PRE-POST PROCESSORE PER CALCOLO STRUTTURE SPAZIALI

TIPI DI STRUTTURE
ModeSt consente di gestire strutture spaziali o piane costituite da elementi monodimensionali (aste in genere) e bidimensionali quali travi, pilastri, setti, solette, reticoli di fondazione, platee, plinti, pareti contro terra, nuclei irrigidenti, strutture reticolari, serbatoi, cupole e altre strutture meno comuni realizzate anche con materiali diversi.
MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA
Durante la modellazione della struttura è possibile aprire un numero illimitato di finestre, ognuna con una diversa rappresentazione della struttura, in unifilare, in tridimensionale, in modellazione solida, con diverse parzializzazioni e punti di vista. In ogni finestra, indipendentemente dalle altre, è possibile attivare la rappresentazione di carichi, numerazioni, parametri, diagrammi, deformate, mappe a colori. Qualunque immagine presente sullo schermo può essere inviata alla stampante o esportata in vari formati. I dati degli elementi possono essere inseriti, controllati e modificati in molti modi e ogni utente può usare di volta in volta quello che è più intuitivo, che ricorda meglio o che è più rapidamente accessibile al momento. Gli elementi strutturali non vengono ovviamente inseriti come semplici connessioni fra i nodi, ma completamente definiti in tutti i loro parametri strutturali come ad esempio la sezione, il tipo di materiale, il tipo di progettazione che dovrà essere effettuata con tutte le specifiche richieste dall’utente. Anche l’inserimento degli elementi bidimensionali (a tre o a quattro nodi) risulta particolarmente semplice grazie a comandi di generazione, di copia e di mesh completamente automatici. È anche possibile gestire archivi in cui salvare le tipologie più comunemente utilizzate (materiali, vincoli nodi e aste, sezioni aste, tipi plinti, tipi solai, ecc.), importando ed esportando i dati anche da e su file esterni. È possibile assegnare alle aste in c.a. sezioni di forma qualunque (anche cave) ed alle aste in acciaio profili normalizzati singoli e doppi disposti e accoppiati in vari modi. Anche l’inserimento dei carichi, spesso oneroso, viene semplificato attraverso procedure automatiche. ModeSt calcola automaticamente il peso proprio degli elementi strutturali e i carichi sulle travi dovuti ai solai. L’utente deve semplicemente definire i carichi a metro quadrato (permanenti, accidentali e relativo coefficiente di riduzione) e le maglie dei solai, di qualunque forma e direzione di orditura, con possibilità di gestire automaticamente anche solai a sbalzo.
CALCOLO DELLA STRUTTURA
È possibile effettuare il calcolo della struttura con il metodo delle tensioni ammissibili, degli stati limite secondo il D.M. 96 ed ai sensi dell’Ordinanza 3274 e successive integrazioni, sia in analisi sismica statica che dinamica. È possibile anche eseguire una semplice analisi modale o analisi statica per forze convenzionali. In analisi sismica dinamica è possibile scegliere automaticamente i modi di vibrare da considerare con riferimento ai coefficienti di partecipazione o alle percentuali di massa movimentate dai diversi modi, imponendo la scelta automatica di un numero di modi sufficiente a movimentare una determinata percentuale di massa complessiva. Gli spettri di risposta possono essere calcolati in modo automatico o personalizzati ed è possibile effettuare la combinazione modale CQC (combinazione quadratica completa) o SRSS (radice quadrata della somma dei quadrati). Particolarmente sofisticata è la gestione della schematizzazione dei piani infinitamente rigidi: è possibile indicare se e quali impalcati debbano essere considerati rigidi, eventualmente adottando questa schematizzazione solo per forze sismiche. ModeSt provvede automaticamente a creare le combinazioni delle condizioni di carico elementari a secondo dei casi, del tipo di normativa e del tipo di analisi.
CONTROLLO RISULTATI DEL CALCOLO
Dopo aver effettuato il calcolo possono essere visualizzati interattivamente (con le stesse modalità utilizzate nell’inserimento dati) le deformate (nodale o elastica), i diagrammi delle sollecitazioni nelle aste e delle tensioni sul terreno in modo da permettere un’interpretazione visiva dei risultati del calcolo ed ottenere significative informazioni sul reale comportamento della struttura. È anche possibile ottenere la visualizzazione degli elementi deformati e la parzializzazione dei risultati, anche con animazioni. Gli stati tensionali, le direzioni principali di tensione e la pressione sul terreno per gli elementi bidimensionali vengono visualizzati mediante mappe a colori. Ovviamente è possibile anche ottenere informazioni numeriche su tutti i risultati del calcolo (spostamenti, sollecitazioni, reazioni vincolari, ecc.). Particolarmente utile si rivela la possibilità di visualizzare le armature teoriche negli elementi in calcestruzzo: armature superiori ed inferiori in qualunque direzione per gli elementi bidimensionali, armatura superiore ed inferiore nelle travi e nelle due direzioni per i pilastri. La rappresentazione a colori delle armature teoriche consente un immediato controllo sulla correttezza del predimensionamento effettuato e consente di individuare subito gli eventuali elementi o zone della struttura che necessitano modifiche ancora prima di procedere al progetto vero e proprio delle armature. Per le strutture con elementi in acciaio sono visualizzabili (sempre mediante mappe a colori) i tassi di sfruttamento del materiale in termini di tensione normale, tangenziale e ideale, imbozzamento e svergolamento, nonché le snellezze e le verifiche di stabilità sia per le singole aste che per le membrature composte da più aste. In caso di analisi sismica dinamica o di analisi modale è inoltre possibile visualizzare i modi di vibrare della struttura anche in animazione. Con diagrammi a colori è anche possibile visualizzare l’entità degli spostamenti relativi fra i nodi di testa e di piede dei pilastri, per controllare i limiti imposti dalla normativa con riferimento alle altezze nette o teoriche di interpiano.
PROGETTAZIONI E VERIFICHE AUTOMATICHE
Il progetto e la verifica degli elementi in c.a. e in acciaio vengono completamente gestiti tramite appositi criteri di progetto e verifica, personalizzabili e differenziabili per il tipo di elemento strutturale (travi in spessore, ricalate o di fondazione, pilastri snelli o tozzi, ecc.), che permettono al progettista di ottenere l’armatura che più si adatta alle sue necessità ed al tipo di progettazione che ritiene più idoneo. Per tutti gli elementi in c.a. che ModeSt progetta viene calcolato in automatico il computo completo del volume di calcestruzzo e del peso delle armature, distinto elemento per elemento, con le quantità di ferro utilizzato divise per diametro. La tabella col computo può anche essere inserita automaticamente all’interno dei disegni esecutivi. Per travi, pilastri, nuclei, solette, platee, plinti e reticolari in acciaio vengono creati tutti i disegni esecutivi, oltre che nel formato interno necessario per l’uso della progettazione interattiva e di Ms-Cad, anche in formato DXF, esportabile quindi verso tutti i programmi di CAD.
PROGETTAZIONI INTERATTIVE
La progettazione interattiva, disponibile per travi, nuclei irrigidenti (o semplici pareti di taglio), solette, platee, plinti, solai, sezioni e reticolari in acciaio, viene eseguita in un ambiente che ha tutte le funzionalità di Ms-Cad e che opera direttamente sul disegno esecutivo dell’oggetto e non su una rappresentazione schematica dello stesso. ModeSt inoltre introduce un’importante novità per i programmi di calcolo strutturale: la tecnologia di Modellazione Tridimensionale Armature che permette di progettare l’armatura direttamente nella visualizzazione prospettica dell’elemento, consentendo un controllo visivo immediato del reale posizionamento dei ferri nello spazio così da individuare facilmente difficoltà di montaggio, interferri non sufficienti, necessità di posizionamento in doppio strato (supportato in modo automatico).
PROGETTAZIONE ARMATURE TRAVI
La progettazione automatica ed interattiva delle travi è particolarmente potente e sofisticata. ModeSt è in grado di riconoscere automaticamente la configurazione geometrica della travata indipendentemente dal numero di aste con cui è stata modellata, individuando i punti di discontinuità dei ferri, le zone di inversione per spinte a vuoto nelle travi inclinate, le travi incidenti in falso (senza pilastro sottostante), ecc. La travata può poi essere armata con ferri dritti, sagomati, cavallotti, ferri di parete, imponendo la scelta dei ferri in un insieme di diametri prefissati e forzando il tipo di staffatura preferito. È possibile effettuare l’inviluppo delle armature di più travi uguali o simmetriche anche con pilastri che rastremano in modo diverso. È possibile eliminare, allungare, inserire, modificare ferri dritti, sagomati, cavallotti, ferri di parete, variare la lunghezza e la posizione delle diverse zone di staffatura. È possibile armare la travata in modo completamente automatico o in modo completamente manuale, con tutte le possibilità intermedie. Non è necessario scegliere i ferri da un sagomario predefinito, ma è sufficiente “disegnare” il ferro che viene quotato, posizionato ed ancorato in tempo reale, mentre sempre in tempo reale vengono aggiornati i diagrammi di copertura e la tabella del computo delle armature.
PROGETTAZIONE ARMATURE PILASTRI
ModeSt effettua la progettazione automatica di pilastri rettangolari, circolari, a T e ad L soggetti a pressoflessione retta o deviata e taglio con tutti i controlli di normativa comprese le verifiche di stabilità. È possibile imporre strategie personalizzate di ricerca e progetto dell’armatura, inviluppare pilastrate uguali, stabilire il tipo di rappresentazione grafica (tabella pilastri suddivisa per piani o per pilastri, disegno pilastrata in vista proiettata nelle due direzioni, indicazione dell’armatura in modo diretto, per simbologia, per riferimento a posizioni). ModeSt è in grado di progettare anche pilastri di tipo prefabbricato con armatura a scalare senza ripresa di getto, con ferri interni nello spigolo per la resistenza al fuoco, ed è possibile progettare pareti isolate (inserite come muri in modellazione per avere un elemento a 4 nodi) trattandole come pilastri e inserendole quindi sia in tabella pilastri che nei disegni delle pilastrate.
PROGETTAZIONE ARMATURE NUCLEI
Anche dopo aver effettuato il calcolo, ModeSt consente di stabilire quali siano i gruppi di elementi bidimensionali da considerare come nuclei. Per ogni nucleo vengono quindi calcolate le sollecitazioni complessive integrando le tensioni negli elementi bidimensionali o le sollecitazioni negli elementi equivalenti e viene automaticamente progettata l’armatura per pressoflessione e taglio considerando la sezione parzializzata. In automatico viene creato il disegno esecutivo completo di quote e indicazione delle armature nelle pareti. ModeSt considera e valuta la presenza di aperture, effettuando le verifiche in tutti i punti necessari e modificando di conseguenza anche il computo delle armature. ModeSt può considerare l’armatura come composta da rete elettrosaldata (con eventuali ferri aggiuntivi) o da reticoli d’armatura completamente realizzati in opera.
PROGETTAZIONE ARMATURE SOLETTE E PLATEE
Gli elementi bidimensionali orizzontali possono essere armati come una platea (o una soletta), con progettazione e verifiche a flessione e a punzonamento. La progettazione viene effettuata partendo dal disegno della relativa carpenteria di piano (eliminando eventualmente particolari ritenuti superflui) e creando un nuovo disegno che può, a scelta dell’utente, sostituire o integrare il normale disegno della carpenteria di piano. In automatico viene individuata l’armatura diffusa necessaria e progettata l’armatura a punzonamento. In modo interattivo è possibile variare l’armatura diffusa di qualunque posizione o direzione e inserire e modificare zone aggiuntive d’armatura concentrata. Durante l’inserimento e la modifica delle armature sono visualizzabili le mappe a colori dell’armatura teorica necessaria, il che consente di valutare immediatamente e in modo dinamico se l’armatura introdotta è sufficiente.
PROGETTAZIONE ARMATURE PLINTI
ModeSt consente di progettare 18 tipologie diverse di plinti, diretti o su pali, con o senza bicchiere. La progettazione interattiva usa la tecnologia di Modellazione Tridimensionale Armature in modo da operare direttamente sul modello tridimensionale del plinto, oltre che sul disegno tecnico, visualizzando verifiche e stati tensionali nel calcestruzzo e nell’acciaio, relativamente ai vari piani di verifica, che cambiano in modo dinamico durante la modifica dei ferri. I plinti possono essere eccentrici o zoppi e ovviamente risultare anche parzializzati in una o più combinazioni di carico. Vengono effettuate le verifiche a punzonamento e a flessione, come sezione parzializzata o col metodo delle bielle. Per i plinti a bicchiere vengono effettuate anche le necessarie verifiche delle pareti del pozzetto. In progettazione interattiva è possibile inserire o modificare i ferri sul fondo (inferiori e superiori), sui pali, nel bicchiere, a punzonamento, gli staffoni di montaggio (orizzontali e verticali) e la rete elettrosaldata sul fondo (inferiore e superiore).
PROGETTAZIONE ARMATURE SEZIONI
La progettazione interattiva delle sezioni usa la tecnologia di Modellazione Tridimensionale Armature e consente di armare con ferri longitudinali e staffe sezioni in calcestruzzo di forma poligonale qualsiasi anche con più fori all’interno. Vengono effettuate le verifiche a pressoflessione deviata e taglio sia con il metodo delle tensioni ammissibili che con il metodo degli stati limite. I ferri longitudinali possono essere posizionati sia in modo manuale (specificando le coordinate) che in modo automatico o semiautomatico ed eventualmente in doppio strato, utilizzando delle linee guida variabili in funzione del copriferro reale al bordo staffe, del diametro della staffa (reale o ipotetica) e del ferro, in modo da garantire l’inserimento delle barre sempre nella corretta posizione.
PROGETTAZIONE ARMATURE SOLAI
La procedura di progettazione delle armature dei solai consente di calcolare con il metodo delle tensioni ammissibili o degli stati limite solai gettati in opera o prefabbricati del tipo a travetti tralicciati (monotrave o bitrave), a pannelli e a lastre predalles. La definizione degli schemi di calcolo da analizzare viene effettuata graficamente direttamente sul disegno della carpenteria di piano creata da ModeSt e dalla quale vengono desunti automaticamente le luci delle campate, le larghezze degli appoggi e i valori dei carichi uniformemente distribuiti (permanenti e accidentali) relativi ai solai interessati dallo schema. Il programma esegue automaticamente le combinazioni dei carichi permanenti e accidentali. Dal calcolo si determinano le armature dei solai e le eventuali zone di getto integrativo di calcestruzzo; tutti i particolari costruttivi vengono disegnati, proiettandoli, sull’esecutivo della carpenteria di piano.
VERIFICHE ASTE IN ACCIAIO
La verifica delle aste in acciaio viene effettuata con completo riferimento alla normativa vigente. In particolare vengono effettuate le verifiche per la tensione normale (dovuta alla flessione e allo sforzo normale) e per la tensione tangenziale (dovuta al taglio e alla torsione). Il controllo della tensione ideale risultante viene effettuato in tutti i punti del perimetro della sezione, per cogliere anche le situazioni in cui l’interazione fra tensione normale e tangenziale può essere particolarmente significativa, come ad esempio nei punti di attacco fra anima e ala di sezioni a doppio T, sia all’inizio che alla fine del raccordo anima-ala. Vengono effettuate le normali verifiche di stabilità con il metodo Omega, le verifiche a svergolamento, le verifiche di stabilità laterale per semplice flessione ed il controllo dell’imbozzamento dei pannelli d’anima. Per le aste composte viene effettuato a scelta o il calcolo dell’interasse dei calastrelli o delle imbottiture o la verifica di valori imposti dall’utente. L’utente può inoltre definire un insieme di più aste allineate (ad esempio la briglia superiore di una capriata) per le quali effettuare le verifiche di stabilità globale con valori di sforzo normale e momento flettente medi, massimi o pesati.
PROGETTAZIONE NODI IN ACCIAIO
ModeSt consente di progettare automaticamente ed interattivamente i collegamenti bullonati e saldati fra le aste di strutture reticolari in acciaio (capriate, controventi, ecc.) effettuando tutte le verifiche richieste dalla normativa vigente. La definizione della reticolare avviene nell’ambiente grafico di modellazione selezionando le aste o i nodi che la individuano. La progettazione dei collegamenti viene effettuata rispettando opportuni criteri personalizzabili per ogni tipo di sezione così da permettere al progettista di ottenere in automatico collegamenti che più si adattano alle proprie esigenze.
DISEGNO CARPENTERIE DI PIANO
Vengono creati automaticamente da ModeSt i disegni delle carpenterie di tutti gli impalcati presenti nella struttura in base a quanto specificato nei criteri di disegno e a richiesta le carpenterie di qualunque orizzontamento. In aggiunta è possibile creare automaticamente la pianta dei fili fissi con le quotature per allineamenti come si usa normalmente per facilitare l’impianto del cantiere. La quotatura complessiva della carpenteria viene effettuata per quanto possibile sul perimetro esterno e in seguito ricercando automaticamente gli allineamenti interni senza corrispondenze sul perimetro.
RELAZIONE DI CALCOLO
ModeSt crea una relazione di calcolo completamente configurabile da parte dell’utente. È possibile inserire i riferimenti alla normativa utilizzata, le simbologie di tutti i dati riportati, scegliere le unità di misura da utilizzare per la stampa, stampare o meno i soli valori massimi e minimi dei risultati del calcolo. La relazione può essere stampata direttamente da ModeSt o salvata in formato TXT o RTF.
GESTIONE DISEGNI ESECUTIVI
I disegni esecutivi, sia quelli creati in automatico da ModeSt, sia quelli eventualmente creati manualmente dall’utente con Ms-Cad, possono essere visualizzati in qualunque momento in contemporanea con la modellazione della struttura, in modo da consentire raffronti ed eventualmente modifiche delle strategie di inviluppo o di progettazione. È così possibile modificare i disegni o aggiungere particolari senza dover attivare le procedure di progettazione interattiva. Un’apposita procedura permette poi l’assemblaggio interattivo dei disegni in tavole ed in particolare la gestione dei prototipi di tavole. L’assemblaggio della tavola avviene mediante procedure di drag & drop. È possibile trascinare i singoli disegni all’interno della tavola posizionandoli nel punto desiderato, oppure effettuare una selezione di più disegni, trascinarli nell’ambiente di assemblaggio tavole e successivamente, con la visione globale dell’ingombro dei disegni selezionati (che vengono automaticamente rappresentati a lato del foglio), posizionarli all’interno della tavola stessa.

TECNISOFT

ModeSt

ModeSt - Pre-post processore grafico interattivo per il calcolo di strutture spaziali