Parametri FEM Beam

Definisce l'archivio dei parametri per la creazione del modello FEM per gli elementi di tipo trave e pilastro

Descrizione: Descrizione mnemonica delle "opzioni FEM Beam ".

%E ass: Fattore di riduzione dell'elasticità assiale del materiale.

%E fles: Fattore di riduzione dell'elasticità flessionale del materiale.

%G: Fattore di riduzione modulo di taglio G del materiale.

Dim Nodo: Coefficiente adimensionale che può variare da 0 a 1. Se posto pari a 1 Jasp modella con un elemento rigel il nodo trave pilastro.

Link Δx-Δy: Se Sì Jasp inserisce un elemento rigel per tenere conto dello spostamento lungo x e y dell'asse baricentrale del beam rispetto ai nodi a cui l'elemento è collegato.

Link Δz: Se Sì Jasp inserisce un elemento rigel per tenere conto dello spostamento lungo z dell'asse baricentrale del beam rispetto ai nodi a cui l'elemento è collegato.

Lung. Max Mesh [m]: Ha senso se il beam coincide con il bordo di una piastra o di una parete. In questo caso indica la dimensione massima della mesh della piastra o della parete lungo il bordo individuato dall'elemento beam.

Vincolo Ini. Interno: Vincolo iniziale interno di default, nel sistema di riferimento del beam.

Vincolo Fin. Interno: Vincolo finale interno di default, nel sistema di riferimento del beam.

Allineamento Travi: Allineamento della trave rispetto ai nodi nello spazio.

oEstradosso. La trave è allineata all'estradosso rispetto la linea che congiunge i due nodi tra cui è inserita.

oCentrale. La linea che congiunge i due nodi coincide con l'asse baricentrale della trave.

oAuto.Allineamento estradossale per le travi in calcestruzzo armato e baricentrale per elementi in legno e in acciaio.

Parametri FEM Shell

Definisce l'archivio dei parametri per la creazione del modello FEM per gli elementi di tipo parete e piastra

Descrizione: Descrizione mnemonica delle "opzioni FEM Shell ".

%E lastra: Coefficiente di riduzione del modulo E per la modellazione dell'elemento lastra. Per problemi numerici tale valore deve essere sempre maggiore di zero.

%E piastra: Coefficiente di riduzione del modulo E per la modellazione dell'elemento piastra. Per problemi numerici tale valore deve essere sempre maggiore di zero.

Lung. Max mesh [m]: Lunghezza massima della mesh. 

Lung. Max mesh perim. [m]: Lunghezza massima della mesh lungo il perimetro. 

Elem.Fin.Shell: Con questa ComboBox è possibile scegliere gli elementi finiti da utilizzare per la modellazione delle Shell, e di conseguenza anche il meshatore utilizzato. Le opzioni sono:

oTriang. Sono utilizzati sempre gli elementi triangolari a 3 nodi (CST+DKT )

oT-R: Sono utilizzati se possibile gli elementi rettangolari a 4 nodi (LSR+ACM) e gli elementi triangolari negli altri casi.

oQuadrang. Sono utilizzati sempre gli elementi quadrangolari a 4 nodi (Q4+DKQ). In questo caso però, per poter meshare il macroelemento in elementi quadrangolari, Jasp suddivide ogni lato di ogni macroelemento in un numero pari di tratti.

oQ-R: Sono utilizzati, se possibile, gli elementi rettangolari a 4 nodi (LSR+ACM) e gli elementi quadrangolari (LSR + ACM) negli altri casi. Anche in questo caso ogni lato di ogni macroelemento è suddiviso in un numero pari di tratti.

oQ-T: È utilizzato l'elemento quadrangolare nei macroelementi a 4 lati in cui i lati opposti sono suddivisi nello stesso numero di tratti. Negli altri casi è usato l'elemento triangolare. Con questa opzione Jasp non forza la suddivisione dei lati dei macroelementi in un numero pari di tratti.

Nota: Se nella struttura vi sono macroelementi con shell di Tipo "Quadrang." o "Q-R", il programma, per garantire la congruenza tra le mesh di macroelementi adiacenti, suddivide tutti i lati di tutti i macroelementi in un numero pari di tratti, in ogni parte della struttura.

Irrig. Pil: L'appoggio di piastre su pilastri crea dei picchi di tensione nella piastra[3]. Jasp non effettua le verifiche della piastra sulla testa del pilastro, ma questa accortezza può essere insufficiente in caso di pilastri rettangolari. Se si seleziona questa opzione Jasp, in automatico, crea dei link molto rigidi che migliorano il modello. Le seguenti figure rappresentano il modello di una piastra su di un pilastro. Nella figura 4 l'opzione è deselezionata, le deformazioni sono circolari.

oNota bene: Nel caso di piastre e platee si consiglia sempre di inserire il filo fisso al centro del pilastro, o comunque si deve evitare di inserire il filo fisso sul bordo del pilastro. Il filo posto sul bordo del pilastro genera, nelle piastre, dei picchi di tensione al di fuori della testa del pilastro poco significativi dal punto di vista teorico, ma fastidiosi per le verifiche.        


Fig.1


Fig.2


Fig.3


Fig.4

Irrig. Parete: Se selezionato inserisce gli irrigidimenti anche sulle pareti.

k Dist Irrig: Per evitare picchi di tensione l'irrigidimento non è inserito fino al filo del pilastro. Questo coefficiente, adimensionalizzato al lato corto del pilastro, indica la distanza tra gli irrigidimenti ed il bordo esterno del pilastro.

ok Dist irrig = 0,5 gli irrigidimenti non sono inseriti.

ok Dist irrig = 0,0 gli irrigidimenti sono inseriti fino al bordo del pilastro.

Rigidezza torsionale WCM[4][8]: Nel caso di parete modellata con modello WCM è possibile ridurre la rigidezza torsionale dei 4 link.

FEM con Delta: Se "Sì" il programma utilizza elementi rigel per modellare il disassamento tra la piastra o la parete ed i nodi a cui è agganciata.

FEM con Rigel: Se "Sì" il programma utilizza elementi rigel per la creazione dei link del modello WCM e per gli irrigidimenti delle piastre. L'utilizzo di elementi rigel può creare tensioni elevate se abbinato al carico termico.

Vincoli interni perimetrali: È possibile impostare i vincoli interni perimetrali di default per le pareti modellate con elementi shell. Normalmente i vincoli interni devono essere di tipo incastro.

Copia vincoli Lato: Con Jasp non è possibile specificare i singoli vincoli esterni di tutti i nodi di un lato di una mesh. Ma è possibile assegnare a tutti i nodi del lato lo stesso vincolo esterno dei nodi iniziali e finali, se sono tra di loro identici. Le opzioni specificabili sono:

o: il vincolo dei due nodi deve essere copiato lungo il lato individuato dai due nodi.

oNo. I nodi intermedi lungo un lato di una piastra o parete shell devono essere liberi.

oAuto. “No” se nei nodi non è presente un plinto, “sì” altrimenti.

Opzioni FEM Struttura

Permette di specificare le seguenti opzioni per il calcolo della struttura corrente:

g per la conversione massa/peso [m/s2]. I valori possibili sono 9.80665 e 10.

Deformabilità taglio. Se spuntato tiene conto della deformabilità a taglio e le travi ed i pilastri sono modellati con beam di Timoshenko. Le pareti sono sempre modellate con beam di Timoshenko.

E elementi secondari [%] . Coefficiente di riduzione della rigidezza degli elementi secondari per il calcolo del "contributo alla rigidezza degli elementi secondari" §7.2.3 NTC18.

Carico impronta solaio su travi laterali. Se spuntato Jasp carica le travi laterali di un solaio con il carico pari all'area di intersezione tra il solaio e la trave laterale. Tale carico è aggiuntivo, cioè, non vene sottratto dal carico inserito sulle 2 travi di appoggio del solaio. Da tale carico è escluso il peso proprio del solaio.

Fascia aggiuntiva solaio su travi laterali. Se indicato Jasp carica le travi laterali di un solaio con il ulteriore carico aggiuntivo. Tale carico è aggiuntivo, cioè, non viene sottratto dal carico inserito sulle 2 travi di appoggio del solaio. Tale valore potrebbe essere posto pari alla metà della larghezza della pignatta.

Nodo master-rigel su Winkler. Per ogni nodo fisico Jasp crea un nodo master a cui collega rigidamente le travi, i pilastri e le piastre che sono collegate al nodo fisico. La posizione del nodo master è scelta dal software e coincide con il cento di masse dei nodi slave collegati. In caso di elementi di Winkler collegati il programma blocca il nodo per gli spostamenti lungo x e lungo y, ma questo può creare problemi di modellazione se il vincolo non è posto sullo stesso dell'asse delle travi di Winkler o nel piano della piastra di Winkler. Settando questa opzione in software pone il nodo master del nodo fisico alla stessa quota degli elementi di Winkler collegati.

Lunghezza Max Mesh [m]. Dimensione massima degli elementi shell.

Lunghezza Mesh su nodo [m]. Dimensione massima degli elementi shell in prossimità dei nodi.

Coef. incremento Mesh. Rapporto tra le dimensioni massime di 2 elementi shell adiacenti.

Lmax/Lmin Rettangolo DKQ: Per macroelementi a 4 lati in cui i lati opposti sono suddivisi in un numero uguale di parti Jasp può utilizzare due diversi algoritmi di meshatura.

La meshatura a sinistra è in genere preferibile ma potrebbe creare quadrilateri troppo allungati. Con questo parametro è possibile stabilire il rapporto massimo tra il lato lungo ed il lato corto dell'elemento DKQ. Se superato questo rapporto Jasp opta per una  meshatura come quella mostrata a destra.

Angolo minimo DKQ: Sempre in riferimento alla figura precedente. La meshatura a sinistra può creare elementi quadrangolari con angoli troppo piccoli o troppo prossimi a 180°. Con questo parametro è possibile l'angolo minimo dell'elemento DKQ. Se la mesh di sinistra dà angoli troppo piccoli (o troppo prossimi a 180°) Jasp utilizza l'algoritmo di destra.

Lati mesh sempre pari: Se spuntato Jasp suddivide sempre, indipendentemente dal tipo di elemento finito, i lati dei macroelementi di tipo shell (parete o piastra) in un numero pari di tratti.

Lunghezze Libere

Definisce l'archivio per il calcolo delle lunghezze libere di inflessione e rotazione. La determinazione delle lunghezze libere d'inflessione è un'operazione cruciale per la verifica delle strutture in acciaio e in legno. Dopo la creazione della struttura è possibile visualizzare le lunghezze libere d'inflessione in 3D da menù 3D/Lunghezze Libere.

Descrizione: Descrizione mnemonica della “Lunghezza Libera”.

L0y [m]: Se specificato indica la lunghezza libera di inflessione lungo l'asse y del beam.

L0y/L: Se il campo precedente non è stato specificato è possibile specificare il rapporto L0y/L, ovvero il rapporto tra la lunghezza libera di inflessione e lunghezza del beam per l'inflessione lungo l'asse y.

L0z [m]: Se specificato indica la lunghezza libera di inflessione lungo l'asse z del beam.

L0z/L: Se il campo precedente non è stato specificato è possibile specificare il rapporto L0z/L, ovvero il rapporto tra la lunghezza libera di inflessione e lunghezza del beam per l'inflessione lungo l'asse z.

LcrT [m]: Se specificato indica la lunghezza libera di inflessione torsionale.

LcrT/L: Se il campo precedente non è stato specificato è possibile specificare il rapporto LcrT/L, ovvero il rapporto tra la lunghezza libera di inflessione torsionale e lunghezza del beam.

ψ=1/β: Se specificato sovrascrive il coefficiente ψ calcolato della [C.4.2.31] CNTC18, ovvero il coefficiente c1 della [(F.4) ENV 1993-1-1], e anche il coefficiente 1/β definito dalla Tabella 7-4 del DT CNR206R1.

Carico: Valido solo per le travi in legno per tenere conto del calcolo della lunghezza lunghezza libera d'inflessione come indicato al §7.6.1.2.1 CT206. È possibile scegliere tra:

oSup. Carico applicato superiormente. Leff = β·LcrT+2h;

oBaric. Carico applicato nel baricentro. Leff = β·LcrT;

oInf. Carico applicato nella parte inferiore. Leff = β·LcrT - 0.5h;

oAuto. Carico applicato superiormente se sono presenti altri carichi oltre al peso proprio.

c2: Coefficiente c2 della [(F.4) ENV 1993-1-1]. Se si desidera applicare la [C4.2.30] della CNTC18 basta porre c2 = 0, o lasciare “auto”

kw: Coefficiente kw della [(F.4) ENV 1993-1-1]. Se si desidera applicare la [C4.2.30] della CNTC18 lasciare “auto” in tal caso kw = k =LcrT / L

In caso i cui i valori delle lunghezze libere siano lasciati pari ad “auto” Jasp effettua le scelte di seguito riportate:

Pilastri in calcestruzzo armato:        
Jasp propone i valori per L0x/L e L0y/L considerando i vincoli cedevoli e considerando il pilastro “incastrato -incastrato [caso f)] “ oppure con un estremo libero [caso g)] . L0/L è calcolato utilizzando le formule proposte dall'EC2-2005 §5.8.3.1. Gli altri casi sono a cura dell'utente che potrà impostare, qualora lo ritenga necessario, i valori più idonei.

Telai a nodi fissi [caso f)] :


Telai a nodi mobili [caso g)]:


k1 e k2 sono le flessibilità relative alla rotazione degli incastri di estremità ed è posto k1 = k2 = 0,1 come indicato al punto 5.8.3.2 (3) del EC2-2005

caso f)
0,5 < L0/L < 1

caso g)
L0/L > 2

 


Pareti in calcestruzzo armato, L0=Lcr=L

Altri elementi (travi ed elementi non in calcestruzzo armato): L0=Lcr=2L per le mensole, L0=Lcr=L negli altri casi.