei risultati ed il rapido controllo per individuare anomalie ed errori. Sono evidenziati i coefficienti di sicurezza sia per gli stati limite ultimi che per gli stati limite di esercizio.
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1.4.3
Piano Sisma
Parametri di calcolo La tabella dei Parametri di Calcolo consente di definire, oltre ai materiali usati, ulteriori indicazioni per la scelta dei diametri e la disposizione delle staffe. Tra le varie opzioni è possibile definire la tipologia di staffatura che si desidera inserire.
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1.4.4
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Disegno delle armature Anche per i pilastri, dopo aver dimensionato la struttura, vengono prodotte le tavole esecutive esportandole in un file in formato DXF. Un impaginatore permette di definire l'impaginazione personalizzata delle tavole.
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1.4.5
Piano Sisma
Relazione di calcolo L'applicativo produce anche un documento di stampa in formato rtf, apribile e modificabile con qualsiasi editor di testo.
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Piano 2014 - Verifiche C.A.
1.5
Gerarchia delle resistenze
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Piano Sisma TRAVI
Verifiche a taglio SLV: combinazioni sismiche Il primo passaggio riguarda il progetto dell'armatura delle travi. Le azioni di taglio sollecitanti diventano funzione dei momenti resistenti e quindi anche dell'armatura longitudinale. Nel caso di edifici sismici in zona 1, 2 e 3 si applicano le norme tecniche ed le sollecitazioni di calcolo sono valutate attraverso la gerarchia delle resistenze secondo il paragrafo 7.4.4.1.1. I momenti flettenti di calcolo, da utilizzare per il dimensionamento e la verifica di travi, sono quelli ottenuti dall'analisi globale della struttura per le combinazioni di carico sismiche, mentre, al fine di escludere la formazione di meccanismi inelastici dovuti al taglio, gli sforzi di taglio VEd da utilizzare per le verifiche ed il dimensionamento delle armature si ottengono dalla condizione di equilibrio della trave soggetta all’azione dei carichi gravitazionali agenti sulla trave, incernierata agli estremi, VEd cern e dei momenti resistenti Mb,Rd,1,2 delle due sezioni plasticizzate amplificati del fattore di sovraresistenza γ Rd assunto pari, rispettivamente, ad 1,20 per strutture in CD"A", ad 1,00 per strutture in CD"B":
Si eseguono tutte le combinazioni tra momenti resistenti positivi e negativi e taglio sollecitante della trave incernierata alle estremità. Nel caso di edifici sismici in zona 4 con classe d'uso III o IV si applicano le NTC08 senza l'applicazione della gerarchia delle resistenze. Sia i momenti flettenti, che i tagli di calcolo, utilizzati nel dimensionamento e verifica di travi, sono quelli ottenuti dall'analisi globale della struttura. Per edifici sismici in zona 4 con classe d'uso I o II si può scegliere se applicare il metodo alle tensioni ammissibili secondo il DM96-sismico oppure il metodo agli stati limite dalle NTC08 senza l'applicazione della gerarchia delle resistenze.
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PILASTRI
Verifiche flessione SLV: combinazioni sismiche Segue il calcolo dei pilastri. I momenti resistenti delle travi condizionano anche i momenti sollecitanti dei pilastri aventi il nodo comune. Nel caso sismico fondamentali sono le regole finalizzate a conseguire la corretta “gerarchia delle resistenze”. Il perseguimento della corretta gerarchia delle resistenze è obbligatorio, sia per le strutture in CD”A” che per le strutture in CD”B”, aumentando opportunamente la resistenza dei possibili meccanismi fragili, sia locali che globali, rendendo altamente improbabile che essi si attivino prima dei meccanismi duttili. In questo caso i valori di Msd,y e Msd,z sono calcolati amplificando dei coefficiente y e z i valori Msd,y e Msd,z derivanti dall’analisi:
nella quale RD risulta 1,3 se CD”A” e 1,1 se CD”B”, Mrt è la somma dei momenti resistenti delle travi convergenti in un nodo, aventi verso concorde, e Mp è la somma dei momenti nei pilastri al di sopra e al di sotto del medesimo nodo, ottenuti dall’analisi. Nel caso in cui i momenti nei pilastri siano di verso discorde, il solo valore maggiore va posto al denominatore del fattore a, mentre il minore va sommato ai momenti resistenti delle travi. Il fattore di amplificazione a deve essere calcolato per entrambi i versi della azione sismica, applicando il fattore di amplificazione calcolato per ciascun verso ai momenti calcolati nei pilastri con l’azione agente nella medesima direzione. Per la sezione di base dei pilastri del piano terreno si applica il maggiore tra il momento risultante dall’analisi ed il momento utilizzato per la sezione di sommità del pilastro. Non si applicano fattori di amplificazione alle sezioni di sommità dei pilastri dell’ultimo piano.
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Piano Sisma
Al valore del momento di calcolo ottenuto applicando la procedura suddetta deve essere associato il più sfavorevole valore dello sforzo normale ottenuto dall’analisi, per ciascun verso dell’azione sismica.
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Verifiche taglio SLV: combinazioni sismiche Infine anche per i pilastri le azioni di taglio sollecitanti diventano funzione dei momenti resistenti e quindi anche dell'armatura longitudinale. La verifica di resistenza per taglio è svolta confrontando il taglio sollecitante di calcolo con la resistenza calcolata come indicato nel 4.1.2.1.3 del DM 14/01/08. Gli sforzi di taglio nei pilastri da utilizzare per le verifiche ed il dimensionamento delle armature si ottengono dalla condizione di equilibrio del pilastro soggetto all’azione dei momenti resistenti nelle sezioni di estremità superiore MRps ed inferiore MRpi secondo l’espressione:
nella quale risulta 1,3 se CD”A” e 1,1 se CD”B”, è la lunghezza del pilastro.
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34
1.6
Piano Sisma
Piastre e setti Oltre agli elementi lineari come travi e pilastri, AxisVM VS prevede elementi bidimensionali (piastre, membrane, gusci anche associati con elementi lineari) per poter modellare setti, piastre di fondazione, muri controterra ed elementi a sviluppo bidimensionale.
L’utilizzo del comando “parti” ci permette di isolare una porzione del modello, così si possono apportare le modifiche in modo più agevole.
Inoltre è possibile leggere i risultati di calcolo con valori minimi e massimi relativi alla parte attiva, come nel caso riportato sotto in figura dove si legge lo sforzo normale .
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Piano 2014 - Verifiche C.A.
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Per gli elementi bidimensionali a cui è stato associato un vincolo elastico possiamo inoltre leggere le reazioni vincolari come riportato in figura sotto.
Per tutti gli elementi bidimensionali (orizzontali, verticali, inclinati, vincolati o no) è possibile definire alcuni parametri come la classe di cls., il tipo di acciaio per le barre e il copriferro.
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36
Piano Sisma
Applicati i parametri, il programma restituisce i quantitativi necessari di armatura minima in direzione x e y per entrambe le facce.
Successivamente possiamo introdurre unâ&#x20AC;&#x2122;armatura specificando diametro e passo per le direzioni x e y sulle due facce, per lâ&#x20AC;&#x2122;intera area della superficie o per porzioni di essa.
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Piano 2014 - Verifiche C.A.
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Specificata l’armatura Axis VM effettua il confronto tra armatura proposta dall’utente e armatura minima, evidenziando le differenze in modo da individuare eventuali carenze.
Oltre al confronto tra armature, AxisVM restituisce anche le differenze tra taglio agente e taglio resistente. Infine è possibile verificare la presenza di eventuali fessurazioni e la loro apertura.
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38
Piano Sisma
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Piano 2014 - Verifiche C.A.
1.6.1
39
Piano Setti Analogamente ai moduli Piano Trave e Piano Pilastri, il modulo per la verifica dei setti consente un collegamento automatico con Axis VM, il programma agli elementi finiti che permette di determinare le sollecitazioni nel setto. Gli elementi bidimensionali verticali e le relative sollecitazioni interne calcolate, sono automaticamente riconosciuti dal programma.
Piano Setti, alternativamente, può essere eseguito anche indipendentemente.
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40
Piano Sisma E' possibile definire il setto come normalmente armato o debolmente armato.
Una struttura a pareti è da considerarsi come struttura a pareti estese debolmente armate se, nella direzione orizzontale dâ&#x20AC;&#x2122;interesse, essa ha un periodo fondamentale, calcolato nellâ&#x20AC;&#x2122;ipotesi di assenza di rotazioni alla base, non superiore a TC, e comprende almeno due pareti con una dimensione orizzontale non inferiore al minimo tra 4,0m ed i 2/3 della loro altezza, che nella situazione sismica portano insieme almeno il 20% del carico gravitazionale. Se una struttura non è classificata come struttura a pareti estese debolmente armate, tutte le sue pareti devono essere progettate come duttili.
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Piano 2014 - Verifiche C.A. 1.6.1.1
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Definizione dellâ&#x20AC;&#x2122;ambiente operativo L'interfaccia di PianoSetti presenta l'ambiente di lavoro classico, in cui è possibile visualizzare la lista dei setti del progetto, modificarli, visualizzarli nell'area grafica, progettarli e verificarli.
Sulla sinistra si presenta la lista di tutti i setti del modello (Griglia Setti), in basso l'elenco delle sezioni di calcolo del setto selezionato (Griglia Sezioni) e sulla destra la rappresentazione sia geometrica che di armatura della sezione selezionata (Visualizzazione Sezione) e, se il progetto deriva automatuicamente da Axis, la visualizzazione del modello tridimensionale (Visualizzazione 3D).
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Piano Sisma Dopo l'esecuzione del calcolo il programma si presenta come segue.
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Piano 2014 - Verifiche C.A.
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1.6.1.1.1 Griglia Setti
L'elenco dei setti indica il nome, l'altezza del setto, l'altezza del piano terra e l'altezza della zona critica, per ciascun setto, definiti all'interno del comando Gestione Setto. Presenta, inoltre, l'esito delle verifiche eseguite, e le spunte per l'esecuzione del calcolo, per l'esportazione del file dxf e della relazione di calcolo.
1.6.1.1.2 Griglia Sezioni
La griglia delle sezioni elenca tutti i dati geometrici delle sezioni di calcolo del setto evidenziato nella griglia dei setti. Evidenzia, inoltre, l'esito delle verifiche eseguite e le armature calcolate.
La verifica a scorrimento è eseguita solo per le sezioni a quota 0.
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44
Piano Sisma
1.6.1.1.3 Visualizzazione Sezione
A lato del programma viene visualizzata la sezione selezionata nella griglia delle sezioni, con la rappresentazione dell'eventuale armatura calcolata.
1.6.1.1.4 Visualizza 3D
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Piano 2014 - Verifiche C.A. 1.6.1.2
45
Inserimento/Visualizzazione/Modifica geometria Se un setto è definito manualmente nella maschera di inserimento e modifica si definiscono le dimensioni del setto, l'altezza della zona critica, l'altezza libera di interpiano e la direzione di sviluppo del setto. Se il progetto deriva da un calcolo con Axis, l'utente ha la possibilità di visualizzare la geometria inserita in Axis ed eventualmente modificarla.
Una struttura a pareti è da considerarsi come struttura a pareti estese debolmente armate se, nella direzione orizzontale d’interesse, essa ha un periodo fondamentale, calcolato nell’ipotesi di assenza di rotazioni alla base, non superiore a TC, e comprende almeno due pareti con una dimensione orizzontale non inferiore al minimo tra 4,0m ed i 2/3 della loro altezza, che nella situazione sismica portano insieme almeno il 20% del carico gravitazionale. Se una struttura non è classificata come struttura a pareti estese debolmente armate, tutte le sue pareti devono essere progettate come duttili (normalmente armate). L’altezza hcr è data dal più grande dei seguenti valori: l’altezza della sezione di base della parete (Lw), un sesto dell’altezza della parete (hw); l’altezza critica da assumere non deve essere maggiore dell’altezza del piano terra (interpiano), nel caso di edifici con numero di piani non superiore a 6, maggiore di due volte l’altezza del piano terra, per edifici con oltre 6 piani, e comunque non maggiore di due volte l’altezza della sezione di base.
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46 1.6.1.3
Piano Sisma Inserimento/Visualizzazione sollecitazioni Anche le sollecitazioni si inseriscono manualmente se il setto non deriva da una esportazione da Axis, altrimenti è possibile visualizzare quelle ottenute dal calcolo agli elementi finiti.
Se si tratta di un setto sismico, il programma esegue in automatico l'inviluppo delle sollecitazioni come richiesto nel paragrafo 7.4.4.5.1. delle NTC08.
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Piano 2014 - Verifiche C.A. 1.6.1.4
47
Gestione armatura Il programma dĂ la possibilitĂ di modificare l'armatura e eseguire una nuova verifica del setto.
Per il progetto di setti normalmente armati la norma prescrive obbligatoriamente, nella zona critica, due zone estreme del setto denominate zone confinate, in cui è presente un integrazione di armatura, sia longitudinale che trasversale. Tali zone confinate hanno lunghezza Lc minimo pari al 20% della lunghezza in pianta Lw della parete stessa e comunque non inferiore a 1,5 volte lo spessore della parete.
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48 1.6.1.5
Piano Sisma Risultati La maschera presenta i risultati delle Verifiche a Pressoflessione, Taglio, Compressione, Scorrimento con i rispettivi coefficienti di sicurezza. Per la sezione a quota 0, il taglio sollecitante deve essere confrontato sia con il taglio resistente, che con la resistenza a scorrimento.
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Piano 2014 - Verifiche C.A. 1.6.1.6
49
Disegno delle armature
Provvede ad un'anteprima di stampa del DXF dei setti selezionati. Dopo aver visualizzato l'anteprima, può essere salvata in formato DXF cliccando sull'icona di salvataggio. Può essere esportato uno o più setti in funzione del segno di spunta nell’apposita casella sulla griglia dei setti.
Una volta calcolati i setti è possibile esportare un file in formato DXF per la successiva importazione dello stessa da un ambiente CAD e quindi il plottaggio con la strumento di stampa a disposizione dell’utente. Da notare che tutte armature dei setti saranno nell’unico file che si sta esportando. Per scegliere i setti basta selezionare nella griglia i setti da esportare, ponendo il segno di spunta alla casella dei setti in questione nella colonna DXF.
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50 1.6.1.7
Piano Sisma Relazione di calcolo
Provvede alla stesura della relazione di calcolo. Una volta calcolati i setti è possibile generare la relazione di calcolo in vari formati: .txt/.rtf/.html/.pdf Per generare la relazione per le travi desiderate basta selezionare quelle di interesse dalla griglia dell’ambiente dei setti quindi dal menu File Stampa Relazione. Si aprirà una maschera nella quale è possibile scegliere il grado di dettaglio che la relazione dovrà avere.
Alla conferma dei dati si avvia il programma che genera la relazione di calcolo, nella quale le tabelle sono stampate automaticamente con una opportuna formattazione. Da questo ambiente è possibile inviare in stampa la relazione direttamente oppure esportarla per l’archiviazione e/o l’apertura con altro editor di testi nel formato supportato.
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Piano 2014 - Verifiche C.A.
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52
Piano Sisma
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S.T.A. DATA SRL - C.so Raffaello, 12 - 10126 Torino
2
Indice Parte I
3
Verifica elementi in acciaio
1 Verifica ................................................................................................................................... elementi lineari 6 2 Ottimizzazione ................................................................................................................................... sezione in acciaio 15 3 Verifica ................................................................................................................................... giunti in acciaio 18
Parte II
Verifica degli elementi lineari in legno
23
1 Verifica ................................................................................................................................... elementi lineari in legno 26
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Verifica elementi in acciaio
1
3
Verifica elementi in acciaio Direttamente dall’ambiente grafico di Axis VM è possibile richiamare il modulo per la verifica degli elementi in acciaio accedendo alla cartella Verifiche acciaio
Dalla struttura completa è possibile selezionare la parte desiderata visualizzando spostamenti, sollecitazioni, tensioni elastiche.
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4
Prima di eseguire la verifica secondo NTC e EC3 occorre definire i parametri di calcolo:
Dal menu principale è possibile selezionare il tipo di analisi desiderata:
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Verifica elementi in acciaio
5
Il programma calcola automaticamente gli elementi, presentando i risultati complessivi in forma grafica e numerica, come segue:
Gli stessi risultati, per ogni tipo di analisi, possono essere visualizzati per gli elementi di cui si desidera la verifica:
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6
1.1
Verifica elementi lineari Il modulo per il progetto dell’acciaio può essere applicato alle seguenti sezioni: Sezioni a I laminate Sezioni a I saldate Sezioni a I simmetriche Sezioni scatolari Sezioni a T Sezioni a forma di tubo Sezioni rettangolari (solide) Sezioni circolari (solide) Forme arbitrarie (alcune verifiche non vengono eseguite) Con questo modulo possono essere progettati gli elementi con le sezioni appartenenti alla Classe 4, con singola e doppia simmetria a forma di I, a forma rettangolare e scatolare. Le proprietà della sezione efficace sono calcolate nei casi di compressione uniforme e flessione uniforme. Queste proprietà possono essere trovate nella Tabella sotto l’ambiente Verifica acciaio, nella tabella Resistenze di progetto, o nella finestra di pop-up dopo aver fatto clic sull'elemento: Aeff :area della sezione efficace trasversale che viene sottoposta a compressione uniforme e N,y: lo spostamento dell'asse neutro z quando la sezione trasversale è soggetta a compressione uniforme (sarà zero se la sezione è simmetrica rispetto all'asse y). Lo spostamento negativo causerà un momento negativo nella sezione trasversale attuale. Weff,min: Modulo elastico (corrispondente alla fibra con la tensione elastica massima) della sezione trasversale efficace quando è sottoposta solo al momento intorno al asse relativo. Weff,(+),min si riferisce alle sezioni in cui il momento è positivo Weff,(-),min min si riferisce alle sezioni in cui il momento è negativo Importante: queste proprietà della sezione sono calcolate quando la sezione è in classe 4. Potrebbe succedere che non ci sia tensione che causa instabilità (buckling), ma la proprietà sarà ancora disponibile nella Tabella. Si assume l’ipotesi che le sezioni non contengano fori, e siano realizzate con elementi con spessore minore o uguale a 40 mm. La sezione è considerata uniforme lungo tutto l’elemento strutturale, a doppia simmetria e caricata nel centro di taglio. Per le sezioni generiche senza piano di simmetria viene controllato Compressione-MomentoTaglio (N-M-V) e Compressione-Momento-Instabilità (N-M-Buckl). Il programma esegue solo le verifiche elencate più avanti. Le altre verifiche richieste dal codice (torsione, progetto dei collegamenti, azioni trasversali, etc.) devono essere eseguite dal progettista in accordo al codice impiegato per la verifica. Gli assi principali di una sezione trasversale arbitraria devono coincidere con gli assi locali y e z.
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Verifica elementi in acciaio
7
Classi delle sezioni: Il programma identifica le classi delle sezioni (EN 1993-1-1) secondo la Tabella 5.2, considerando contemporaneamente la flessione compressione e uniforme. Verifiche: Forza Assiale-Momento-Taglio [N-M-V] (EN 1993-1-1, 6.2.1, 6.2.8) Compressione-Momento-Instabilità (flessionale in piano o torsionale)[N-M-Inst.] (EN 1993-11, 6.3.3) Forza Assiale-Momento-Instabilità Laterale Torsionale [N-M-LTInst.] (EN 1993-1-1, 6.3.3) Taglio /y [Vy] (EN 1993-1-1, 6.2.6) Taglio /z [Vz]
(EN 1993-1-1, 6.2.6)
Web Taglio-Momento-Forza Assiale [Vw-M-N] (EN 1993-1-1, 6.2.1, 6.2.8) Resistenze: Resistenza plastica (assiale) [Npl,Rd]
(EN 1993-1-1, 6.2.4)
Resistenza efficace (quando viene sottoposta alla compressione uniforme) [N,eff,Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.4) Resistenza a Taglio plastica /asse y [Vpl,y,Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.6) Resistenza a Taglio plastica /asse z [Vpl,z,Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.6) Resistenza a taglio dell’anima Buckling [Vb,Rd]
(EN 1993-1-5, 5.2-3)
Momento resistente elastico /yy [Mel,y,Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.5) Momento resistente elastico /zz [Mel,z,Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.5)
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Momento resistente plastico /yy [Mpl,y, Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.5) Momento resistente plastico /zz [Mpl,z,Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.5) Momento resistente per la sezione efficace sottoposto a flessione intorno all’asse y [Mpl,y, Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.5) Momento resistente per la sezione efficace sottoposto a flessione intorno all’asse z [Mpl,z, Rd] (EN 1993-1-1, 6.2.5) Minimal Resistenza minima all’instabilità (flessionale) [Nb,Rd] (EN 1993-1-1, 6.3.1) Resistenza all’instabilità laterale torsionale [Mb,Rd] (EN 1993-1-1, 6.3.2, ENV 1993-1-1, Appendix F1.2) Queste informazioni sono fornite dal programma come risultati ausiliari. Le verifiche sono nella maggior parte definite da formule interattive. La definizione e le condizioni dettagliate dell’applicazione delle variabili contenute nelle equazioni si possono trovare nella normativa. Come segue:
Forza Assiale-Momento- Taglio L’elemento può essere sottoposto a compressione o a trazione. La verifica viene eseguita secondo EN 1993-1-1, 6.2.1 (7).
: Può essere diverso da zero solo se la sezione trasversale è in classe 4 e la sezione trasversale originaria e asimmetrica all’asse y. Taglio elevato Nel caso in cui il taglio e maggiore di 50% della resistenza a taglio l’effetto della forza di taglio viene considerato come specificato di seguito: Per la classe di sezione 1. e 2. La tolleranza è fatta sul momento resistente secondo EN 1993-11, 6.2.8. Per la classe di sezione 3. e 4. le sollecitazioni vengono calcolati secondo la formula generale in EN 1993-1-1, 6.2.1 (5). Questo viene fatto per i tipi di sezione: I, T, C, scatolari e tubolari. Per altri tipi di sezione (forme ad L, rettangolari e definiti dall'utente), l'effetto del taglio elevato deve essere calcolato dall'utente. Verifica della resistenza plastica Per le sezioni ad I, tubolari e scatolari appartenenti alla classe 1. E 2. La verifica della resistenza viene eseguita secondo EN 1993-1-1 6.2.10. La tolleranza viene fatta per l'effetto di entrambe le forze, la forza di taglio e la forza assiale sul momento resistente. Oltre a verificare la resistenza della forza assiale e della forza di taglio, deve essere soddisfatto il criterio:
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Verifica elementi in acciaio
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dove MN,y,Rd, MN,z,Rd: è il momento resistente ridotto basato sugli effetti dalla forza di taglio e dalla forza assiale (EN 1993-1-1 6.2.8. and 6.2.9.1). Per le sezioni tubolari, il momento resistente viene calcolato come segue:
Per la flessione biassiale deve essere sodisfatto il criterio secondo EN 1993-1-1 6.2.9.1. (6):
Compressione-Momento-Instabilità La verifica viene eseguita secondo EN 1993-1-1, 6.3.3 (6.61) e (6.62):
:Può essere diverso da zero solo se la sezione trasvesale è in classe 4 e la sezione trasversale originaria e asimmetrica all’asse y. y. Forza Assiale-Momento-Instabilità laterale torsionale Nella determinazione della resistenza a Instabilità laterale torsionale, si assume che la sezione sia costante e simmetrica lungo l’asse locale x. Si suppone anche che i carichi agiscono nel piano di simmetria, che è il piano di flessione. Il valore di k (ENV 1993-1-1, F1.2) è uguale al valore di Kz (coefficiente di lunghezza efficace). L’asse più esile dovrebbe essere l’asse locale z. La verifica viene eseguita sottoforma di equazione (6.61) e (6.62) of EN 1993-1-1, 6.3.3:
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: Può essere diverso da zero solo se la sezione trasversale è in classe 4 e la sezione trasversale originaria e asimmetrica all’asse y. LT viene calcolato secondo EN 1993-1-1 6.3.2.2 or 6.3.2.3. La determinazione dei coefficienti di interazione Appendice B Method 2 (Tabelle B.1 and B.2).
è basata su EN 1993-1-1,
I coefficienti del momento uniforme equivalente B.3.
sono elencati nella tabella
Per la forza di trazione assiale, la verifica viene eseguita utilizzando il momento efficace secondo ENV 1993-1-1, 5.5.3. Taglio /y La verifica è eseguita secondo EN 1993-1-1, 6.2.6.
Taglio /z La verifica è eseguita secondo EN 1993-1-1, 6.2.6.
Vb,Rd = Vbw,Rd: Nel calcolo della resistenza non viene considerato il contributo delle flange ma il contributo dell’anima.
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Verifica elementi in acciaio
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Per calcolare il momento critico dell’instabilità latero-torsionale (Mcr) ci sono due opzioni disponibili. 1.) Tramite la formula
Il significato dei parametri può essere trovato nella letteratura o nell’Appendice F1.2 dell’ENV 1993-1-1. Il valore dei parametri C1, C2, C3 dipende dai valori della curva del momento e i fattori k. In alcuni casi C1 può essere calcolato automaticamente. Segliere C1 formula Lopez dalla combinazione del Metodo di calcolo. Questa opzione non è disponibile se l’elemento strutturale d’acciaio è una mensola o kz>1. C2 deve essere inserito se vengono applicati i carichi esterni all’elemento strutturale e il punto di applicazione non coincide con il centro di taglio della sezione trasversale. Nel caso di una sezione trasversale una sola volta simmetrica bisogna inserire C3. I valori dei parametri C si possono impostare utilizzando ENV 1993-1-1, F1.2. 2.) Il metodo AutoMcr Questo metodo rende un modello di elementi finiti separato per ogni trave progettata e calcola Mcr direttamente per ciascuna combinazione di carico rendendo C1, C2 e C3 inutili ma aumenta i tempi di calcolo. Questo metodo gestisce vari sezioni trasversali e anche mensole. Il modello di elementi finiti di una trave contiene 30 elementi finiti in cui ogni nodo ha quattro gradi di libertà essenziali per determinare l’instabilità torsionale laterale: 1) lo spostamento laterale, 2) la torsione, 3) la rotazione laterale, 4) l’orditura. Questo metodo costruisce la forma rigida dellatrave in due parti: la prima è lineare, la secondo ha la nonlinearità geometrica. Applica i carichi con la loro eccentricità e poi riduce il calcolo a un problema agli autovalori. Il metodo è stato sviluppato per le sezioni trasversali costanti che si piegano nel loro piano di simmetria, quindi per le sezioni variabili, il programma crea il numero appropriato di elementi finiti. [Yvan Galea: Moment critique de deversement elastique de poutres flechies presentation du logiciel ltbeam, CTICM, 2003]
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Verifica elementi in acciaio
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Il momento critico elastico è un valore stimato in entrambi i metodi. Un valore più esatto può essere determinato dai modelli shell. Il risultato dei metodi della trave può essere diverso da questi valori. Poiché il momento critico viene determinato dalla curva momento del caso di carico corrente, si raccomanda di definire gli elementi d’acciaio sensibili all’instabilità latero torsionale tra due supporti laterali, dove 0,5 = kz = 1.
Diagrammi Si possono visualizzare i risultati per qualsiasi posizione di ogni elemento di progetto in acciaio in ogni caso o combinazione di carico.
Calcoli di progetto I dettagli dei calcoli in base al codice di progettazione corrente vengono visualizzati come un documento multi-pagina. I riferimenti alle sezioni e le formule del codice di progettazione appaiono in blu. I risultati parziali sono i seguenti: La relazione è costituita da sei verifiche d’interazione di base elencate sopra e da una serie di risultati parziali che rendono più facile seguire i calcoli e forniscono informazioni utili per l’ottimizzazione della sezione.
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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Resistenza plastica assiale Momento resistente plastico intorno all'asse y Momento resistente plastico intorno all'asse z Resistenzaplastica a taglio in direzione z Verifica dâ&#x20AC;&#x2122;interazione flessione-taglio Verifica dâ&#x20AC;&#x2122;interazione flessione-sforzo normale Resistenza a carico di punta per flessione Resistenza latero-torsionale di Buckling
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Verifica elementi in acciaio
1.2
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Ottimizzazione sezione in acciaio L'ottimizzazione della sezione trasversale delle strutture in acciaio rende gli elementi della progettazione in acciaio precedentemente definiti e progettati più efficienti tramite la messa a punto delle dimensioni della sezione trasversale e la riduzione del peso proprio. I tipi di sezione adeguati per l'ottimizzazione sono: I, I asimmetrico, rettangolare, T, C, a forma di 2U e tubolare. Le sezioni variabili non possono essere ottimizzate. Obiettivo L’obiettivo dell’ottimizzazione può essere (1) il peso minimo, (2) l’altezza minima o (3) la larghezza minima. Questo definisce l’obiettivo. Il processo cercherà la sezione trasversale con una efficienza < 1 per tutti i membri del gruppo e più vicino all'obiettivo. Questa sezione è chiamata sezione trasversale ottimizzata. L'obiettivo è raggiunto separatamente per ogni gruppo. È possibile impostare un’efficienza massima. Limitare l'efficienza può aiutare nell’ottimizzazione statica delle strutture indeterminate dove le modifiche sulla sezione trasversale possono causare grossi cambiamenti nelle forze interne . Verifiche di ottimizzazione È possibile ignorare alcune verifiche durante il processo d’ottimizzazione. Tutte le verifiche della resistenza vengono sempre eseguite, ma i controlli per l’instabilità flessionale, l’instabilità torsionale laterale e web buckling possono essere disattivate. Tipi di ottimizzazione Ci sono due modi per definire la gamma delle sezioni da verificare. L'ottimizzazione dalle sezioni predefinite lavora su un certo numero di sezioni trasversali, mentre L'ottimizzazione parametrica trova la forma ottimale all'interno di diversi campi dei parametri geometrici.
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Ottimizzazione da sezioni predefinite
Ottimizzazione parametrica I parametri dei vincoli della sezione trasversale e gli incrementi possono essere definiti. Cliccando sull'icona con il lucchetto si blocca il parametro al suo valore originale. Per impostare qualsiasi parametro ad un valore desiderato impostare il limite inferiore e superiore per lo stesso valore.
L'algoritmo cerca una sezione trasversale che si avvicini alla massima efficienza possibile e che sia piĂš vicino all'obiettivo di ottimizzazione selezionato.
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Verifica elementi in acciaio
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La tabella riporta i parametri di gruppo ed i risultati dell'ottimizzazione (peso per unità di lunghezza, riduzione del peso, larghezza e altezza. La colonna Ott. Può essere utilizzata per controllare quale gruppo va ottimizzato. Se l'ottimizzazione è basata su forme predefinite da un menu a tendina può essere aperto con tutte le sezioni verificate e utilizzabile ordinati dalla maggiore efficienza alla piu’ bassa. Sostituisci colonne controlla quali sezioni vanno sostituiti. Cliccando sul pulsante Sostituisci sezioni verranno effettivamente sostituite le sezioni dei gruppi selezionati.
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18
1.3
Verifica giunti in acciaio AxisVM calcola il diagramma momento-curvatura, il momento resistente e la tensione iniziale per i giunti in acciaio pilastro-trave secondo Eurocodice3. Possono essere calcolati i seguenti tipi di giunti: Giunto trave - pilastro Giunto trave - trave
Premessa: - Le sezioni trasversali delle travi e pilastri sono a forma di I - La parte terminale delle travi sono connessi ai pilastri mediante flange. - L’angolo della trave è ± 30°. - La classe della sezione trasversale deve essere 1,2 o 3. - La forza normale nella trave deve essere meno di 0.05* Npl,Rd Il programma controlla se questi requisiti sono soddisfatti.
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Verifica elementi in acciaio
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Irrigidimenti Si possono assegnare irrigidimenti disposti orizzontalmente, diagonalmente e lungo l'anima per aumentare la resistenza del giunto. Irrigidimenti trasversali
Irrigidimenti diagonali
Piastre di irrigidimento d'anima
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Piastra Il programma valuta l'area di taglio con l'area del piatto di ispessimento. Se c'è un foro nel nodo vicino al collegamento è possibile ridurre questo valore nel campo di dati a seconda della dimensione del foro.
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Verifica elementi in acciaio
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Bulloni
Il programma posiziona i bulloni in due colonne simmetriche rispetto alla trave. In caso di posizionamento automatico dei bulloni il programma inserisce file di bulloni in distanze uguali. Il programma controlla la distanza minima richieste tra i bulloni ed il bordo della piastra. Spegnere l'opzione Usa posizione di default per mettere le file di bulloni manualmente. Valuta in automatico le distanze minime dei bulloni secondo EC3: tra i bulloni:
2,2 d
dal bordo della piastra: Nella direzione perpendicolare alla forza:
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1,2 d 1,2 d
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Risultati Axis VM calcola il diagramma Momento-curvatura, il momento resistente di progettazione (MrD) e la forza iniziale del collegamento (Sj,init).
Se il momento resistente è minore del momento di progettazione verrà visualizzato un messaggio. Il metodo di calcolo considera forze di taglio e forze normali insieme ai momenti. Come conseguenza si possono ottenere vari momenti resistenti (MrD) per lo stesso collegamento a seconda dei tipi di carico (o le combinazioni). Quindi AxisVM controlla la condizione MrD >MsD in tutti i casi di carico.
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Verifica elementi in acciaio
2
Verifica degli elementi lineari in legno La verifica degli elementi in legno segue la stessa procedura illustrata per la verifica di elementi in acciaio. Per questo si può accedere alla cartella Verifica legno
Attraverso la selezione delle parti si possono isolare gli elementi in legno.
Ă&#x2C6; possibile visualizzare spostamenti, deformazioni e tensioni per questi elementi.
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Prima di procedere con la verifica occorre definire i parametri di verifica.
Si riporta lâ&#x20AC;&#x2122;elenco delle verifiche previste.
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Verifica degli elementi lineari in legno
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26
2.1
Verifica elementi lineari in legno
Il modulo Verifica legno può essere applicato alle seguenti sezioni e materiali in legno: a) Rettangolare per legno massiccio, Legno lamellare incollato (Glulam) e per Legno piallato lamellare (LVL) b) Circolare per legno massiccio
Legno massiccio (softwood, hardwood)
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Verifica degli elementi lineari in legno
Glulam
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LVL
Il database materiali contiene le proprietà dei materiali in legno come, il legno massiccio, Glulam and LVL secondo la normativa Europea EN. (Legno massiccio: EN338, Glulam: EN 1194) Classi di servizio Gli elementi in legno devono avere una classe di servizio. La classe di servizio può essere impostata nella finestra di dialogo di definizione della trave. Classi di servizio (EN 1995-1-1, 2.3.1.3): Classe di servizio 1 – dove il contenuto di umidità non supera il 12%. È caratterizzata da un'umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura 20°C e un’umidità relativa dell’aria circostante che non superi il 65%, se non per poche settimane all’anno Classe di servizio 2 – dove il contenuto di umidità non supera il 20%. È caratterizzata da un'umidità del materiale in equilibrio con l’ambiente a una temperatura 20°C e un’umidità relativa dell’aria circostante che superi il 85%, solo per poche settimane all’anno. Classe di servizio 3 – dove il contenuto di umidità supera il 20%. La resistenza di progetto e le proprietà dei materiali in legno dipendono dalla classe di servizio. Classi di durata del carico Il modulo Verifica legno richiede informazioni relative alla durata del carico. Se nel modello è stato definito un materiale in legno è possibile impostare la classe di durata del carico. Ipotesi progettuali Non ci sono fori o punti deboli della trave. Sezione costante (rettangolare, circolare) o variabile linearmente lungo l’asse della trave (trave rastremata) Fibre parallele all’asse x. In caso di trave rastremata, fibre parallele ad uno dei bordi longitudinali della trave Il piano di flessione dominante è il piano x-z della trave (momento intorno all’asse y)
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Iy = Iz In caso di legno lamellare incollato Glulam, le parti lamellari sono parallele all’asse y della sezione trasversale della trave. In caso di legno piallato lamellare LVL, le parti lamellari sono parallele all’asse z della sezione trasversale della trave.
Verifiche Sforzo normale-Flessione [N-M]
(EN 1995-1-1, 6.2.3, 6.2.4)
Compressione-Flessione-Instabilità (nel piano) [N-M-Instabilità]
(EN 1995-1-1, 6.3.2)
Sforzo normale -Flessione-instabilità torsionale laterale [N-M-LT instabilità] (EN 1995-1-1, 6.3.3) Sforzo /y -Torsione /x [Vy-Tx] Sforzo /z -Torsione /x [Vz-Tx]
(EN 1995-1-1, 6.1.7, 6.1.8) (EN 1995-1-1, 6.1.7, 6.1.8)
Momento /y – Sforzo /z (tensione di trazione perpendicolare alla fibre) [My -Mz] (EN 1995-11, 6.4.3) Sforzo normale-momento Lo sforzo normale di progetto puo essere di Trazione o di Compressione Tenso flessione (EN 1995-1-1, 6.2.3)
Presso flessione (EN 1995-1-1, 6.2.4)
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Verifica degli elementi lineari in legno
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dove, km = 0,7 per sezioni rettangolari km = 1,0 per tutti i altri casi Compressione - Momento - Instabilità (EN 1995-1-1, 6.3.2)
dove, kc,y coefficiente di riduzione d’instabilità (y) /nel piano z-x della trave / (EN 1995-1-1, 6.3.2) kc,z coefficiente di riduzione d’instabilità (z) /nel piano x-y della trave/ (EN 1995-1-1, 6.3.2) Se il valore di fc,0,d è sostituito con ft,0,d , e kc,y = kc,z = 1,0 Sforzo normale - Flessione - Instabilità torsionale laterale Per la verifica dell’instabilità torsionale laterale il programma considera che la trave si inflette nel piano z-x (intorno all’asse y) Se ci sono dei momenti simultanei nella trave, e lo sforzo di compressione del momento Mz raggiunge il 3 % del fc,0,d appare un messaggio di avviso. Solo Flessione (EN 1995-1-1, 6.3.3)
Presso flessione (EN 1995-1-1, 6.3.3)
Tenso flessione In caso di una piccola tensoflessione quando si può verificare anche una instabilità torsionale laterale, non esiste alcuna regola nell’Eurocodice 5. Viene effettuata la seguente verifica:
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dove, kcrit è il coefficiente di riduzione di instabilità torsionale laterale secondo la tebella seguente:
Mom ento - Taglio
In caso di travi curve, il programma controlla la tensione perpendicolare alla fibratura calcolando le sollecitazioni My e V z (EN 1995-1-1, 6.4.3.) Momento (y) – Taglio (z)
dove, kdis è un coefficiente che tiene conto dell'effetto della distribuzione della tensione nella zona di colmo; (kdis = 1,4 per travi curve) kvol è un coefficiente di volume; (kvol = [V 0/V]0,2)
In caso di Legno lamellare incollato (Glulam) deve essere definito lo spessore dello starato.
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Verifica degli elementi lineari in legno
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Per la trave rastremata è possibile settare la direzione delle fibre. La direzione delle fibre può essere parallela al bordo superiore oppure al bordo inferiore. Il bordo superiore si trova nella direzione +z della sezione trasversale. Parametri di stabilità Flessionale Ky, Kz: coefficiente di lunghezza corrispondente all’asse y e z. dove, l è la lunghezza dell’asta lef,y e lef,z sono le lunghezze effettive dell’asta corrispondenti all’asse y e z. (lef,y è la lunghezza d’instabilità nel piano x-z dell’asta . (lef,z è la lunghezza d’instabilità nel piano x-y dell’asta. Torsionale laterale KLT: Coefficiente di lunghezza corrispondente all’asse z dove, l è la lunghezza dell’asta lef è la lunghezza effettiva dell’asta corrispondente all’asse z Quando il carico non è applicato al centro di gravità, il programma modifica la lunghezza effettiva secondo quanto segue: - se il carico è applicato al lembo compresso dell’asta, la lef è aumentata di 2h - se il carico è applicato al lembo teso dell’asta, la lef è diminuita di 0,5h
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Diagrammi Cliccando su un elemento, il programma visualizza i diagrammi che corrispondono a tutte le verifiche.
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Verifica degli elementi lineari in legno
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S.T.A. DATA SRL - C.so Raffaello, 12 - 10126 Torino
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Indice Parte I
Piano 2014
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Parte II
Piano fondazioni
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1 Travi ................................................................................................................................... rovesce/graticci/plinti di fondazione 8 Travi rovesce ......................................................................................................................................................... e graticci 8 Plinti di fondazione ......................................................................................................................................................... 9 Calcolo strutturale ......................................................................................................................................................... 16 Calcolo geotecnico ......................................................................................................................................................... 18 Calcolo capacitĂ .................................................................................................................................................. portante 19 Calcolo cedimenti .................................................................................................................................................. 21 Metodo Burland-Burbidge ........................................................................................................................................... 21 Metodo Schmertmann ........................................................................................................................................... 23 Metodo edometrico ........................................................................................................................................... 25 Comandi calcolo .................................................................................................................................................. geotecnico 26 Definizione........................................................................................................................................... strati di progetto 26 Parametri generali ........................................................................................................................................... cedimenti 28 Parametri fondazioni ........................................................................................................................................... 29 Generali ...................................................................................................................................... 30 CapacitĂ portante ...................................................................................................................................... 31 Cedimenti...................................................................................................................................... 32
2 Platee ................................................................................................................................... di fondazione 34 3 Pali ................................................................................................................................... 35 4 Muri ................................................................................................................................... di sostegno 36 Dati Piano ......................................................................................................................................................... Muro 37 Risultati Piano ......................................................................................................................................................... Muro 41 Output Piano ......................................................................................................................................................... Muro 45
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1
Fondazioni
Piano 2014 Piano fondazioni 2014 è il modulo relativo alle fondazioni del prodotto Piano 2014. Piano 2014 è la versione aggiornata del software Piano per il calcolo delle scritture secondo le "Norme Tecniche per le Costruzioni" - DM 14-1-2008 e relative Istruzioni applicative. Con Piano 2014 è possibile calcolare agevolmente ogni tipo di struttura: in c.a., acciaio, alluminio, legno e con qualsiasi altro tipo di materiale. Per le strutture in muratura e miste è disponibile il software 3Muri, dedicato in modo specifico per queste strutture.
Il primo modulo è costituito da Navigator, una guida che indica il percorso da seguire per la progettazione sismica secondo NTC 08. Introducendo i parametri fondamentali della struttura Navigator presenta la sequenza delle fasi necessarie per la realizzazione del progetto indicando tutte le analisi da eseguire. Il modulo ET consente di realizzare l'analisi dei carichi (carichi di solaio, neve e vento) e il predimensionamento degli elementi (travi, pilastri) in c.a. Axis VM è il solutore di calcolo agli Elementi Finiti, direttamente integrato in Navigator che calcola le sollecitazioni e spostamenti degli elementi. Axis VM è un solutore nato in modo specifico per l'ingegneria civile ed offre velocità e flessibilità per il calcolo di qualsiasi struttura. Terminata l'analisi globale della struttura, con il modulo CA si ottiene il progetto ed il disegno delle armature necessarie per i diversi elementi come travi, pilastri, solai. Il modulo Legno verifica le membrature per le strutture in legno. Il modulo Fondazioni calcola plinti, trave rovesce e piastre proponendo l'armatura necessaria. Report consente la gestione della relazione di calcolo, integrando i documenti prodotti dai moduli STA DATA, come 3Muri, ed anche da altri programmi. Il documento può essere modificato da un potente gestore di testi ottenendo così la stampa diretta o l'esportazione in diversi formati di file. Attraverso il modulo report è possibile realizzare il piano di manutenzione e la relazione dei materiali secondo il capitolo 11 NTC 08.
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Piano 2014
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Piano fondazioni Piano Fondazioni è una suite ad hoc per il calcolo delle fondazioni. Rappresenta il modulo relativo alle fondazioni del prodotto Piano 2014. Sono consentite le verifiche strutturali e geotecniche di: 1. Travi rovesce e graticci
2. Plinti di fondazione
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5
6
Fondazioni
3. Platee di fondazione
4. Pali
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Piano fondazioni 5. Muri di sostegno
Š 2013 S.T.A.DATA srl
7
8
Fondazioni
2.1
Travi rovesce/graticci/plinti di fondazione
2.1.1
Travi rovesce e graticci E' possibile definire le travi di fondazione, anche a T rovescia. Se il progetto deriva da Axis e Navigator, il programma riconosce automaticamente le travi di fondazione ed esegue il calcolo delle travi su suolo elastico alla Winkler, associando il Kwinkler relativo al terreno. Esegue anche le verifiche geotecniche sulla base delle caratteristiche del terreno relative.
Il programma, sulla base delle NTC08, consente le verifiche geotecniche, relative a: - capacitĂ portante a breve e a lungo termine secondo il metodo di Brinch-Hansen per qualsiasi tipo di terreno; - verifica dei cedimenti massimi di ciascuna trave; - verifica dei cedimenti differenziali; relativi al complesso di fondazione, attraverso l'introduzione delle caratteristiche del terreno determinate attraverso prove specifiche in sito o in laboratorio. Dal punto di vista strutturale, il software opera, come per le travi di sopraelevazione: - Progetto a flessione con dimensionamento dell'armatura - Verifica a flessione - Verifica a taglio con la progettazione dell'armatura trasversale a taglio - Verifica a SLE.
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2.1.2
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Plinti di fondazione Il programma presenta diverse schede, che rappresentano le fasi, disposte nell'ordine di esecuzione delle relative funzioni:
1) Predimensionamento dei plinti
Nella scheda "Plinti" si assegnano le proprietĂ dei materiali, del terreno ed i fili fissi dei plinti; si procede al predimensionamento determinando le dimensioni minime che portano alla verifica sia strutturale che geotecnica di ciascun plinto.
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Fondazioni
2) Assegnazione dei plinti a gruppi di plinti Nella scheda "Gruppi" è possibile raggruppare piÚ plinti, anche con dimensioni minime di predimensionamento diverse, in uno stesso gruppo con uguali caratteristiche geometriche.
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3) Progetto esecutivo Nella scheda "Progetto" può essere eseguito il progetto del gruppo di plinti selezionato, determinando l'armatura longitudinale e verificando dal punto di vista geotecnico la portanza, cedimento massimo e da punto di vista strutturale la flessione e il taglio-punzonamento.
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Fondazioni Dopo aver eseguito il progetto di tutti i gruppi di plinti, determinando i cedimenti relativi ad ogni plinto, è possibile verificare che il cedimento angolare del progetto è minore del valore limite tale da far insorgere ulteriori sollecitazioni nella sovrastruttura.
Il programma consente anche di cambiare manualmente l'armatura calcolata e quindi eseguire nuovamente la verifica del gruppo di plinti.
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4) Disegno ferri - Disegno Pianta Le ultime due schede permettono l'impostazione e la visualizzazione delle carpenterie di disegno, esportabili su formato DXF, rendendoli utilizzabili e apribili da altri programmi CAD.
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Fondazioni
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5) Relazione di calcolo Il pulsante permette la stesura della relazione di calcolo con formattazione automatica ed esportazione in formato RTF, apribile con altri programmi editor di testi.
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2.1.3
Fondazioni
Calcolo strutturale Per le strutture progettate sia per CD “A”sia per CD “B” il dimensionamento delle strutture di fondazione e la verifica di sicurezza del complesso fondazione-terreno vengono eseguiti assumendo come azioni in fondazione le resistenze degli elementi strutturali soprastanti. Più precisamente, la struttura di fondazione è progettata in modo che resista ad azioni pari a quelle trasferite dagli elementi soprastanti, amplificate con un γRd pari a 1,1 in CD “B” e 1,3 in CD “A”.
Per quanto riguarda i plinti si fa distinzione tra plinti tozzi e flessibili. Mensola La definizione della geometria porta all’individuazione della tipologia di fondazione superficiale: rigida o flessibile. Quando infatti la lunghezza v della mensola non supera 2h la fondazione è rigida, altrimenti la fondazione risulta flessibile. Fondazione rigida (V=2H) È necessario ricorrere a soluzioni per le mensole tozze. In questo caso, si dimensiona l’armatura a “trazione” e la sezione di cls tale da ben sopportare le sollecitazioni a taglio. Il carico trasmesso al terreno non è uniforme e quindi le risultanti Rd non sono centrate nelle semiassi.
La cerniera 1 (a sinistra) è la maggiormente sollecitata:
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Piano fondazioni
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Con d altezza utile del plinto. X1 e R1d nascono da considerazioni geometriche. Una volta definito il valore della forza Td è possibile definire l’armatura in termini di numero ferri e relativo diametro: . Dove As è l’area complessiva dell’acciaio = nf d (con nf numero ferri e d area del singolo ferro) e fyd è il valore a snervamento di calcolo dell’acciaio (pari al valore limite fys diviso il coefficiente gs=1.15). Fondazione flessibile (V>2H) In questo caso l’armatura viene dimensionata considerando il problema di una mensola incastrata, caricata dalle sollecitazioni trasmesse dal terreno (uniforme o no a seconda dell’eccentricità dei carichi). La lunghezza l della mensola da prendere in esame non è pari a quella dell’ala: la sezione di riferimento è posta ad una distanza e dal filo esterno del pilastro: e = 0.15 b l = v+e
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2.1.4
Fondazioni
Calcolo geotecnico Nelle verifiche nei confronti degli stati limite ultimi strutturali (STR) e geotecnici (GEO) si possono adottare, in alternativa, due diversi approcci progettuali. Nell’Approccio 1 si impiegano due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali, rispettivamente definiti per le azioni (A), per la resistenza dei materiali (M) e, eventualmente, per la resistenza globale del sistema (R). Nella Combinazione 1 dell’Approccio 1, per le azioni si impiegano i coefficienti γ F riportati nella colonna A1 delle Tabelle sopra citate. Nella Combinazione 2 dell’Approccio 1, si impiegano invece i coefficienti γF riportati nella colonna A2. Nell’Approccio 2 si impiega un’unica combinazione dei gruppi di coefficienti parziali definiti per le Azioni (A), per la resistenza dei materiali (M) e, eventualmente, per la resistenza globale (R). In tale approccio, per le azioni si impiegano i coefficienti γ F riportati nella colonna A1. I coefficienti parziali γM per i parametri geotecnici e i coefficienti γ R che operano direttamente sulla resistenza globale di opere e sistemi geotecnici sono definiti nel successivo Capitolo 6.
Nella Tab. 2.6.I il significato dei simboli è il seguente: γG1 coefficiente parziale del peso proprio della struttura, nonche del peso proprio del terreno e dell’acqua, quando pertinenti; γG2 coefficiente parziale dei pesi propri degli elementi non strutturali; γQi coefficiente parziale delle azioni variabili. Verifiche geotecniche eseguite Il programma calcola la capacità portante del terreno in base a geometria, materiali e dati geotecnici introdotti, verificando che sia maggiore delle tensioni di contatto con il terreno. Verifica i cedimenti massimi del sistema di fondazione. Verifica il cedimento differenziale limite tra 2 punti del sistema di fondazione, per evitare elevati moti rigidi di rotazione della sovrastruttura.
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Piano fondazioni 2.1.4.1
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Calcolo capacità portante Si verifica la portanza del terreno, confrontando le tensioni di contatto con la resistenza limite a capacità portante, calcolata attraverso il metodo di Brinch-Hansen. Metodo di verifica SLU per capacità portante: Brinch-Hansen Condizione drenata Nel caso di terreni a grana grossa (sabbie e ghiaie) la condizione critica si verifica in condizioni drenatea causa della loro elevata permeabilità. Nei terreni a grana fine (limi e argille) le condizioni drenate si verificano molto tempo dopo l'applicazione dei carichi. L’assunzione dell’applicazione del principio di “Sovrapposizione degli effetti”, ha permesso la definizione della formula trinomia di Terzaghi per il calcolo della capacità portante di un terreno.
dove: - il primo termine è relativo al contributo delle forze di attrito, dovute al peso proprio γ' del terreno interno alla superficie di scorrimento con B la base della sezione trasversale della fondazione (il lato minore nel caso di plinti di fondazione) - il secondo termine è relativo all’effetto stabilizzante del sovraccarico agente ai lati della fondazione q’ (ad esempio a causa dell’approfondimento del piano di fondazione rispetto al piano campagna); - il terzo addendo si riferisce al contributo dato dalla coesione c' lungo la superficie di scorrimento Ng , Nq, Nc i fattori di capacità portante in funzione dell'angolo di attrito del terreno sottostante e assumono le seguenti espressioni:
La formula base derivata da Terzaghi, può essere estesa ad altre condizioni (diversa forma della fondazione, meccanismo di punzonamento, carichi inclinati e/o eccentrici, ecc.) mediante l'introduzione di coefficienti correttivi. Le limitazioni imposte nell'ipotesi iniziali di Terzaghi possono essere superate applicando la formula di Brinch-Hansen:
che adotta opportuni fattori correttivi che tengono conto di: - forma della fondazione (s) - inclinazione ed eccentricità del carico (i) - inclinazione del piano di posa della fondazione (b) - inclinazione del piano campagna (g) - profondità del piano di posa (d)
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Fondazioni
Condizione non drenata Nel caso di fondazioni su terreni a grana fine saturi, le condizioni critiche nei confronti della rottura si verificano immediatamente dopo l’applicazione del carico. In questi casi si effettua l’analisi in condizioni non drenate, in termini di tensioni totali (essendo difficile valutare nel tempo l’andamento delle pressioni neutre), dove: c=cu (coesione non drenata) e =0. L’equazione della capacità portante diventa:
dove: - il primo termine rappresenta il contributo stabilizzante data dalla resistenza al taglio non drenata cu in cui
il secondo termine è relativo all'effetto stabilizzante del sovraccarico agente ai lati della fondazione q.
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Piano fondazioni 2.1.4.2
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Calcolo cedimenti Si verificano i cedimenti puntuali del sistema di fondazioni confrontando i valori ammissibili con i valori di calcolo ottenuti attraverso i 3 metodi classici per il calcolo dei cedimenti: 1. Burland-Burbidge 2. Schmertmann 3. Edometrico
2.1.4.2.1 Metodo Burland-Burbidge L'impossibilità di prelevare campioni indisturbati fa sì che nel caso di terreni sabbiosi i metodi di calcolo sia basato su prove in sito. Il metodo Burland-Burbidge si basa sullo studio delle prove penetrometriche dinamiche SPT per la determinazione dei cedimenti. Il calcolo del cedimento risulta:
nel caso di sabbie preconsolidate con q' > σ'P;
nel caso di sabbie preconsolidate con q' = σ'P;
nel caso di sabbie normalconsolidate, in cui: q' è il carico unitario espresso in kN/m2 σ'v0 e la tensione geostatica verticale del piano di posa della fondazione zI è la profondità d'influenza, pari a B0 ,7 se i valori NSPT sono costanti o crescenti con la profondità; pari a 2B se i valori di NSPT diminuiscono con la profondità Ic è l'indice di compressibilità. L'indice di compressibilità è ricavato dalle seguenti relazioni:
dove NAV è pari alla media dei valori NSPT contenuti nella profondità d'influenza
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Fondazioni
Per tener conto degli effetti dovuti alla forma della fondazione, allo spessore H dello strato compressibile e dell'aliquota dovuta ai cedimenti differiti nel tempo;
dove:
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Piano fondazioni
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2.1.4.2.2 Metodo Schmertmann Il metodo di Schmertmann consiste nella stima del cedimento di una fondazione superficiale in sabbia utilizzando il profilo di resistenza penetrometrica di punta qc ottenuta da prove penetrometriche statiche CPT. Il cedimento della fondazione è stimato con l'equazione:
dove: p = p - p'0 è la pressione media netta applicata dalla fondazione p è la pressione trasmessa dalla fondazione p'0 è la pressione efficace alla profondità del piano di fondazione z2 è la profondità massima dal piano di fondazione del terreno che contribuisce al cedimento ∆z e lo spessore del generico strato in cui e suddiviso z2 qc e la resistenza di punta media nello strato ∆z Iz è un fattore di influenza della deformazione verticale media, la cui variazione con la profondità è rappresentata di seguito
con
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Fondazioni
essendo σ'v la tensione verticale efficace alla profondita z1. C1 è un parametro che dipende dalla profondità del piano di fondazione
C2 è un parametro che dipende dalla viscosità
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Piano fondazioni
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2.1.4.2.3 Metodo edometrico Il metodo edometrico è il classico procedimento per il calcolo dei cedimenti proposto da Terzaghi. Si basa sulle curve ricavate da prove edometriche per terreni a grana fine. Non è possibile ricavare dei risultati accettabili per i terreni a grana grossa poichè non è possibile eseguire campionamenti da sottoporre a prove di laboratorio. Si divide in strati il banco di terreno compressibile e, in corrispondenza della mezzeria di ciascuno strato viene determinata la tensione efficace geostatica σ'v0, la tensione di preconsolidazione σ'p e l'incremento ∆σ'v prodotto dall'applicazione del carico unitario netto ∆q e si determina il cedimento di ciascuno strato tramite la relazione:
nel caso σ'f > σ'P dove: H0 è lo spessore dello strato compressibile RR è il rapporto di ricompressione CR è il rapporto di compressione σ'v0 e la tensione geostatica a meta dello strato σ'P = OCR σ'v0 e la tensione di preconsolidazione OCR rappresenta il grado di preconsolidazione σ'f = σ'v0 + ∆σ'v e la tensione finale dopo l'applicazione del carico. Per σ'f = σ'P la formula per la determinazione del cedimento di ciascuno strato risulta:
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26 2.1.4.3
Fondazioni
Comandi calcolo geotecnico
2.1.4.3.1 Definizione strati di progetto
Il pulsante di definizione degli strati di progetto permette la visualizzazione di una libreria di terreni.
In questa finestra è possibile aggiungere nuovi terreni introducendo i relativi parametri e modificare e cancellare quelli presenti. I parametri a cui si fa riferimento sono: tipo di grana (se il terreno è a grana grossa si operano le sole verifiche in condizioni drenate, se è a grana fine si eseguono anche le verifiche in condizioni non drenate); gamma (peso nell'unità di volume del terreno); gamma s (peso nell'unità di volume del terreno in condizioni sature), utilizzato per le verifiche di un terreno a grana fine in presenza di falda, in condizioni non drenate; fi (l'angolo di resistenza a taglio totale del terreno), adottato nel calcolo della
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Piano fondazioni
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capacitĂ portante in presenza di falda; Cu (resistenza al taglio non drenata), usato per il calcolo del carico limite in condizioni non drenate per i terreni a grana fine. fi' (l'angolo di resistenza a taglio efficace del terreno); c' (coesione del terreno), utilizzata nel calcolo della capacitĂ portante per i terreni a grana fine; E (modulo elastico del terreno) G (modulo di resistenza al taglio del terreno).
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Fondazioni
2.1.4.3.2 Parametri generali cedimenti
Il pulsante consente di definire il metodo da utilizzare nella verifica dei cedimenti e il cedimento massimo assoluto e relativo ammissibile.
Facendo click sul pulsante letteratura da Sowers.
si può fare riferimento ai valori limite proposti in
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2.1.4.3.3 Parametri fondazioni
Il pulsante "Parametri Fondazioni" consente di introdurre i parametri necessari per le verifiche geotecniche delle fondazioni. Le impostazioni nella maschera sono relative al terreno corrispondente a plinto selezionato. Il flag in basso, però, permette di impostare tali parametri per tutte le travi del progetto.
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Fondazioni
2.1.4.3.3.1 Generali
Nella scheda "Generali" si imposta la profondità del piano di posa della fondazione rispetto al piano campagna D, l'approfondimento del terreno di sovraccarico D', diverso da D qualora il terreno posto ad un lato della fondazione sia a quota inferiore rispetto al piano campagna. I parametri sismici non sono modificabili poichè sono quelli impostati nell'analisi sismica, la categoria del sottosuolo e l'approccio per il calcolo delle fondazioni sono stati impostati in Piano Sisma.
E' possibile inserire l'eventuale presenza e profonditĂ della falda rispetto al piano di campagna. Si imposta in numero di strati e facendo click sul pulsante "Associazione fondazionestrati" si associa ad ogni strato l'altezza e il tipo di terreno tra quelli presenti in libreria.
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2.1.4.3.3.2 Capacità portante
La presente scheda è necessaria per impostare i parametri di calcolo per la capacità portante.
Consente di introdurre l'angolo di inclinazione della fondazione e la pendenza del terreno circostante. L'utente può decidere se introdurre o meno il coefficente moltiplicativo di approfondimento per il calcolo della portanza. Si può decidere se non applicare nessuna rottura locale per punzonamento, oppure applicare i coefficienti riduttivi classici ai parametri di resistenza del terreno selezionando la voce "per punzonamento", oppure introdurre un calcolo proposto da Vesic, che applica dei coefficienti per tener conto della rottura per punzonamento solo se l'indice di rigidezza risulta inferiore al valore critico.
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Fondazioni
2.1.4.3.3.3 Cedimenti
La scheda riguardante i cedimenti prevede maschere diverse a seconda del metodo per la verifica dei cedimenti selezionato precedentemente in "Parametri generali fondazioni".
Nel caso del metodo edometrico, l'utente può scegliere il tipo di carico (statico o ciclico) e definire i rapporti di ricompressione RR e compressione CR, il grado di sovraconsolidazione OCR e la cedevolezza o meno di ciascuno strato.
Per il metodo di Burland-Burbidge, oltre a definire, come per il caso precedente, il tipo di carico e le proprietà strati (OCR e cedevolezza), si definiscono gli anni a cui valutare il cedimento e, seconodo le prove SPT, l'altezza dello strato comprimibile sotto il piano di posa. Tale altezza è solitamente uguale alla distanza tra il piano di posa della fondazione e il livello di profondità dell'ultimo strato cedevole. Quando le prove SPT, però, mostrano una forte discontinuità con un aumento considerevole del valore di Nspt in corrispondenza di un livello all'interno di uno strato definito cedevole, il valore C si deve impostare pari alla distanza tra il piano di fondazione e la discontinuità dei valori Nspt.
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Per il calcolo dei cedimenti attraverso il metodo di Burland-Burbidge è necessario impostare il numero delle prove penetrometriche dinamiche SPT e fornire alle diverse profondità il numero di colpi Nspt del penetrometro. Per poter valutare la profondità di influenza è richiesta la selezione del tipo di andamento dei valori Nspt con la profondità (crescente o decrescente). Selezionando in "Parametri generali cedimenti" il metodo Shmertmann, si definiscono analogamente ai precedenti il tipo di carico, le proprietà strati (OCR e cedevolezza). Inoltre si impostano gli anni a cui valutare il cedimento e i risultati delle prove penetrometriche dinamiche CQC, fornendo il valore di pressione in punta qc ad ogni livello di prova.
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2.2
Fondazioni
Platee di fondazione Axis VM consente di analizzare le sollecitazioni all'interno della piastra, procedendo all'inserimento di armatura tale da verificare la flessione, il taglio e la fessurazione della platea di fondazione.
In ultima analisi, consente la valutazione delle tensioni di contatto con il terreno specifico.
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2.3
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Pali Axis VM permette di progettare i pali di fondazione, valutando le tensioni di contatto con il terreno.
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2.4
Fondazioni
Muri di sostegno Piano Muro è il modulo per il progetto e la verifica, di tipo geotecnico, di equilibrio di corpo rigido e strutturale, di muri di sostegno. Il programma, sulla base delle NTC08, consente le verifiche geotecniche, relative a: - capacità portante del piede di fondazione secondo il metodo di Brinch-Hansen per qualsiasi tipo di terreno; - scorrimento sul piano di posa; le verifiche di equilibrio di corpo rigido a: - ribaltamento. Dal punto di vista strutturale, il software opera: - la verifica delle sezioni maggiormente sollecitate del paramento e della fondazione; - il dimensionamento dell'armatura;
Terminati i calcoli, permette la creazione e l'esportazione in formato DXF dei disegni di carpenteria. Provvede, inoltre, alla stesura della relazione di calcolo, salvabile in vari formati: .txt/ .rtf/.html/.pdf .
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2.4.1
Dati Piano Muro Il programma presenta diverse schede, che rappresentano le fasi di input:
1) Geometria
Nella scheda Geometria si inseriscono i dati geometrici del muro e del terreno.
2) Terreno
La scheda Terreno permette l'introduzione dei parametri meccanici del terreno.
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3) Materiali
Si definiscono il tipo di calcestruzzo e accaio utilizzati nel muro.
4) Carichi
La scheda carichi consente di introdurre carichi permanenti e variabili aggiuntivi, puntuali e distribuiti, applicati alla testa del muro e sul terreno a monte.
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5) Parametri sismici
Il programma permette un calcolo semplicemente statico oppure statico e sismico. In questo ultimo caso consente di introurre i parametri sismici in base alla localitĂ di realizzazione del muro.
6) Parametri di progetto
La scheda Parametri di Progetto permette una verifica con introduzione manuale dell'armatura del muro oppure un progetto automatico dell'armatura con la possibilitĂ di incremento automatico delle dimensioni della fondazione in caso di mancata verifica.
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2.4.2
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Risultati Piano Muro Dopo aver eseguito il calcolo il programma visualizza le schede relative ai risultati.
1) Sintesi Verifiche
Nella scheda di sintesi sono riportati i coefficienti di sicurezza calcolati e quelli minimi imposti dalla normativa, evidenziando l'esito di ciascuna verifica.
2) Spinta attiva
La spinta attiva sia statica che sismica del terreno è calcolata per ciascuna verifica poichè variano i coefficienti di sicurezza dei materiali, terreno e carichi.
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Fondazioni
3) Verifica a Ribaltamento
Nella verifica a ribaltamento si riportano le spinte totali sul muro e si confrontano i momenti ribaltanti e stabilizzanti per ciascuna combinazione di carico.
4) Verifica a Scorrimento
Nella verifica a scorrimento si riportano le spinte totali sul muro e si confrontano le forze e le resistenze di scorrimento per ciascuna combinazione di carico.
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5) Verifica a Capacità Portante
Nella verifica a capacità portante si riportano le spinte totali sul muro e si confrontano i carichi sul terreno e i carichi limite per ciascuna combinazione di carico.
6) Verifica Strutturale Nella verifica strutturale si riportano le spinte totali sul muro per ciascuna combinazione di carico. Si distinguono le verifiche sul paramento del muro e sulla fondazione. Nelle tabelle sono riportati i ferri inseriti, con relativo diametro, numero e passo e i risultati delle verifiche a pressoflessione delle sezioni più critiche di calcolo.
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Fondazioni
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Piano fondazioni
2.4.3
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Output Piano Muro 1) Esportazione disegno Piano Muro consente la visualizzazione dei disegni dei ferri, esportabili su formato DXF, rendendoli utilizzabili e apribili da altri programmi CAD.
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2) Esportazione relazione di calcolo Il programma permette la stesura della relazione di calcolo con formattazione automatica ed esportazione in formato RTF, apribile con altri programmi editor di testi.
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Indice Parte I
Piano 2014 - Analisi e verifica di strutture nuove ed esistenti 1 2 3 4
5
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................................................................................................................................... 8 Analisi preliminare nuova costruzione ................................................................................................................................... 10 Analisi preliminare costruzione esistente ................................................................................................................................... 14 Analisi preliminare costruzione esistente + nuova ................................................................................................................................... 19 Analisi lineare 19 Verifica......................................................................................................................................................... Esistente .................................................................................................................................................. 20 Ambiente Struttura ........................................................................................................................................... 20 Comandi Verifica Esistente ...................................................................................................................................... 21 Comandi dati ...................................................................................................................................... 21 Definizione da progetto simulato alle TA ...................................................................................................................................... 22 Definizione semi-automatica ...................................................................................................................................... 23 Comandi calcolo strutturale ...................................................................................................................................... 23 Sollecitazioni da progetto simulato alle TA ...................................................................................................................................... 24 Progetto armatura ...................................................................................................................................... 24 Verifica e arma tutte le travi .................................................................................................................................................. 25 Ambiente Armatura ........................................................................................................................................... 25 Comandi Armatura ...................................................................................................................................... 25 Aggiungi sagoma ...................................................................................................................................... 30 Modifica sagoma ...................................................................................................................................... 31 Modifica diametri e quantitĂ sagome ...................................................................................................................................... 32 Modifica ancoraggi ...................................................................................................................................... 32 Cancella sagoma ...................................................................................................................................... 32 Sposta sagoma ...................................................................................................................................... 33 Definisci staffe ...................................................................................................................................... 33 Modifica staffe ................................................................................................................................... 34 Analisi non lineare ......................................................................................................................................................... 35 Definizione delle cerniere plastiche ......................................................................................................................................................... 36 Gestione delle analisi Pushover ......................................................................................................................................................... 37 Visualizzazione dei risultati 39 Verifica......................................................................................................................................................... di sicurezza degli elementi 40 Verifica......................................................................................................................................................... di vulnerabilitĂ sismica
4
1
Modulo Esistente
Piano 2014 - Analisi e verifica di strutture nuove ed esistenti Piano 2014 presenta le seguenti novità per l'analisi e la verifica di strutture nuove ed esistenti: - Definizione degli spettri di progetto per le strutture nuove, esistenti e miste. - Esecuzione delle analisi statica e dinamica lineare e statico non lineare (pushover) sia per costruzioni nuove, che esistenti. - Possibilità di progettare e verificare travi di un progetto nuovo e verificare le travi di una costruzione già esistente. - Nuovo metodo di introduzione dell' armatura. E' stata introdotta una disposizione semiautomatica dell'armatura che permette una veloce stesura di un'armatura prescelta. Per le travi di una costruzione esistente è possibile anche una disposizone di armatura automatica simulando un'armatura di progetto derivante da un calcolo alle tensioni ammissibili. - Nuovo input grafico dell'armatura. - Nuovo metdo di introduzione dell'ancoraggio per le barre longitudinali. - Nuovo strumento di disegno che permette una maggiore manegevolezza delle finestre grafiche - Nuovo output di stampa dxf - Importazione in Axis dell'armatura definita in Trave per la determinazione dei diagrammi Momento-Rotazione delle cerniere plastiche nell'ambito dell'analisi pushover.
Le Tipologie di Analisi Lo schema riporta le diverse tipologie di analisi previste dalle "Norme Tecniche per le Costruzioni" - DM 14-1-2008 in funzione dei possibili parametri che si verificano per il calcolo delle strutture antisismiche (zona, tipo di costruzione e classe d'uso). Navigator è stato sviluppato prendendo come riferimento i seguenti schemi, a seconda del tipo di lavoro (progetto nuovo, verifica esistente), che viene percorso automaticamente man mano che si introducono i dati del lavoro in esame. La verifica di una struttura può essere eseguita in 2 differenti modi. Il primo è quello di imporre il fattore di struttura q da normativa e applicare un'analisi statica o dinamica lineare, come è previsto anche per le strutture nuove. Il secondo è quello di eseguire un'analisi statica non lineare (pushover) con la determinazione della duttilità globale della struttura, la verifica degli elementi strutturale duttili e fragili e la verifica di vulnerabilità sismica. Navigator permette la scelta tra analisi lineare o non lineare. ANALISI LINEARE Schema progetto nuova costruzione
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Piano 2014 - Analisi e verifica di strutture nuove ed esistenti
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Per esaminare il dettaglio le diverse opzioni e trattandosi di un diagramma di flusso, occorre partire dal punto iniziale posto in alto. Schema verifica costruzione esistente
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Modulo Esistente ANALISI NON LINEARE L'analisi statica non lineare (pushover) permette, a differenza delle analisi lineari di determinare in maniera rigorosa la duttilitĂ della struttura, verificare il comportamento globale della struttura in condizioni sismiche e verificare gli spostamenti per i meccanismi duttili e le resistenze per i meccanismi fragili dei singoli elementi strutturali.
Individuata la tipologia di analisi, il programma si adatta automaticamente richiedendo i dati coerenti con la tipologia. Nella fase inziale è possibile scegliere il tipo di lavoro da eseguire, scegliendo tra la progettazione di una nuova costruzione, la verifica di un edificio esistente con la presenza o meno di elementi di nuova costruzione.
In questa fase è possibile scegliere il tipo di lavoro da eseguire, scegliendo tra la progettazione di una nuova costruzione, la verifica di un edificio esistente con la presenza o meno di elementi di nuova costruzione. Al fianco del titolo del progetto si visualizza la sigla sigla relativa al tipo di lavoro scelto: (N) per un nuovo progetto, (E) per la verifica di un edificio esistente e (N+E) per il progetto di ampliamento con verifica della parte esistente. In base alla scelta effettuata Navigator esegue le corrispondenti analisi secondo le NTC08.
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1.1
Modulo Esistente
Analisi preliminare nuova costruzione ANALISI LINEARE
La tabella seguente riporta la sintesi delle opzioni di calcolo per i casi considerati. Specifiche Stato limite di salvaguardia della Vita (SLV) Stato limite di Danno - Verifica drift di piano (SLD) Stato limite di Danno - Verifica resistenza (SLD) Stato limite di OperativitĂ Verifica drift di piano (SLO) Modello con cerniere applicate alle travi in c.a. per analisi carichi verticali Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze
A si
B si
C si
D si
si
si
no
no
no
no
si
si
no
no
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si no 4 si
no si 4 si
si no 5 si
no si 5 si
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ANALISI NON LINEARE E' possibile eseguire in questi casi anche un'analisi statica non lineare (pushover) Specifiche Stato limite di collasso (SLC) Stato limite di salvaguardia della Vita (SLV) Stato limite di Danno - Verifica drift di piano (SLD) Stato limite di Danno - Verifica resistenza (SLD) Stato limite di OperativitĂ - Verifica drift di piano (SLO) Modello con cerniere applicate alle travi in c.a. per analisi carichi verticali Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze Determinazione duttilitĂ della struttura (fattore di struttura q)
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Pushover si si no no no no no no no 6 no si
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1.2
Modulo Esistente
Analisi preliminare costruzione esistente ANALISI LINEARE Nel caso di verifica di una struttura esistente, il calcolo delle sollecitazioni sismiche per le verifiche di resistenza a Taglio viene calcolato considerando uno spettro diverso da quello utilizzato per il calcolo delle sollecitazioni da utilizzare per le verifiche a Flessione.
La tabella seguente riporta la sintesi delle opzioni di calcolo per i casi considerati. Specifiche Stato limite di salvaguardia della Vita FLESSIONE (SLV) Stato limite di salvaguardia della Vita TAGLIO (SLV) Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze
A si si si si no 2 no
B si si si no si 2 no
Le analisi sono eseguite facendo riferimento all'analisi statica lineare con fattore di struttura q, come prescritto dal par. C8.7.2.4. della circolare n.617 del 2 Febbraio 2009. Il fattore di struttura per il calcolo delle sollecitazioni sismiche per le verifiche di resistenza a Taglio è fissato a 1,5, mentre per le verifiche a Flessione può essere impostato manualmente dall'utente (la normativa prevede valori compresi tra 1,5 e 3). Navigator determina i parametri sismici necessari per la definizione degli spettri di progetto.
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Ultimata l'analisi guidata, Piano Navigator presenta la lista dei modelli dei risultati elaborati.
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Modulo Esistente
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ANALISI NON LINEARE E' possibile eseguire in questi casi anche un'analisi statica non lineare (pushover) Specifiche Stato limite di collasso (SLC) Stato limite di salvaguardia della Vita (SLV) Stato limite di Danno - Verifica drift di piano (SLD) Stato limite di Danno - Verifica resistenza (SLD) Stato limite di Operatività - Verifica drift di piano (SLO) Modello con cerniere applicate alle travi in c.a. per analisi carichi verticali Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze Determinazione duttilità della struttura (fattore di struttura q) Verifica elementi strutturali Verifica Nodi Verifica vulnerabilità sismica della struttura
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Pushover si si no no no no no no no 6 no si si si si
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1.3
Modulo Esistente
Analisi preliminare costruzione esistente + nuova Nel caso di verifica esistente con progetto di ampliamento, Navigator consente di analizzare contemporaneamente le due tipologie. Nei progetti creati attraverso Navigator, si permette di trattare sia gli elementi di un nuovo progetto, che quelli di un edificio giĂ esistente, soggete, quindi, alle relative verifiche. Il programma in automatico suddivide le due tipologie, in base all'assegnazione del materiale in Navigator. ANALISI LINEARE ELEMENTI NUOVI
Specifiche Stato limite di salvaguardia della Vita (SLV) Stato limite di Danno - Verifica drift di piano (SLD) Stato limite di Danno - Verifica resistenza (SLD) Stato limite di OperativitĂ Verifica drift di piano (SLO) Modello con cerniere applicate alle travi in c.a. per analisi carichi verticali Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze
A si
B si
C si
D si
si
si
no
no
no
no
si
si
no
no
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si
si no 4 si
no si 4 si
si no 5 si
no si 5 si
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ELEMENTI ESISTENTI
Specifiche Stato limite di salvaguardia della Vita FLESSIONE (SLV) Stato limite di salvaguardia della Vita TAGLIO (SLV) Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze
A si si si si no 2 no
B si si si no si 2 no
Per la parte di struttura nuova il programma prevede l'analisi del fattore q per tutte le strutture previste dalla normativa per le nuove costruzioni. Il fattore di struttura per il calcolo delle sollecitazioni sismiche della parte esistente per le verifiche di resistenza a Taglio è fissato a 1,5, mentre per le verifiche a Flessione può essere impostato manualmente dall'utente (la normativa prevede valori compresi tra 1,5 e 3).
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Modulo Esistente
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ANALISI NON LINEARE E' possibile eseguire in questi casi anche un'analisi statica non lineare (pushover) Specifiche Stato limite di collasso (SLC) Stato limite di salvaguardia della Vita (SLV) Stato limite di Danno - Verifica drift di piano (SLD) Stato limite di Danno - Verifica resistenza (SLD) Stato limite di Operatività - Verifica drift di piano (SLO) Modello con cerniere applicate alle travi in c.a. per analisi carichi verticali Analisi fondazioni separata da struttura in elevazione Analisi statica equivalente Analisi dinamica N. modelli per il calcolo FEM Gerarchia delle resistenze Determinazione duttilità della struttura (fattore di struttura q) Verifica elementi strutturali Verifica Nodi Verifica vulnerabilità sismica della struttura
Pushover si si no no no no no no no 6 no si si si si
Nell'esempio sottostante, agli elementi di colore diversi sono stati assegnati 2 tipi di calcestruzzo differenti.
Al termine delle analisi, il programma fa selezionare il materiale impiegato per gli elementi esistenti, in modo da riconoscere gli elementi ed eseguire le rispettive verifiche.
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Modulo Esistente
Ultimata l'analisi guidata, Piano Navigator presenta la lista dei modelli dei risultati elaborati.
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1.4
Analisi lineare
1.4.1
Verifica Esistente
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Per le strutture esistenti è possibile definire ed introdurre in modo grafico le armature esistenti se note. Nel caso non ci siano informazioni in merito, è possibile calcolare le armature tramite il progetto simulato alle tensioni ammissibili (TA), cioè imponendo i parametri presunti dell'epoca di realizzazione della struttura e verificando quindi i valori così calcolati oopure assegnando l'armatura con il procedimento semiautomatico (SA). Per il progetto degli elementi nuovi si rimanda alla documentazione di Piano 2014.
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Modulo Esistente
1.4.1.1 Ambiente Struttura Questo ambiente è dedicato alle fasi di input della geometria e dei carichi, quindi si procede con il calcolo e un primo resoconto delle verifiche effettuate viene visualizzato in un'apposita tabella.
Si evidenzia come nella struttura tridimensionale le travi evidenziate in blu sono tutte quelle relative alla scheda selezionata, quelli esistenti nell'immagine sopra.
1.4.1.1.1 Comandi Verifica Esistente Con il pulsante selezionate.
si definisce la modalitĂ di esecuzione del progetto delle travi
Nel caso di inserimento Semiautomatico dell'armatura: .
Nel caso di progetto simulato alle TA per la disposizione delle armature: .
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1.4.1.1.1.1 Comandi dati nel caso di progetto simulato alle TA.
nel caso di introduzione semiautomatica dell'armatura.
Parametri di progetto TA simulato
Il comando consente di determinare i parametri di calcolo per la determinazione delle sollecitazioni e disposizione delle armature. Il programma prevede 2 metodologie, che fanno riferimento ai carichi inseriti.
Come prima opzione, il programma permette di definire il calcolo come progetto alle TA con l'applicazione del DM96 per determinare la distribuzione delle armature. La seconda metodologia, permette una determinazione approssimata e semplificata delle sollecitazioni in funzione dei carichi inseriti e di coefficienti moltiplicativi impostati manualmente.
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Modulo Esistente
Definizione sagome semi-automatica Comando da utilizzare per inserire un'armatura di default nelle travate. Il comando è attivo se è impostato il tipo di progetto semiautomatico nei comandi di Utilità Tabella.
Stesura sagome
La maschera visualizzata sopra permette l'introduzione di un'armatura scelta per tutte le campate delle travi selezionate. Si specifica il numero di ferri ed il diamtro per ciascuna sagoma visualizzata. Le sagome 1, 3 e 4 corrispondono all'armatura inserita al lembo superiore; le sagome 2, 7 e 8 a quella del lembo inferiore; le sagome 5 e 6 corrispondono a ferri piegati superiori agli appoggi e inferiori in campata. Le lunghezze degli spezzoni agli appoggi possono essere impostate come frazione della lunghezza della campata.
Definizione staffe semi-automatica Comando da utilizzare per inserire delle staffe di default nelle travate. Il comando è attivo se è impostato il tipo di progetto semiautomatico nei comandi di Utilità Tabella.
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Stesura Staffe
E' possibile inserire tre campi di staffe:in prossimitĂ degli appoggi, nella zona centrale e quello di estremitĂ inteso come un campo aggiuntivo tra il campo agli appoggi e della zona centrale. Solitamente si utilizzano staffe a due bracci. Il programma permette anche di utilizzare staffe a 4 bracci.
1.4.1.1.1.2 Comandi calcolo strutturale nel caso di progetto simulato alle TA.
nel caso di introduzione semiautomatica dell'armatura.
Calcolo sollecitazioni da progetto simulato alle TA Permette la creazione delle possibili combinazioni dei carichi per effetto dei carichi inseriti e al calcolo delle sollecitazioni per ciascuna combinazione di carico.
Modifica di sollecitazione da progetto simulato alle TA Il comando consente la modifica manuale delle sollecitazioni risultanti dal calcolo.
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Modulo Esistente
Nel caso di progetto simulato alle TA, il pulsante permette il calcolo dell’armatura, effettuato sulla base delle specifiche relative ai parametri di calcolo e di disegno, e visualizza l’armatura nello spazio dove precedentemente era visualizzata la travata. Nel caso di definizione semiautomatica, inserisce l'armatura impostata dall'utente. In entrambi i casi, successivamente, si esegue la verifica con le sollecitazioni di calcolo effettive secondo le NTC08 in ciascuna sezione. La nuova armatura proposta si andrà a sostituire all’armatura precedentemente calcolata ed eventualmente modificata dall’utente. L’operatore viene quindi avvertito che, con il comando, andranno perse le eventuali modifiche apportate all’armatura. La maschera qui visualizzata chiede conferma del comando.
Il tasto Si realizza il calcolo e la visualizzazione della nuova armatura, il tasto No annulla il comando.
Esegue automaticamente il calcolo di tutte le travi del progetto.
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1.4.1.2 Ambiente Armatura Nell'ambiente avviene l’editing delle sagome precedentemente calcolate. Attraverso la visualizzazione dei vari diagrammi delle sollecitazioni e delle finestre di verifica è possibile controllare direttamente l’esito delle modifiche.
Lo zoom e il pan direttamente con la rotella del mouse, permette una più facile e veloce manegevolezza del programma. La possibilità di ridimensionare, ingrandire o chiudere le finestre dell'armatura e dei diagrammi, consente un cambiamento dell'interfaccia a seconda delle esigenze di visualizzazione.
1.4.1.2.1 Comandi Armatura
1.4.1.2.1.1 Aggiungi sagoma
Con il presente comando è possibile inserire l'armatura longitudinale da sagomario oppure manualmente in maniera interattiva. L'armatura longitudinale inserita è costituita da 2 tratti, uno resistente e l'altro che caratterizza l'ancoraggio, in colore grigio.
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Modulo Esistente Il tratto resistente del ferro superiore è evidenziato con il colore nero, mentre quello del ferro inferiore con il colore blu.
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Sagomario Utilizzando la voce Sagomario, la sagoma viene scelta all’interno di un abaco contenente le 25 sagome disponibili.
Scelto il tipo di sagoma, appare una maschera per l’inserimento dei valori geometrici dei tratti di sagoma e del numero (Quantità) e diametro delle barre.
E’ possibile utilizzare la sagoma 25 (spezzone inferiore in campata) come sagoma superiore. Per ottenere ciò, basta abilitare il parametro Superiore in fase di inserimento o modifica della sagoma.
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Modulo Esistente
Si ricorda al lettore che la sagoma in oggetto posiziona il suo asse in modo automatico nel punto di massimo momento positivo in campata.
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Manuale L'introduzione manuale dell'armatura longitudinale prevede una stesura diretta con il mouse, per lasciare all'utente la massima libertà nella geometria e nell'introduzione delle sagome. Facendo click sull'area armature, appare una area di inserimento in cui l'utente, attraverso le linee guida superiore ed inferiore e opportuni snap, ha la possibilità di introdurre le sagome in maniera semplice e veloce. La conferma dell’operazione, e l’avvio dell’aggiornamento dei diagrammi, avviene con un click col tasto destro del mouse. Perciò è possibile visualizzare in tempo reale la variazione dei digrammi di momento resistente durante l'introduzione delle sagome.
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Modulo Esistente
1.4.1.2.1.2 Modifica sagoma Il comando permette di modificare la geometria di una sagoma longitudinale direttamente nell'ambiente di visualizzazione delle armature. Il bottone rimane in pressione fino a quando non si clicca nuovamente per uscire dalla modalitĂ di modifica. Facendo click sulla sagoma da modificare, si evidenziano il tratto resistente del ferro e gli snap dei nodi estremi.
Selezionando i nodi, essi possono essere spostati sia trascinandoli con il mouse, che con la tastiera, permettendo l'allungamento e l'accorciamento del ferro.
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La conferma dell’operazione, e l’avvio dell’aggiornamento dei diagrammi, avviene con un click col tasto destro del mouse. E' possibile modificare di seguito altre sagome con le stesse operazioni.
1.4.1.2.1.3 Modifica diametri e quantità sagome Il pulsante consente di modificare il numero di ferri e diametro relativi alla sagoma selezionata.
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Modulo Esistente
1.4.1.2.1.4 Modifica ancoraggi Il pulsante consente la modifica delle lunghezze dei tratti di ancoraggio. Facendo click sulla sagoma di cui si vuole cambiare la lunghezza di ancoraggio, si apre la maschera in cui si può scegliere il nodo dell'ancoraggio che si vuole ridurre o aumentare di un valore digitato da tastiera, positivo in caso di allungamento e negativo in caso di riduzione della lunghezza di ancoraggio.
Premendo infine sul tasto Applica si assegna alla sagoma il nuovo ancoraggio. Si clicca sul tasto Esci per uscire dalla maschera senza apportare modifiche.
1.4.1.2.1.5 Cancella sagoma
Permette di eliminare le sagome, dopo aver attivato il comando fare click su ogni sagoma che si desidera eliminare oppure selezionarle attraverso il riquadro rettangolare di selezione, terminare con click del tasto destro del mouse.
1.4.1.2.1.6 Sposta sagoma Permette di traslare verticalmente le sagome alla scopo di ottenere una migliore disposizione. La disposizione delle sagome viene riportata nella stampa diretta delle armature e nel disegno in formato Dxf.
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1.4.1.2.1.7 Definisci staffe Con il comando di definizione staffe, il programma consente di definire tre campi di staffe per ciascuna campata, in cui assegnare il passo, il diametro e il numero di bracci.
1.4.1.2.1.8 Modifica staffe Permette di modificare il passo ed il diametro delle staffe. Come nel caso dell’armatura longitudinale, la modifica è realizzata tramite una maschera dove è possibile ridefinire diametro e passo delle staffe. Nel caso di staffe a passo differenziato è inoltre possibile definire la lunghezza del tratto con staffe più fitte.
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1.5
Modulo Esistente
Analisi non lineare Il calcolo di una struttura nuova o esistente attraverso l'analisi statica non-lineare (pushover) risente particolarmente della modellazione e necessita di analisi statiche e verifiche ad ogni passo dell'analisi pushover. E' per questo che è stato sviluppato un applicativo per condurre il progettista ad una corretta modellazione della struttura e alla verifica di ogni suo elemento. Le caratteristiche principali dell'applicativo riguardano:
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1.5.1
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Definizione delle cerniere plastiche L'applicativo per le analisi Pushover permette all'utente di assegnare i valori corretti del diagramma momento-rotazione delle cerniere plastiche. Per la definizione delle proprietà delle cerniere plastiche è indispensabile l'introduzione dell'armatura innegli elementi del modello strutturale. L'utente può introdurre i dati di armatura longitudinale e trasversale degli elementi sia manualmente, attraverso una maschera di input, sia automaticamente attraverso un'importazione dell'armatura presente in un progetto di PianoCA. Per facilitare l'identificazione degli elementi, per i quali sono stati già assegnati i valori di rinforzo, sono evidenziati con il colore verde nella vista renderizzata. Con i dati geometrici, dei materiali e forza assiale di ogni elemento, letto da AxisVM, lo strumento calcola i diagrammi momento-rotazione delle cerniere plastiche sulla base delle formulazioni per la rotazione di plasticizzazione e la rotazione finale e li applica al modello.
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1.5.2
Modulo Esistente
Gestione delle analisi Pushover Lo strumento consente di eseguire le 24 analisi richieste dalla normativa. Le analisi, come è indicato nella figura, sono per l'azione sismica in direzione X e direzione Y, nel verso positivo e negativo, con carico proporzionale alla massa e al primo modo di vibrare, senza eccentricità accidentali e con eccentricità accidentale positiva e negativa per tener conto degli effetti torsionali.
E' consentita una selezione multipla di più analisi.
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1.5.3
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Visualizzazione dei risultati Successivamente all'esecuzione delle analisi, l'applicativo mostra la lista delle analisi Pushover calcolate con una sintesi dei risultati.
E' possibile selezionare una particolare analisi e aprire il modello con il dettaglio di calcolo. Il programma visualizza la progressiva formazione delle cerniere plastiche all'aumentare dei passi di carico e la curva pushover calcolata.
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Modulo Esistente
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1.5.4
39
Verifica di sicurezza degli elementi Nella sezione delle verifiche degli elementi strutturali, il programma esegue automaticamente la verifica dei meccanismi duttili e fragili allo stato limite ultimo di travi, pilastri e nodi. La stampa finale sarĂ costituita da un tabulato che presenta la lista degli elementi con le relative verifiche, esplicitando il passo piĂš piccolo in cui l'elemento raggiunge la rottura, se essa si riscontra.
L'applicativo aggiorna la curva pushover sulla base delle rotture locali degli elementi. In questo modo, si tiene conto non solo del comportamento globale della struttura, ma anche della compatibilitĂ degli spostamenti/meccanismi duttili (rotazioni) e delle resistenze per gli elementi/meccanismi fragili (sollecitazioni taglianti).
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40
1.5.5
Modulo Esistente
Verifica di vulnerabilità sismica Infine viene calcolata la vulnerabilità sismica della struttura, andando ad esplicitare l’indice di rischio, come richiesto dalla normativa.
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2
Help Piano Report
Indice Parte I
3
Report
1 Descrizione ................................................................................................................................... generale 3 2 Blocchi ................................................................................................................................... dati da programmi 4 Collegam ento ......................................................................................................................................................... con Piano Navigator 5 Collegam ento ......................................................................................................................................................... con 3Muri 8 Collegam ento ......................................................................................................................................................... con Piano Travi e Pilastri 9
3 Blocchi ................................................................................................................................... utente 11 Piano di m......................................................................................................................................................... anutenzione 13 Relazione ......................................................................................................................................................... sui m ateriali 15
4 Funzioni ................................................................................................................................... di gestione dei testi in Piano Report 17
Parte II
18
Impaginatore
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Report
1
Report
1.1
Descrizione generale
3
Piano Report risolve il problema della compilazione della Relazione di Calcolo integrando i documenti che pervengono dai vari programmi con parti che richiamano i dati del lavoro ed ulteriori analisi che il progettista desidera inserire. Al variare del progetto, Piano Report adegua automaticamente la Relazione complessiva. Il programma suddivide la Relazione di Calcolo in "Blocchi dati da programmi" (Piano 2014, Axis VM, 3Muri) e "Blocchi dati utente" (Analisi carichi, Analisi carichi neve, Analisi carichi vento, Piano di manutenzione, Relazione materiali). Piano Report consente la gestione della Relazione di Calcolo secondo quanto richiesto dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14-1-2008) e la Circolare n. 617/2009 - Istruzioni per l'applicazione delle "Nuove norme tecniche per le costruzioni - G.U. n. 47 del 26/02/2009".
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4
1.2
Help Piano Report
Blocchi dati da programmi Sono previsti blocchi dati che provengono dai programmi: Piano Navigator; Piano Trave; Piano Pilastri; Piano Plinto; 3Muri. Richiedendo la stampa dai programmi sopra elencati, i dati sono trasmessi automaticamente a Piano Report e si genera automaticamente il blocco relativo. In caso sia richiesta una stampa successiva è possibile accodare o sostituire i blocchi creati in precedenza dallo stesso programma. La figura seguente riporta una relazione costituita da diverse componenti (dati ricavati da Programmi e da calcoli realizzati direttamente dall'Utente.
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Report
1.2.1
5
Collegamento con Piano Navigator Dopo aver eseguito le analisi attraverso Piano Navigator, il pulsante evidenziato nella figura sottostante consente il collegamento con Piano Report, il quale crea automaticamente uno schema tipo di relazione di calcolo.
Si apre automaticamente il gestore di relazione. Il gestore di relazione introduce automaticamente nel testo tutti i parametri introdotti in Piano Navigator e in Axis e i risultati delle analisi del proprio lavoro. Il diagramma ad albero e la possibilità di scelta delle parti della relazione permette una facile organizzazione della stampa. L'organizzazione dell'albero di relazione è parametrizzato rispetto al tipo di calcolo effettuato e alle richieste della normativa a cui si fa riferimento. Le voci in rosso indicano le parti della relazione in cui è necessaria una introduzione manuale di alcuni dati oppure l'importazione nel testo di immagini o file esterni. Questo consente di realizzare la propria relazione possedendo un qualsiasi programma agli elementi finiti. Dopo aver introdotto i suddetti dati e files esterni, le voci dell'albero corrispondenti cambiano colore mostrando con chiarezza l'evoluzione dello stato della relazione. Per ciascuna voce è possibile consultare il paragrafo della normativa corrispondente, cliccando sul pulsante help.
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6
Help Piano Report
Facendo click sul quarto pulsante partendo da sinistra nella barra dei comandi, si collega direttamente a Piano Report creando automaticamente un nuovo lavoro di Piano Report importando la relazione creata come blocco di Piano Navigator.
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Report
7
E' possibile modificare il testo della relazione, attraverso il gestore dei testi, e introdurre nel lavoro blocchi provenienti da altri programmi o da blocchi utente, facendo click con il tasto destro del mouse sul titolo del blocco e selezionando la voce "Inserisci blocco". Si apre la seguente maschera con la possibilitĂ di aprire ed allegare un blocco di relazione giĂ creato.
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8
1.2.2
Help Piano Report
Collegamento con 3Muri La procedura di stampa della relazione di un lavoro di 3Muri apre Piano Report e crea automaticamente un nuovo lavoro importando la relazione creata come blocco di 3Muri. E' possibile modificare il testo della relazione, attraverso il gestore dei testi, e introdurre nel lavoro blocchi provenienti da altri programmi o da blocchi utente, facendo click con il tasto destro del mouse sul titolo del blocco e selezionando la voce "Inserisci blocco". Si apre la seguente maschera con la possibilitĂ di aprire ed allegare un blocco di relazione giĂ creato.
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Report
1.2.3
9
Collegamento con Piano Travi e Pilastri La procedura di stampa della relazione di un lavoro di Piano Trave, Piano Pilastri e Piano Sisma apre Piano Report e crea automaticamente un nuovo lavoro importando la relazione creata come blocco corrispondente al programma utilizzato. Si riporta nella seguente figura la creazione di un blocco relativo a Piano Trave.
E' possibile modificare il testo della relazione, attraverso il gestore dei testi, e introdurre nel lavoro blocchi provenienti da altri programmi o da blocchi utente, facendo click con il tasto destro del mouse sul titolo del blocco e selezionando la voce "Inserisci blocco". Si apre la seguente maschera con la possibilitĂ di aprire ed allegare un blocco di relazione giĂ creato.
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Help Piano Report
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Report
1.3
11
Blocchi utente Sono inoltre disponibile blocchi utente che consentono di eseguire le seguenti analisi: Analisi dei carichi; Calcolo carichi da neve; Calcolo carichi da vento; Piano di manutenzione; Relazione sui materiali; Collegamento con file esterni in formato RTF. L'ultima opzione consente di inserire qualsiasi tipo di file, ad esempio proveniente da altri programmi. L'immagine riporta la videata relativa al Calcolo dei carichi da neve.
Facendo click con il tasto destro del mouse sul titolo del blocco e selezionando la voce "Inserisci blocco", si apre la seguente maschera con la possibilitĂ di aprire ed allegare un blocco di relazione giĂ creato oppure creare un blocco utente.
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12
Help Piano Report
Selezionando la voce "Utente", appare una uteriore maschera che permette la selezione del blocco di relazione da creare.
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Report
1.3.1
13
Piano di manutenzione La voce Piano di manutenzione permette la stesura della relazione relativa al piano di manutenzione degli elementi strutturali e non strutturali del progetto. Si inseriscono le voci relative ai materiali costituenti gli elementi trascinando nello spazio a destra le voci riportate nella finestra a sinistra relative alla manutenzione ed uso, alle prestazioni e ai controlli.
Facendo click su Esci, si crea automaticamente la relazione relativa al piano di manutenzione.
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Help Piano Report
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Report
1.3.2
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Relazione sui materiali La voce Relazione sui materiali permette la stesura della relazione relativa alle specifiche dei materiali utilizzati ed ai loro controlli. Si inseriscono le voci relative ai materiali costituenti gli elementi trascinando nello spazio a destra le voci riportate nella finestra a sinistra.
Facendo click su Esci, si crea automaticamente la relazione relativa al piano di manutenzione.
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Help Piano Report
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Report
1.4
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Funzioni di gestione dei testi in Piano Report I testi generati nei modi indicati sopra possono ancora essere modificati attraverso un potente editor di testi che contiene le principali funzioni per correggere, integrare, cancellare i documenti prodotti in automatico.
Dopo aver inserito i blocchi che compongono la relazione viene presentata un'anteprima della stampa finale. Questi dati possono essere stampati direttamente o esportati in diversi formati di file (RTF, HTML, ecc.).
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Help Piano Report
Impaginatore L'impaginatore è una nuova funzionalità che permette un'impaginazione personalizzata di tutti gli allegati grafici stampati dai software STA DATA. Per ciascun modulo di verifica degli elementi strutturali è possibile impostare la stampa dei disegni definendo lo spessore delle linee che li costituiscono, la scala, la disposizione dei disegni all'interno del foglio con formato selezionato attraverso margini e spaziatura dei disegni e l'introduzione di un eventuale cartiglio.
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Impaginatore
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