EDISIS - NOVITA' VERSIONE 9 (Sismabonus)
Classe di rischio secondo il Dm n. 58/2017
Nella nuova versione 9.x del software Edisis con la nuova funzione si ottengono i valori di calcolo della classe di rischio per la struttura soggetta ad analisi, riportati in una griglia numerica e mediante grafici sintetici.
Il calcolo della classe di rischio sismico trova il riferimento legislativo nel Decreto Ministeriale n. 58/2017, che fissa le linee guida per la classificazione del rischio sismico delle costruzioni, nonché le modalità per l'attestazione da parte dei professionisti abilitati, dell'efficacia degli interventi effettuati, anche ai fini dell’ottenimento dei benefici fiscali, noti col termine di “Sismabonus”.
Nell'Allegato A al decreto citato sono indicati i criteri per la determinazione della classe di rischio di un edificio, che può essere condotta secondo due metodi alternativi.
Il primo è il cosiddetto metodo convenzionale, applicabile a qualsiasi tipologia di costruzione, basato sull'applicazione dei normali metodi di analisi previsti dalle Ntc08, che permette di valutare la classe di rischio della costruzione, sia nello stato di fatto sia nello stato conseguente all’eventuale intervento, consentendo il miglioramento di una o più classi di rischio.
Il secondo è un metodo semplificato, applicabile solo alle costruzioni in muratura, che consente di valutare la classe di rischio sulla base di una classificazione macrosismica dell'edificio e può essere utilizzato sia per una valutazione preliminare di massima, sia per l’accesso al benefici fiscali, limitatamente però alla messa in opera di interventi di tipo locale (riguardanti cioè singole parti o elementi strutturali, in genere localizzati in porzioni limitate della costruzione), consentendo al massimo il miglioramento di una sola classe di rischio.
Per le strutture in cemento armato la scelta è obbligatoriamente il metodo convenzionale, che d'altra parte corrisponde alla soluzione di maggiore affidabilità, in quanto sfrutta in pieno i risultati ottenuti dall'analisi sismica, sia di tipo lineare (analisi statica o dinamica), sia non lineare (analisi pushover).
I dettagli implementativi sono stati sviluppati in accordo con le linee guida pubblicate nell'Allegato A al Decreto, nel quale sono definite otto classi di rischio, da A+ a G, ordinate a rischio crescente.
Per la determinazione della Classe di rischio sismico si fa riferimento a due parametri:
• la Perdita Annuale Media attesa (PAM) associato alle perdite economiche prevedibili per i danni strutturali e non strutturali e riferite al Costo di Ricostruzione (CR), corrispondente alla quota annua del costo di riparazione dei danni prodotti dai probabili eventi sismici nel corso della vita di costruzione;
• l'indice di sicurezza (IS-V) della struttura, rappresentato dal rapporto capacità/domanda in Pga (Peak Ground Acceleration) per lo stato limite di salvaguardia vita Slv.
Il parametro PAM si ricava costruendo la curva delle perdite economiche dirette in funzione della frequenza media annua di superamento e calcolando l'area da essa sottesa.
Il parametro IS-V è invece direttamente disponibile nei risultati di calcolo e corrisponde al fattore di sicurezza minimo registrato per lo stato limite Slv, nella verifica pushover e nelle altre verifiche locali (pressoflessione, portanza fondazione).
In funzione dei parametri PAM e IS-V si ottengono per correlazione rispettivamente la Classe PAM e la Classe IS-V, la più gravosa delle quali rappresenterà la Classe di Rischio.
Griglia dei valori di calcolo per la classe di rischio
Nella griglia sono riportati i valori di capacità e domanda in termini di Pga e periodo di ritorno, la perdita annua media (PAM), l'indice di sicurezza (IS-V) per Slv, le classi intermedie e la classe di rischio sismico risultante.
Griglia dei valori di calcolo della classe di rischio.
Valori riportati in griglia
Per ogni verifica sono riportati i seguenti valori:
• Stato Stato strutturale di riferimento per il calcolo della classe
• PgaSlc Capacità/Domanda in Pga [%g]
• PgaSlv Capacità/Domanda in Pga [%g]
• PgaSld Capacità/Domanda in Pga [%g]
• PgaSlo Capacità/Domanda in Pga [%g]
• TrSlc Capacità/Domanda in periodo di ritorno [anni]
• TrSlv Capacità/Domanda in periodo di ritorno [anni]
• TrSld Capacità/Domanda in periodo di ritorno [anni]
• TrSlo Capacità/Domanda in periodo di ritorno [anni]
• Pam Perdita annua media (PAM) in percentuale del costo di ricostruzione [% CR]
• Isv Indice di sicurezza (IS-V) per Slv in percentuale
• Cpam Classe Pam
• Cisv Classe Isv
• Cris Classe di rischio sismico secondo Dm 58/2017 (Sismabonus)
Grafici sintetici per la classe di rischio
Il risultato dell'elaborazione è anche espresso in forma grafica, che riporta la costruzione della curva delle perdite dirette e l'etichetta di attestazione della classe di rischio per la struttura soggetta ad analisi.
Nel grafico è riportata la curva delle perdite economiche, la cui area sottesa rappresenta il parametro Pam, e l'etichetta della classe di rischio, con 'l'indicazione numerica del Pam e del fattore di sicurezza Is-v.
Pienamente in Linea con la Nuova Normativa Sismica
Edisis presenta un'implementazione completa delle disposizioni contenute nel DM 14/01/2008 "Norme Tecniche per le costruzioni", pubblicate nella G.U. 04/02/2008 ed entrate in vigore dal 5 marzo 2008 per gli edifici strategici ed importanti e dal 1° luglio 2009 per gli edifici ordinari.
La migliore soluzione per progettare strutture in C.A. con la nuova normativa sismica
Edisis è un applicativo software in ambiente Windows indirizzato alla progettazione di edifici multipiano in c.a. L'analisi sismica è condotta con le modalità prescritte dalla attuale normativa (D.M. 14/01/2008). Consente l'analisi per carichi statici, l'analisi sismica lineare, sia statica che dinamica, l'analisi sismica statica non-lineare a scansione angolare (analisi pushover), l'analisi ad adattamento plastico (analisi shakedown) ed il progetto e verifica delle armature agli stati limite. Edisis è un software interamente implementato in C++ ed usa un solutore integrato, altamente ottimizzato, sviluppato interamente dalla Newsoft. Ciò determina una estrema velocità di calcolo, sia in ambito lineare che non-lineare. Edisis è caratterizzato da grande facilità di uso, tale da fornire, anche al progettista inesperto, un valido supporto alla progettazione strutturale. E' un applicativo all-in-one, cioè non richiede moduli aggiuntivi. A partire da una descrizione minimale delle geometrie e dei carichi, l'applicativo genera un progetto strutturale completo, corredato di disegni esecutivi di cantiere, relazione di calcolo e consuntivo dei materiali. Le caratteristiche e le funzioni presenti, lo rendono adatto sia per interventi progettuali ex novo, sia per operazioni di verifica e di adeguamento di edifici esistenti. Le sue elevate prestazioni consentono una notevole riduzione dei tempi di progettazione (one-day design).
Analisi Pushover Estesa
I recenti sviluppi della normativa tecnica hanno posto l'analisi statica nonlineare, nota anche come analisi pushover, in un ruolo di primaria importanza nell'ambito della progettazione antisismica. In particolare, con tale analisi è possibile conseguire due importanti obiettivi:
- calcolare con maggiore affidabilità il fattore di struttura da utilizzare nelle tradizionali analisi elastico-lineari;
- valutare la capacità sismica di edifici nuovi o esistenti mediante la verifica di alcuni stati limite di interesse.
Il primo obiettivo, il calcolo cioè del fattore di struttura, ottenuto attraverso l'analisi pushover, permette di migliorare l'affidabilità dell'analisi elastico-lineare. Uno degli aspetti più delicati della modellazione elastico-lineare è rappresentato infatti dalla necessità di valutare gli effetti nonlineari della risposta strutturale e di condensarli nel fattore di struttura, da cui dipendono le accelerazioni sismiche spettrali associate ai singoli modi di vibrazione. Considerata la funzione chiave che il fattore di struttura riveste nella definizione delle azioni sismiche, non è consigliabile limitarsi a valutarlo in base alla sola descrizione qualitativa della struttura (tipologia strutturale, del numero di piani, ecc.), come pure suggerito dalla stessa normativa, in mancanza di valutazioni più precise. La correlazione euristica su cui si basa questa valutazione, anche se fornisce indicazioni utili in media, non da reali garanzie che l'azione sismica così calcolata non possa risultare fortemente sovrastimata o anche pericolosamente sottostimata.
Il secondo obiettivo mira ad estendere anche a strutture intelaiate quello che da tempo si applica nell'analisi di edifici in muratura in zona sismica, utilizzare cioè l'analisi pushover per quantificare la sicurezza della struttura nei confronti di alcuni stati limite predefiniti, corrispondenti al raggiungimento dello stato limite di Danno (SLD), di Salvaguardia vita (SLV) e del Collasso strutturale (SLC).
Alla luce di queste disposizioni, la nuova versione Edisis 2000 9.x dà ampio spazio allo sviluppo dell'analisi pushover, in modo tale da consentire:
- una stima più accurata del fattore di struttura,
- il riconoscimento di eventuali meccanismi di collasso fragile,
- la verifica degli stati limite di interesse (SLD, SLV e SLC).
L'analisi strutturale è condotta applicando sulla struttura i carichi statici quasi-permanenti ed una distribuzione variabile di accelerazioni sismiche agenti in una direzione prefissata. Si instaura quindi un processo incrementale in cui l'azione sismica viene amplificata proporzionalmente, fino al raggiungimento del collasso. Gli elementi resistenti sono considerati a comportamento elasto-platico, a duttilità limitata e per essi sono valutate le rotazioni limiti allo snervamento e al collasso, secondo le indicazioni contenute nella Opcm 3274 e nelle Istruzioni per l'applicazione delle NTC 2008.
Nel corso dell'analisi strutturale sono riconosciuti i seguenti stati limite:
- stato limite di danno (SLD), segnalato dal primo raggiungimento dello scorrimento limite di interpiano, in corrispondenza di una delle maglie di telaio marcate per tale verifica nel foglio Travi;
- stato limite di salvaguardia vita (SLV), segnalato dal primo raggiungimento di una predefinita aliquota della rotazione di collasso in qualche elemento;
- stato limite di collasso (SLC), segnalato da una caduta di carico pari al 15% del valore massimo raggiunto.
Consapevoli del fatto che analisi strutturali/sismiche di questo tipo non rientrano nelle abituali procedure utilizzate finora nella pratica professionale, abbiamo cercato di rendere quanto più agevole possibile il compito del progettista nella interpretazione dell'analisi, predisponendo mappe di impegno a toni di colore e grafici per la sintesi dei risultati conseguiti, capaci di fornire un quadro informativo completo e di facile lettura.
L'analisi pushover si avvia dal foglio riportato in figura, nel quale è possibile impostare alcuni parametri specifici: le forme di distribuzione dell'accelerazione sismica, il numero di direzioni angolari per l'azione sismica, il fattore riduttivo di duttilità per elementi principali e per pareti, il fattore riduttivo di duttilità per carenza di dettagli sismici e per carenza di confinamento, la riduzione della duttilità limite per lo stato limite di Salvaguardia vita.
Ad analisi conclusa, nei riquadri sottostanti verranno riportati i risultati principali ottenuti per i tre stati limite di verifica, come la accelerazione al suolo (domanda e capacità), il rapporto di duttilità (richiesta/capacità), la stima del fattore di struttura con due diverse modalità: in funzione del rapporto di sovraresistenza o calcolato in base alla verifica di duttilità pushover.
Per ogni analisi eseguita si costruisce una curva di equilibrio (accelerazione-spostamento), sulla quale sono chiaramente evidenziati i punti che rappresentano gli stati limite SLD, SLV e SLC. La curva è quindi schematizzata con un sistema bilineare equivalente e si calcolano le accelerazioni di picco al suolo ammissibili (pgaSLD, pgaSLV, pgaSLC) per gli stati limite di interesse.
Il riconoscimento delle verifiche è facilitato da istogrammi a lettura immediata, che pongono a confronto le pga ammissibili e le corrispondenti accelerazioni di progetto. Una informazione rilevante che si può ricavare dall'osservazione di una curva pushover è l'escursione tra l'accelerazione massima raggiunta (au) e quella al limite elastico (a1), da cui dipende il cosiddetto rapporto di sovraresistenza au/a1 utilizzabile ai fini di una migliore caratterizzazione del fattore di struttura q. In questa accezione, un risultato conseguito mediante l'analisi statica non lineare può essere utilizzato per migliorare l'affidabilità dell'analisi lineare.
Altre informazioni importanti per individuare i meccanismi di collasso possono essere ricavate dalla vista animata delle deformate in corrispondenza dello stato limite di Salvaguardia vita. Le animazioni sono visibili per ogni analisi eseguita, al variare quindi della direzione sismica e della distribuzione delle accelerazioni sull'altezza.
Ancora nel modello solido è possibile esaminare la mappa dell'impegno raggiunto negli elementi in corrispondenza degli stati limite SLD, SLV e SLC. Per lo stato limite di danno l'impegno è costituito dal rapporto fra lo scorrimento orizzontale raggiunto nella maglia di telaio (spostamento relativo di interpiano) e lo scorrimento limite assegnato. Per gli stati limite di salvaguardia vita e collasso l'impegno è rappresentato dal rapporto fra la duttilità raggiunta e quella disponibile.
La gradazione di colore che va dal blu (basso impegno) al rosso (impegno alto) consente di individuare gli elementi più impegnati, in corrispondenza dei quali si attingono i valori limiti: spostamento di interpiano per lo SLD, deformazione plastica per gli stati limite SLV e SLC.
Impostazione automatica dei parametri di pericolosità sismica
A differenza delle normative precedenti, le Ntc 2008 prevedono una maggiore articolazione nella definizione sismica del territorio. E' infatti abbandonato il concetto di zona sismica ed introdotta una mappatura dettagliata dei parametri di pericolosità, basata su un reticolo geodetico di punti esteso a tutto il territorio italiano, con maglia di lato inferiore ai 10 chilometri. I parametri di pericolosità sismica sono rappresentati dalla accelerazione orizzontale massima del terreno ag, dal fattore di amplificazione spettrale Fo e dal periodo di riferimento T*. Questi parametri devono essere ricavati, mediante opportune interpolazioni, dalle tabelle di pericolosità allegate alla norma, che riportano i valori di pericolosità nei nodi del reticolo geodetico per diversi periodi di ritorno dell'azione sismica e con riferimento ad un suolo di fondazione di classe A (roccia). Sono previsti quattro stati limiti di verifica:
- SLO stato limite di operatività sismica,
- SLD stato limite di danno sismico,
- SLV stato limite di salvaguardia vita,
- SLC stato limite di collasso,
ad ognuno dei quali è associata una azione sismica di diversa intensità, con periodo di ritorno dipendente dall'importanza della costruzione. Il calcolo dei parametri di pericolosità è effettuato interpolando i valori riportati nelle tabelle in funzione delle coordinate geografiche del sito (latitudine, longitudine) e dei periodi di ritorno associati a ciascun stato limite.
Anche se il calcolo non presenta particolari difficoltà, richiede comunque un adeguato impegno di risorse se affrontato manualmente. Per questa ragione, il programma è stato dotato di funzioni automatiche che rendono immediata la definizione dei parametri di pericolosità nel foglio dei parametri sismici, riportato in figura in alto. Una volta assegnate le coordinate geografiche del sito e la classe d'uso della costruzione, il programma provvede a calcolare i periodi di ritorno dell'azione sismica per gli stati limite di interesse (SLO, SLD, SLV e SLC) e a valutare per ogni stato limite i parametri di pericolosità del sito, effettuando una interpolazione geografica (rispetto cioè ai quattro vertici della maglia che racchiude il sito) e una temporale (rispetto cioè ai periodi di ritorno disponibili in tabella). In base ai parametri di pericolosità e tenendo conto delle categorie del suolo di fondazione il programma provvede alla inizializzazione degli altri parametri spettrali che definiscono compiutamente gli spettri di risposta, sia della componente orizzontale, sia di quella verticale. Gli spettri di risposta sono quindi visualizzabili in grafico e, ad analisi effettuata, riportano informazioni anche sulle accelerazioni spettrali attivate dai vari modi di vibrare.
Il foglio di impostazione dei parametri sismici è dotato di funzioni automatiche che consentono l'interpolazione immediata dei parametri di pericolosità per i vari stati limite di interesse.
La vista degli spettri di risposta in accelerazione orizzontale per gli stati limite SLO, SLD, SLV e SLC.
Implementazione della Gerarchia delle Resistenze
Le regole progettuali della gerarchia delle resistenze mirano ad assicurare alla struttura un comportamento dissipativo e duttile sotto carico ciclico, impedendo l'attivazione di meccanismi fragili, come ad esempio le crisi di pressoflessione nei pilastri o di taglio nelle travi e nei pilastri. La pericolosità di questi meccanismi in corrispondenza ad azioni sismiche è infatti ampiamente documentata. L'obiettivo viene realizzato attraverso una serie di regole pratiche di progettazione, che assicurino ai potenziali meccanismi fragili una sovraresistenza tale da rendere improbabile che la loro attivazione avvenga prima di quelli duttili. La sovraresistenza comporta tuttavia un sensibile sovradimesionamento della sezione resistente e delle armature, rispetto alle richieste di calcolo, peraltro fortemente dipendente dalla situazione locale in cui si trova l'elemento. Inoltre, anche in conseguenza del carattere euristico delle regole, una loro applicazione rigidamente burocratica potrebbe, quanto meno in casi di irregolarità strutturali, rendere problematico il dimensionamento della struttura, tanto da imporre un drastico ripensamento della soluzione strutturale adottata. Tutto ciò può risultare particolarmente oneroso in quanto, a meno che non si disponga di controlli analitici più sofisticati, le Ntc 2008 impongono l'applicazione della gerarchia delle resistenze, non solo per le strutture progettate in Classe A (alta duttilità), ma anche per quelle progettate in Classe B (bassa duttilità), sebbene con una lieve riduzione dei fattori di sicurezza adottati. Tuttavia, la finalità di fondo che si vuole perseguire con la gerarchia delle resistenze può essere conseguita, in maniera più efficace e generalmente meno onerosa in termini di dimensionamento strutturale, controllando "a posteriori" le risorse di duttilità disponibili attraverso una analisi sismica statica nonlineare (analisi pushover), che rappresenta uno strumento particolarmente potente per evidenziare l'insorgenza dei meccanismi tipici di collasso fragile, come ad esempio quello del piano debole, con formazione di cerniere plastiche pressoflessionali nei pilastri, o quelli dovuti a crisi di taglio. In definitiva, la verifica che la struttura possieda adeguate risorse di duttilità può essere perseguita anche mediante l'analisi pushover, in sostituzione o in collaborazione con le regole euristiche di progettazione della gerarchia delle resistenze, come peraltro richiamato dalle stesse Ntc 2008, che a riguardo delle verifiche degli elementi strutturali in termini di duttilità e capacità di deformazione, citano testualmente:
Ntc 2008 punto 7.3.6.2
"Deve essere verificato che i singoli elementi strutturali e la struttura nel suo insieme possiedano una duttilità coerente con il fattore di struttura q adottato. Questa condizione si può ritenere soddisfatta applicando le regole di progetto specifiche e di gerarchia delle resistenze indicate per le diverse tipologie costruttive. Alternativamente, e coerentemente con modello e metodo di analisi utilizzato, si deve verificare che la struttura possieda una capacità di spostamento superiore alla domanda."
Nel foglio è possibile impostare i parametri che regolano l'applicazione della gerarchia delle resistenze, selezionando le regole da applicare e i relativi fattori di sicurezza. Nel caso di edifici esistenti o quando si intenda procedere al controllo di duttilità "a posteriori" mediante analisi pushover, si può disattivare in blocco l'applicazione della gerarchia delle resistenze (cliccando sul pulsante Escludi) o attivarla in modo parziale.
Con l'analisi pushover è possibile effettuare le verifiche di duttilità, che costituiscono una via alternativa all'applicazione della gerarchia delle resistenze. In figura, si può vedere un caso in cui tali verifiche risultano non soddisfatte, evidenziate dalle caselle in rosso nei fogli dei risultati. La vista degli impegni di duttilità nel modello 3d ci consente inoltre di individuare gli elementi critici e la modalità di collasso.
Novità Versione 9.20: Disegni dei diagrammi delle sollecitazioni
A partire dalla versione 9.20, il programma consente il disegno dei diagrammi delle sollecitazioni agenti nelle travi e nei pilastri. I diagrammi delle sollecitazioni sono disponibili per le singole azioni di carico o per le combinazioni di inviluppo previste dal sistema normativo selezionato.
Diagrammi sollecitazioni travi
Sono riportati i diagrammi del momento flettente e del taglio lungo la travata, rispettivamente nelle unità di misura [tm] e [t], secondo la scala di disegno indicata dalle linee di tacchettatura, quotate in corrispondenza del primo nodo della travata. I diagrammi per singola azione (permanente o variabili) sono a costituiti da un solo grafico, quelli relativi all'azione sismica e alle combinazioni di carico sono invece costituiti da due grafici sovrapposti, che esprimono i valori minimo e massimo di inviluppo. In particolare, per l'azione sismica il diagramma è caratterizzato da due grafici speculari rispetto alla linea base, che corrispondono ad uno stesso valore inteso con entrambi i segni (+ e -), ottenuto con l'inviluppo quadratico (secondo la regola SRSS o QCQ). Anche i diagrammi relativi alle combinazioni di carico si ottengono con operazioni di inviluppo, secondo le regole imposte dal sistema normativo selezionato, e quindi si compongono di due grafici, corrispondenti al valore minimo e massimo della sollecitazione.
Diagrammi sollecitazioni pilastri
Nella visualizzazione per singole azioni sono riportati i diagrammi dei momenti flettenti M1 e M2 [tm], dei tagli T1 e T2 [t] e dello sforzo normale N [t] lungo la pilastrata, secondo la scala di disegno indicata dalle linee di tacchettatura, quotate in corrispondenza del livello di base. Le sollecitazioni M1 e T1 agiscono nel piano di inflessione parallelo alla dimensione h del pilastro (direzione principale), le sollecitazioni M2 e T2 agiscono invece nel piano di inflessione ortogonale, parallelo alla dimensione b del pilastro (direzione secondaria). Nella visualizzazione per combinazioni sono riportati due distinti valori dello sforzo normale: N1 e N2 che si intendono associati rispettivamente al momento M1 e M2, ai fini della verifica a pressoflessione. Come per le travi, i diagrammi per singola azione (permanente o variabili) sono a costituiti da un solo grafico, mentre quelli relativi all'azione sismica e alle combinazioni di carico sono costituiti da due grafici sovrapposti, rappresentativi dei valori minimo e massimo di inviluppo. Per l'azione sismica il diagramma è composto da due grafici speculari rispetto alla linea base, che corrispondono ad uno stesso valore inteso con entrambi i segni (+ e -), ottenuto con l'inviluppo quadratico (secondo la regola SRSS o QCQ). Anche i diagrammi relativi alle combinazioni di carico si ottengono con operazioni di inviluppo, secondo le regole imposte dal sistema normativo selezionato, e quindi si compongono di due grafici, corrispondenti al valore minimo e massimo della sollecitazione. Tenendo conto delle modalità con cui si raggruppano i valori minimi e massimi di verifica lungo la luce ai fini delle verifiche e della disposizione delle armature, i diagrammi di inviluppo sono disegnati con tre tratti costanti, raccordati con due tratti lineari: il tratto costante di prima estremità, compreso fra le ascisse 0% e 10% della luce, con valore pari al massimo o al minimo registrato nella sezione di piede, il tratto costante centrale, compreso fra le ascisse 35% e 65% della luce, con valore pari al massimo o al minimo registrato nella sezione di mezzeria, il tratto costante di seconda estremità, compreso fra le ascisse 90% e 100% della luce, con valore pari al massimo o al minimo registrato nella sezione di testa.
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Definizione di spinte orizzontali su pilastri e pareti
A partire dalla versione 9.20, il programma consente la possibilità di definizione di carichi distribuiti orizzontali su pilastri e pareti, utili per modellare spinte di terrapieni o di invasi. Per i pilastri, la definizione di tali carichi avviene nella griglia Dati Pilastri, nella quale sono stati aggiunte le colonne ftx e fty, corrispondenti ai carichi orizzontali distribuiti uniformemente lungo l'altezza h del pilastro, rispettivamente in direzione X e Y, assunti positivi se concordi con gli assi. La natura del carico è definita in funzione del valore immesso nella colonna idt che corrisponde all'indice della condizione di carico nel foglio Dati|Carichi.
In figura sono visibili gli istogrammi del momento e del taglio su un pilastro soggetto ad una azione spingente in direzione Y.
Per le pareti, la definizione delle spinte orizzontali si esegue nella griglia "Dati Travi", contestualmente all'inserimento della parete sotto la trave. Nella griglia sono state aggiunte le colonne fp_t e fp_b che che esprimono il valore in testa (fp_t) e al piede (fp_b) della forza trasversale agente sull'area frontale della parete, espressa in kg/mq e assunti positivi se guardando nella direzione della campata (ovvero dal dal nodo i al nodo j) la spinta proviene dal lato destro. Come per i pilastri, la natura del carico è definita in funzione del valore immesso nella colonna idt che corrisponde all'indice della condizione di carico nel foglio "Dati|Carichi".
In figura sono visibili gli istogrammi del momento e del taglio su una parete soggetta ad una azione spingente in direzione trasversale al suo sviluppo.
Altre Novità
Altre novità riguardano aspetti applicativi particolari, di cui diamo un elenco sommario: sono state implementate alcune variazioni imposte dalle nuova normativa riguardanti i fattori di combinazione delle azioni, la verifica della capacità portante delle fondazioni, le modalità di verifica a taglio degli elementi in c.a., le variazioni nelle espressioni del fattore di struttura, nel foglio dei parametri generali di progetto sono stati predisposti nuovi pulsanti per la definizione rapida dei parametri secondo varie normative e in particolare per le Ntc 2008, nella stampa del tabulato è stato inserito il sommario degli argomenti e altre tabelle di stampa, quali i carichi totali sulle travi e i risultati delle analisi pushover. E' impossibile sintetizzare tutte le novità introdotte che, anche se di dettaglio, migliorano ulteriormente la facilità d'uso del programma. Quanti già conoscono Edisis in versioni precedenti avranno il piacere di scoprirle da soli scaricando la versione shareware della nuova release.
Interfacciamento col programma Ediplin per la progettazione di plinti su pali
Una ulteriore novità della nuova versione Edisis 9.x riguarda la possibilità di interfacciamento col programma Ediplin, per il progetto di plinti su pali. Questo è un programma autonomo, anch'esso prodotto da Newsoft, che consente la definizione di plinti di forma poligonale qualsiasi, sul quale insistono pilastri e pali liberamente definibili in numero e posizione. Le azioni agenti sul plinto sono rappresentate dalle sei componenti di scarico di ogni pilastro (tre forze + tre coppie), da specificare per ogni condizione di carico agente (permanenti, variabili, sismiche, ecc.). Possono essere assegnate direttamente o lette da un file di interfacciamento prodotto da un programma esterno di calcolo strutturale. Questa possibilità, presente nella nuova versione di Edisis, agevola di molto il lavoro del progettista, se si tiene presente che le condizioni sismiche potrebbero essere numerose nel caso di analisi dinamica.
Caratteristiche della Versione 9
Modalità di input - La struttura può essere definita sia in ambiente grafico sia mediante input numerico, utilizzando funzioni di utilità come la duplicazione di piani, l'importazione Dxf di planimetrie di sfondo e la sincronizzazione automatica delle finestre di lavoro. E' possibile quindi cliccare su un elemento per sincronizzare tutte le finestre su quell'elemento e quindi avere sott'occhio tutti i dati correlati. Gli elementi strutturali considerati sono pilastri, travi e pareti, per la struttura in elevazione, travi rovesce, platee nervate e plinti, disposti su un unico piano o su livelli sfalsati, per la fondazione.
Modello di calcolo - Il programma adotta una modellazione tridimensionale ad elementi finiti della struttura. I nodi di collegamento, descritti da 6 componenti cinematiche (3 spostamenti e 3 rotazioni) per nodo, sono assunti di dimensione finita e si tiene conto degli eventuali disassamenti tra gli elementi ed il nodo stesso. Le platee sono modellate mediante discretizzazione in elementi finiti triangolari di piastra su suolo alla Winkler; travi e pilastri presentano deformabilità flessionale, assiale, tangenziale e torsionale, valutate sulle effettive lunghezze libere di inflessione e si basano su una descrizione cinematica arricchita da funzioni "bolla" controllate da variabili interne. Ne risulta una modellazione accurata, capace di descrivere in modo affidabile anche elementi tozzi, quali travi di forte spessore o pareti di taglio, con dimensioni trasversali non trascurabili rispetto alla luce. Gli impalcati di piano non sono assunti infinitamente rigidi, ma sono modellati in funzione della rigidezza propria dei singoli solai. E' quindi possibile modellare, in modo accurato, l'analisi sismica di edifici con più corpi separati e di strutture che non rientrino nella tipologia dell'edificio multipiano. Il contributo dei solai alla rigidezza dell'ossatura intelaiata è messo in conto in modo accurato, valutando per ogni solaio il contributo da loro offerto alle travi per la rigidezza flessionale fuori piano, alla rigidezza flessionale nel piano ed alla rigidezza torsionale. Il progettista può comunque tarare tali contributi, agendo su alcuni parametri riduttivi a sua disposizione in modo da adeguare il modello di calcolo alle effettive modalità di realizzazione e posa in opera dei solai.
Disassamenti verticali - Per migliorare e velocizzare l'input di geometrie articolate è possibile assegnare il disassamento verticale delle estremità delle travi e dei solai, in modo da poter modellare, ad esempio, delle travate o solai con estradossi non allineati. Così come nelle travi, anche nei solai è ora possibile assegnare un salto di piano a ciascun nodo, per poter inserire rampe o comunque solai inclinati anche a piani intermedi.
Analisi degli scarichi dei solai - Prima dell'analisi il programma esegue il calcolo degli scarichi dei solai sulle travi, tenendo conto della rigidezza all'abbassamento verticale delle travi portanti e della loro rigidezza torsionale. Per ogni trave sono quindi valutati lo scarico verticale e lo scarico torcente prodotti dai solai ad essa adiacenti, che vanno a sommarsi con i carichi verticali e torcenti assegnati direttamente dal progettista sulla trave stessa.
Analisi dinamica con completamento modale - L'analisi sismica dinamica è basata sul metodo di Lanczos, particolarmente ottimizzato per fornire analisi veloci ed affidabili nella ricostruzione dei modi dinamici, anche quelli a periodo basso e quelli sensibili all'eccitazione verticale. Presenta inoltre alcune particolarizzazioni molto interessanti e non comuni nei solutori in commercio. Ad esempio, è possibile scegliere se lavorare a masse concentrate o distribuite sugli elementi e se si vuole applicare la tecnica del completamento modale, che consente di tener conto dei modi di vibrazione a basso periodo trascurati dalla decomposizione modale. Ciò comporta un miglioramento sensibile nella valutazione della risposta dinamica, particolarmente significativa in relazione agli effetti della accelerazione sismica verticale, che di regola è associata a modi di frequenza elevata.
Analisi Pushover - Edisis esegue una analisi statica nonlineare (Pushover) con carichi verticali costanti ed azione sismica orizzontale crescente fino al collasso totale della struttura. L'analisi è ripetuta considerando due distribuzioni di accelerazioni orizzontali, costante o lineare lungo l'altezza dell'edificio, e diversi valori dell'angolo di incidenza del sisma. Per ciascuna analisi viene eseguita una verifica pushover che fornisce l'accelerazione ammissibile di riferimento al suolo (pga) corrispondente ai tre stati limite considerati (Danno, Salvaguardia vita, Collasso).
Analisi Shakedown - E' possibile valutare e mettere in conto la ridistribuzione di tensioni conseguente all'adattamento in campo plastico della struttura, attraverso una analisi a shakedown che considera l'intero inviluppo delle sollecitazioni elastiche associato ai due stati limite ultimo considerati (s.l.u. non sismico e s.l.u. sismico), per una migliore caratterizzazione della sicurezza della struttura.
Fattori riduttivi dei carichi variabili - I coefficienti riduttivi dei carichi sono direttamente assegnati alla tipologia dei carichi. Possono essere introdotte in numero qualsivoglia di tipologie diverse. A ciascun elemento della struttura (Travi, Pilastri, Solai, ..) è associata una delle tipologie di carico variabile, in modo da tener conto più dettagliatamente della destinazione d'uso di ciascuna parte dell'edificio.
Animazione del modello solido - L'animazione in modello solido è stata ulteriormente potenziata ai fini della visualizzazione della deformata degli elementi, per visualizzare ad esempio i modi di vibrazione locali sulle travi o sui pilastri. E' anche possibile la visualizzazione delle deformate relative alle condizioni di carico statiche e quelle ottenute dall'analisi pushover in prossimità del collasso, al variare della direzione sismica e della distribuzione delle accelerazioni sull'altezza dell'edificio.
Messaggi di attenzione interattivi - I messaggi di attenzione che il programma genera diventano in questa versione interattivi, cioè sentono il click del mouse e sincronizzano le finestre di lavoro in base ai riferimenti contenuti nel messaggio.
Esecutivi armature travi, pilastri, pareti, platee, plinti - La produzione degli esecutivi ha un ottimo grado di dettaglio. Nel lavoro a video, è possibile intervenire sui singoli ferri, modificandoli e controllando il soddisfacimento delle verifiche in appositi istogrammi. Per i pilastri è disponibile la classica tabella pilastri o la carpenteria per pilastrate. Tutti i disegni possono essere impaginati in tavole fino all'A0, stampate direttamente o esportate in Dxf.
Relazione di calcolo - Per la relazione di calcolo sono disponibili funzioni di impaginazione, preview e stampa, molto versatili e con funzione di esportazione Rtf. Include l'introduzione con la descrizione degli aspetti di modellazione, delle tecniche di analisi, della combinazione delle azioni e delle modalità di verifica. Discute gli aspetti legati alla validazione dell'analisi e all'espressione di un giudizio motivato di accettabilità dei risultati. Contiene inoltre le legende descrittive dei dati riportati nelle tabelle e il sommario generale della relazione.