EDISIS - LE ANALISI LINEARI E NONLINEARI (Pushover)
Altissima Affidabilità delle Analisi e Sorprendente Velocità di Calcolo
Gli aspetti innovativi introdotti nella modellazione rendono possibili prestazioni di analisi strutturali potenti e veloci, capaci di ricostruire in maniera affidabile la risposta strutturale per gli edifici in c.a., sia per analisi lineari (analisi statica lineare o dinamica lineare per sovrapposizione modale), sia per analisi non lineari (analisi shakedown e analisi statica nonlineare pushover).
La fase preliminare all'analisi strutturale è caratterizzata dall'impostazione delle opzioni che definiscono il contesto normativo di riferimento, il tipo di analisi sismica, i fattori riduttivi per le resistenze di calcolo, i fattori di combinazioni di carico e le opzioni di verifica.
Analisi elastica
Con l'analisi elastica (analisi statica lineare o dinamica lineare per sovrapposizione modale), il software effettua l'analisi dei carichi, determina la soluzione elastica per ciascuna azione di carico e quindi procede all’inviluppo delle sollecitazioni per le varie combinazioni di carico.
In particolare, 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, con EDISIS 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 dell' accelerazione sismica verticale, che di regola è associata a modi di frequenza elevata.
Analisi statica non lineare (Analisi Pushover)
EDISIS esegue una analisi statica nonlineare (Pushover) con carichi verticali costanti ed azione sismica orizzontale crescente fino al raggiungimento del collasso della struttura. L'analisi è ripetuta considerando due distribuzioni di accelerazioni verticali, 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 agli stati limite considerati (Stato limite di Operatività, Stato Limite di Danno, Salvaguardia Vita, Collasso). Per ogni direzione sismica esaminata viene costruita la curva di capacità pushover che sintetizza tutto il processo di analisi.
Analisi ad adattamento plastico (Analisi Shakedown)
L’analisi shakedown consente di valutare e mettere in conto la ridistribuzione di tensioni conseguente all'adattamento in campo plastico della struttura e porta in genere ad una riduzione delle punte tensionali ed una migliore uniformità nella disposizione delle armature. L’analisi ad adattamento plastico può essere attivata solo a valle di una progettazione preliminare delle armature (ad esempio basata sui risultati della soluzione elastica) ed opera attraverso un processo di ottimizzazione che incrementa il fattore di sicurezza della struttura fino al limite di adattamento plastico. A valle dell’analisi ad adattamento plastico è possibile una riprogettazione delle armature in base al nuovo assetto delle sollecitazioni. L'algoritmo utilizzato nell'implementazione dell'analisi shakedown, rappresenta una variante del metodo di soluzione descritto nell'articolo: “R.Casciaro, G.Garcea, "An iterative method for shakedown analysis", Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., vol 191, pp. 5761-5792, (2002)”
Performance di calcolo
E' il top della gamma. L'utilizzo del software strutturale EDISIS come effettivo strumento di progettazione per edifici in c.a. richiede che l'analisi sismica venga ripetuta più volte in funzione dei successivi affinamenti del dimensionamento. Tempi lunghi di calcolo limitano tuttavia il numero delle analisi ostacolando il processo di affinamento. La velocità di calcolo riveste pertanto un ruolo importante nello sviluppo del progetto strutturale. EDISIS, software per le costruzioni in cemento armato, usa un algoritmo di ricerca modale altamente ottimizzato, basato su una strategia "restarted Lanczos" e sullo schema iterativo descritto in "Casciaro R., "A fast iterative solver for the nonlinear eigenvalue problem", report n.39, Laboratorio di Meccanica Computazionale, Università della Calabria, aprile 2004 (www.labmec.unical.it)". Tutto ciò, permette di svolgere il calcolo strutturale in pochi secondi, malgrado l'alto numero delle variabili cinematiche coinvolte (dell'ordine delle migliaia, fino alle decine di migliaia).