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S.T.A. DATA
3Muri Piccole Strutture
Calcolo di strutture in muratura e miste
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3Muri Piccole Strutture - Software per il calcolo delle strutture in muratura
3Muri Piccole Strutture è un software per il calcolo delle strutture in muratura secondo NTC08.
3Muri Piccole Strutture è la versione di 3Muri che dispone di tutte le funzionalità previste dalla versione Professional ma con una limitazione nella dimensione delle strutture analizzate che non possono superare i due livelli e i 600 mq totali di solai.
Da oggi 3Muri è dotato di del nuovo modulo 3Muri ML per la verifica dei meccanismi locali di danno fuori piano secondo NTC08.
3Muri è dotato di:
• un modulo grafico per l’introduzione della struttura attraverso semplici comandi
• un solutore per la creazione del modello di calcolo e la relativa soluzione
• un post-processore per la presentazione dei risultati e la creazione della relazione di calcolo
• un modulo 3 Muri ML per la verifica dei meccanismi locali di danno fuori piano secondo NTC08.
Attraverso una versatile gestione dei dati è possibile analizzare, partendo dall’intera struttura, tutti i possibili cinematismi.
La presentazione grafica dei risultati fornisce immediata comprensione delle criticità e dei modi di intervento.
3Muri ML è disponibile anche in modalità autonoma. La verifica sismica è effettuata secondo l'Ordinanza PCM 3274/03, 3431/05, il DM 16-1-96 , Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 14-9-05, DM 14-01-08), Linee Guida Ministero Beni Culturali.
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| Schede Tecniche - Catalogo |
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IL METODO FME
(FRAME BY MACRO ELEMENT)
Alla luce dell’esperienza della ricerca teorica e della pratica professionale, il metodo FME – Frame by Macro Elements) adottato da 3Muri, schematizza l’edificio mediante “macro elementi strutturali” (murature, travi, catene, solai, pilastri, setti) e si è rivelato il più scientificamente fondato e pratico.
L’osservazione pratica dei danni sulle strutture esistenti, ha portato infatti alla formulazione del “macroelemento in muratura” come elemento che rappresenta compiutamente la realtà.
Gli aspetti teorici posti alla base di 3Muri derivano dalla ricerca avanzata delle strutture in muratura svolte durante campagne sperimentali e dall’osservazione diretta degli eventi sismici, da sempre fonte di spunti interessanti.
Comportamento globale della struttura mediante analisi non lineare e controllo degli spostamenti
L’analisi di 3muri si concentra nella ricerca del comportamento “globale” della struttura, superando quindi la verifica puntuale. Seguendo le indicazioni della Normativa, la risposta strutturale è descritta in termini di spostamenti piuttosto che di forze, tenuto conto della maggiore sensibilità del danneggiamento agli spostamenti imposti. L’analisi statica non lineare (pushover) caratterizza il sistema sismico resistente tramite curve di capacità: analisi “statiche” in quanto la forzante esternaè applicata staticamente alla struttura e “non lineari” a causa del modello comportamentale assunto per gli elementi resistenti della struttura.
Strutture miste: murature con elementi in c.a.
3Muri accoppia la non linearità della muratura con quella di altri elementi strutturali (pilastri, travi, catene, setti) realizzati in materiali differenti come c.a., acciaio, legno.
L’elemento trave non lineare in calcestruzzo armato è un elemento a sei gradi di libertà con resistenza limitata e comportamento elastico-perfettamente plastico.
Nella modellazione è possibile tenere conto di disomogeneità o discontinuità significative nello spessore, nell’altezza e nel materiale degli elementi murari. Per ciascun elemento il comportamento elastico lineare è determinato direttamente a partire dal calcolo dei contributi di rigidezza a taglio e flessionale, computabili sulla base delle proprietà meccaniche e geometriche (modulo elastico di Young E, modulo a taglio G e geometria della trave): nel calcolo di tali fattori è fatto riferimento alla sola sezione in calcestruzzo, trascurando il contributo offerto dall’armatura e tenendo conto della riduzione di rigidezza dovuta alla fessurazione. I differenti contributi sono opportunamente assemblati nella matrice di rigidezza elastica del singolo elemento. I limiti di resistenza, relativi ai meccanismi di rottura considerati, coincidono con il valore ultimo, poiché vige l’ipotesi di comportamento elastico-perfettamente plastico, senza, dunque, fenomeni di incrudimento.
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LE FASI DI CALCOLO DI 3MURI
| Come riportato nello schema, il programma si divide in tre fasi principali.
La prima prevede l’input completamente grafico della struttura attraverso “oggetti strutturali”: pannelli di muratura, travi e pilastri in c.a., acciaio, legno, muratura, catene, cordoli.
Segue quindi l’analisi con la costruzione del telaio equivalente e il calcolo della Curva di capacità offerta, cioè la curva forza-deformazione della struttura.
La terza parte riguarda invece la domanda di spostamento, cioè qual è l’impegno di resistenza o spostamento richiesto dal sisma.
Nella terza parte si ottiene la verifica con la presentazione della curva di capacità: se lo spostamento risultante dell’analisi è superiore alla domanda di spostamento richiesta dalla normativa, la strutturaè verificata.
In caso contrario, e nell’ipotesi di dover procedere con l’adeguamento sismico di una struttura esistente o di una nuova struttura, è necessario apportare variazioni al modello, ritornando alla fase di input e modificando o la geometria o le caratteristiche dei materiali.
In questo ultimo caso è possibile prevedere miglioramenti mediante placcaggi o iniezioni, oppure inserendo nuovi elementi con materiali diversi, ad esempio setti in c.a., travi, pilastri, cordoli, catene.
Dato il carattere iterativo dell’iter progettuale è importante che il software sia estremamente flessibile, per questo 3Muri consente di apportare modifiche agendo semplicemente sulla parte di struttura interessata in modo estremamente efficace. |
Input grafico
La costruzione del modello viene eseguita in modo interattivo.
Importazione dal rilievo o dal progetto architettonico
Per velocizzare la costruzione del modello è prevista l’importazione del progetto architettonico o del rilievo della struttura esistente dell’edificio da file DXF o DWG da usare come sfondo da lucidare e operando direttamente sulla pianta dei vari livelli di solaio.
Partendo da questi disegni o per introduzione diretta tramite i comandi Cad di cui dispone 3Muri, si tracciano le pareti, che rappresentano gli elementi verticali. In seguito sarà possibile suddividere ogni parete in sottoelementi, differenziando quindi per ogni zona spessore, materiale ed altre proprietà.
Gestione livelli
La struttura è suddivisa in livelli dotati di quota z. Ad ogni livello si procede all’inserimento delle pareti, a cui assegnare il tipo di muratura, travi, catene, cordoli, pilastri e setti. Edifici regolari in elevazione, possono essere facilmente ricreati duplicando un livello già definito.
Gli elementi strutturali
Definite le pareti ed i livelli si possono inserire pannelli murari, campi di solaio, cordoli e catene riportati nelle figure seguenti.
Si possono considerare pilastri e travi, in c.a. o in acciaio, spesso presenti anche in costruzioni in muratura, tenendo conto del comportamento non-lineare.
Ricostruita la geometria strutturale dell’edificio, come assemblaggio di pannelli murari, un algoritmo automatico riconosce le connessioni tra di essi (nei cantonali e nei martelli) e provvede ad identificare automaticamente maschi, fasce e nodi.
Solai deformabili e analisi dei carichi
I solai sono modellati con diaframmi deformabili anisotropi in grado di interagire con gli altri elementi strutturali, prendendo in conto il reale comportamento strutturale.
Sono previste le seguenti tipologie:
- Legno con travetti affiancati e tavolato semplice
- Legno con travetti affiancati e tavolato doppio
- Legno con travetti affiancati e soletta in c.a.
- Putrelle e tabelloni
- Putrelle e voltini
- Latero cemento
- Volte in muratura
Per ogni tipologia sono richiesti i parametri per il calcolo automatico delle caratteristiche della struttura.
Analisi dei carichi
I carichi vengono introdotti direttamente sui solai.
Il peso proprio delle murature è calcolato in automatico mentre i carichi dei solai, suddivisi tra permanenti e variabili, sono ripartiti automaticamente sulle murature su cui appoggiano secondo la loro reale disposizione, monodirezionale o bidirezionale.
Inserimento delle aperture
Dopo aver definito tutti gli elementi murari, è possibile interrompere la continuità strutturale mediante
l’inserimento di porte o finestre utilizzando il comando apertura.
L’inserimento di un’apertura può avvenire mediante l’utilizzo degli snap o con l’inserimento della
distanza da un estremo di parete.
Balconi
Anche i balconi sono conteggiati per la loro effettiva disposizione.
Vincoli
Il programma inserisce automaticamente i vincoli alla base del modello; sono previsti anche vincoli
di tipo elastico in grado di simulare l’interazione struttura terreno.
Visualizzazione 2d 3d
Il programma permette la visualizzazione del modello dell’edificio, attraverso la posizione in pianta delle pareti ai diversi piani e la vista bidimensionale delle singole pareti inserite nella struttura, cosìda verificare velocemente ed efficacemente la topologia del modello; è inoltre possibile la visualizzazione tridimensionale della struttura.
Simulazioni di lesioni
Lesioni e dissesti possono essere inclusi nella modellazione, adottando opportune condizioni di
vincolo ovvero riduzioni della continuità strutturale.
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| Fase di analisi |
Terminata l’introduzione dei dati è possibile procedere con l’analisi dell’intera struttura.
Determinazione automatica del telaio equivalente
Il programma permette la determinazione automatica del telaio equivalente suddividendo i pannelli murari in elementi rigidi, maschi e fasce, creando la struttura da analizzare.
Grazie ad un meshatore evoluto, sono prese in esame situazioni anche molto complesse con risultati sempre ingegneristicamente corretti.
Strutture non regolari
Nel caso di strutture non regolari, cioè in cui sono presenti piani non completi e sfalsati, le aperture non si ripetono con regolarità, i materiali non sono omogenei, le fondazioni sono a quote diverse, sono presenti strutture in c.a, acciaio, legno, eccetera; con 3Muri è possibile costruire comunque un telaio in grado di cogliere gli aspetti ingegneristici del problema.
Calcolo automatico azione sismica
Inserite le caratteristiche del territorio (zona sismica e categoria del suolo di fondazione), le azioni sulla struttura vengono assegnate automaticamente, tramite forze sui nodi delle pareti portanti, a partire dai pesi propri delle pareti stesse e dai carichi uniformemente distribuiti sugli orizzontamenti.
Analisi non lineare (push-over)
Per l’analisi statica non lineare il programma consente, come previsto dalla normativa, di applicare all’edificio i carichi gravitazionali ed un sistema di forze orizzontali che, mantenendo invariati i rapporti relativi fra le forze stesse, vengano tutte scalate in modo da far crescere monotonamente lo spostamento orizzontale di un punto di controllo sulla struttura, fino al collasso della struttura. L’algoritmo di calcolo è ottimizzato per ottenere rapidamente l’analisi anche per strutture di notevoli dimensioni.
Scelta della normativa da utilizzare
È possibile definire la normativa desiderata ed i parametri relativi.
Sono disponibili infatti: DM 16-1-96, OPCM 3274 e DM 14-9-05 (Norme Tecniche per le Costruzioni).
Eccentricità accidentali
Per tutte le procedure di analisi previste è possibile tenere conto automaticamente degli effetti delle
eccentricità accidentali nelle analisi tridimensionali.
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| Esame dei risultati |
Eseguita l’analisi, l’utente ha la possibilità di esaminare qualsiasi parametro della risposta della costruzione, al fine di una adeguata comprensione del comportamento strutturale, anche per progettare al meglio gli eventuali interventi di adeguamento o miglioramento sismico.
Curva push-over
Il post-processor consente anche una verifica in forma automatica della struttura. Nel caso di analisi lineari (statica o dinamica modale) vengono verificati singolarmente tutti gli elementi.
Risultato dell’analisi statica non lineare è la curva push-over, taglio alla base – spostamento di un nodo di controllo. Dalla curva così ottenuta viene definita la bilineare equivalente ed effettuata la verifica sismica globale dell’edificio.
La presentazione 3D del modello danneggiato
Per ottenere una chiara rappresentazione del danneggiamento della struttura è possibile presentare l’evoluzione anche in modalità 3d, evidenziando in questo modo le parti con lo stato raggiunto.
Evoluzione del danneggiamento
Dopo aver effettuato l’analisi push-over è possibile visualizzare l’andamento del danneggiamento nella struttura, secondo il procedimento di carico previsto. Spostando infatti il cursore che indica la storia di carico, si ottiene l’animazione della propagazione del danno della struttura.
L’output grafico del programma permette di visualizzare la configurazione deformata dei solai e delle singole pareti ai vari passi di carico, evidenziando il grado di danneggiamento nei macroelementi. Sono tabellati i risultati numerici delle analisi (frequenze dell’analisi modale, spostamenti dei nodi, etc.).
È inoltre possibile esportare i risultati in formato EXCEL o testo.
Per ogni analisi dinamica è possibile ottenere una storia temporale degli spostamenti nei nodi o degli altri parametri significativi dell’analisi (drift di interpiano, danneggiamento e rottura degli elementi, sollecitazioni), individuando automaticamente i valori massimi e minimi.
Relazione di calcolo
Dopo aver effettuato l’analisi il gestore di relazione di calcolo consente la produzione del documento finale. I dati sono estrapolati dal data base di calcolo secondo specifiche personalizzabili da parte dell’utente e presentati in anteprima con esportazione nei vari formati standard (doc, html, pdf, xls).
Verifica su di una struttura reale
Per verificare la bontà della soluzione è stato confrontato il danno di un edificio che ha subito realmente un terremoto con i risultati di un’analisi ottenuta con 3Muri. I risultati numerici calcolati si sovrappongono con ottima approssimazione al rilievo dei danneggiamenti riscontrati, indice della capacità di 3Muri di esaminare la realtà come nessun altro software ha mai fatto sino ad ora.
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CONSULENZA – Technical Assistance
Un team di professionisti sempre a disposizione
La mission S.T.A. DATA è di essere sempre al fianco dei colleghi e dei propri clienti.
Il team scientifico S.T.A. DATA è quindi a disposizione anche per consulenze tecniche, offrendo la propria collaborazione per analizzare progetti specifici e valutare la soluzione ottimale.
Un network di specialisti qualificati in grado di risolvere ogni problema e rispondere a tutti i quesiti relativi all’ingegneria civile.
Consulenza per la progettazione
STA DATA affianca i propri clienti anche nella fase progettuale, fornendo oltre alla consulenza per problemi specifici anche il supporto per la modellazione di intere strutture. Potrà scegliere se affidarci il suo progetto, oppure se affrontarlo insieme a noi.
Servizi puntuali, che consentono di apprendere la teoria e la pratica su casi specifici e non teorici, con i risultati concreti che solo un progetto vero e proprio è in grado di fornire.
Contatti il nostro servizio commerciale per valutare una nostra offerta: scoprirà la reale convenienza.
FORMAZIONE - Sta Fast. L’alta formazione S.T.A. DATA
S.T.A. DATA nasce per rispondere alle esigenze concrete dei professionisti e per fornire loro, da collega a collega, tutte le soluzioni operative necessarie all’ideale svolgimento del proprio lavoro.
Per questo S.T.A. DATA non rinuncia alla propria vocazione naturale per la formazione, tanto da rendere la consulenza didattica uno dei fondamenti della propria attività.
In sede come sul territorio, S.T.A. DATA propone e realizza corsi tecnici e teorici, ma soprattutto pratici.
Perché è essenziale saper affrontare ogni sfida professionale con i giusti strumenti in modo tempestivo ed esaustivo.
Un catalogo completo e flessibile
L’offerta formativa S.T.A. DATA è quindi completa e copre ogni aspetto normativo e pratico richiesto dai professionisti del calcolo strutturale.
S.T.A. DATA, conscia delle esigenze sempre diverse per ogni professionista, offre l’opportunità di personalizzare i corsi con ampia flessibilità, in termini di durata e di contenuto.
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C.so Raffaello, 12
10126 TORINO (TO) Italia
Tel.: +39 011 6699345 Fax: +39 011 6699375
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