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PCM: ANALISI E VERIFICHE
Attraverso la definizione dei parametri di calcolo e delle grandezze riguardanti le analisi sismiche, conformemente alle Normative di nuova generazione, si può condurre con semplicità un’analisi globale approfondita e dettagliata.
PCM consente tutte le analisi previste dalle Normative attualmente utilizzabili a scopo professionale: Statica non sismica, Analisi modale, Sismica statica lineare, Sismica dinamica modale, Statica non lineare (Pushover). Grazie alle impostazioni sui Parametri di Calcolo, accessibili dalla scheda Struttura, le analisi possono essere condotte insieme o separatamente: ad esempio, durante la fase di studio iniziale di un progetto, la semplice esecuzione della sola analisi modale fornisce le principali indicazioni sulla correttezza della modellazione e sul comportamento dinamico dell'edificio. Per l'analisi pushover, le varie distribuzioni di forze possono essere elaborate in diverse sessioni: nella fase di studio iniziale, è possibile ad esempio limitarsi ad una curva significativa per accertare il comportamento del modello, eseguendo in un secondo momento le altre curve.
Con la barra multifunzione contestuale per ogni analisi, i comandi per la consultazione dei risultati sono disponibili proprio dove sono necessari e ci aspettiamo di trovarli.

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Le schede del gruppo ‘Elaborazioni’, disponibili ad elaborazione avvenuta, forniscono strumenti specifici per l’indagine dei risultati relativi ai Domini di resistenza (per le strutture armate o per gli elementi murari valutati con legge di comportamento parabolico-rettangolare) e alle Curve di capacità, ossia i diagrammi prodotti dall’analisi pushover.

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Invitando a consultare la Manualistica di PCM e le video-guide per una descrizione completa dei comandi, presentiamo una sintesi delle principali funzionalità.
• Barra multifunzione con disponibilità automatica dei comandi significativi per l’analisi selezionata
• Rappresentazioni grafiche di risultati: spostamenti, mappe a colori secondo coefficienti di sicurezza, lesioni
Sollecitazioni e Deformazioni come proprietà delle aste
• Disponibilità contestuale dei Report delle elaborazioni
• Disponibilità di tutti i comandi grafici per la consultazione del modello strutturale mentre sono rappresentati i risultati: Viste, Sezioni, esplorazione (walkthrough)
• Nella barra multifunzione: schede dedicate per Domini di Resistenza e Curve Pushover
Post-elaborazioni dell’analisi pushover: grafico 3D per conoscere lo spostamento del punto di controllo in direzione ortogonale

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L’analisi pushover è dotata di numerose funzionalità: oltre alle distribuzioni di forze strettamente previste dalla Normativa, sono disponibili le distribuzioni adattive, con aggiornamento progressivo dei modi di vibrare durante la fase di fessurazione e lesionamento dell’edificio e conseguente modifica della ripartizione del taglio globale.
Durante la visualizzazione dei risultati, è possibile visualizzare lo stato di verifica di ogni parete ad ogni passo della curva, anche in animazione: risultano così evidenziate le cause di fessurazione e successivo collasso, e l’Utente può meglio focalizzare le zone ove intervenire per migliorare o adeguare la struttura.

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Un’esclusiva post-elaborazione 3D mostra la dipendenza dei risultati dell’analisi pushover dalla direzione ortogonale a quella di applicazione delle forze, mostrando la deviazione dello spostamento del punto di controllo e fornendo in tal modo un importante elemento di giudizio per l’attendibilità dell’analisi.
Le verifiche in termini di periodo di ritorno TR e di accelerazione al suolo PGA, con definizione degli Indicatori di Rischio Sismico, corredano l’analisi di vulnerabilità sismica degli edifici, inquadrando correttamente gli interventi di adeguamento e di miglioramento anche in relazione all’entità di miglioramento prevista dalle disposizioni normative per gli edifici danneggiati da sisma soggetti a ristrutturazione.
Se all’analisi pushover è dedicata un’attenzione particolare, vista la sua importanza e complessità, non minore è l’attenzione di PCM nei confronti delle analisi lineari: esse costituiscono comunque un importante riferimento per lo studio del comportamento strutturale.
L’analisi statica lineare non sismica viene eseguita sotto l’azione di tutte le Combinazioni di Carico previste dalla Normativa vigente.
Come per le altre analisi lineari, i diagrammi di stato delle aste del telaio e gli spostamenti dei nodi evidenziano lo stato di sollecitazione e di deformazione della struttura. Nell'immagine riportata, un esempio di diagramma dello sforzo normale.

Diagrammi di sollecitazione
Il diagramma delle tensioni sul terreno fornisce importanti informazioni sullo stato di sollecitazione in fondazione. Nell'immagine è riportato un caso di edificio su piani sfalsati, ossia con fondazioni poste a diverse quote.

Tensioni sul terreno
L’analisi modale mostra le forme ed i periodi di vibrazione dell’edificio nella sua fase ‘elastica’ (all’inizio della sollecitazione sismica), ed è uno strumento di primaria importanza per comprendere l’effetto della distribuzione delle masse nell’edificio.

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La visualizzazione delle masse con sfere di grandezza proporzionale all’intensità e colorazione dipendente dallo spostamento, combinata alla vista della deformata modale in ogni angolo di visualizzazione desiderato (in pianta, 3D, per sezioni verticali, ecc.) ed insieme alle informazioni su periodi principali e masse partecipanti, forniscono un quadro completo ed esaustivo delle proprietà dinamiche della struttura.
L’analisi modale segnala fra l'altro: la possibilità di modi torsionali, l’indipendenza dinamica delle varie masse nel caso di impalcato deformabile, l’idoneità della struttura ad essere rappresentata attraverso un oscillatore monodimensionale equivalente.
Per quanto riguarda le analisi lineari statica e dinamica modale, che studiano la struttura senza poter ricorrere alla ridistribuzione delle azioni tipica del campo post-fessurativo (‘plastico’), PCM fornisce la possibilità di applicare la tecnica di ridistribuzione del taglio come previsto dalla Normativa (una pseudo-analisi pushover); in ogni caso, le verifiche lineari contribuiscono ad evidenziare le cause di maggior debolezza.
Per gli edifici nuovi, in genere piuttosto regolari, l’analisi dinamica modale può costituire un corretto approccio allo studio antisismico dell’edificio, senza dover necessariamente ricorrere alla pushover. La regolarità della geometria resistenti e l'omogeneità del materiale murario rendono infatti meno importante la ridistribuzione del taglio in fase di fessurazione.
In tutte le analisi, la rappresentazione grafica delle verifiche prevede una colorazione che evidenzia in modo progressivo per ogni parete la vicinanza o meno al limite di sicurezza. Nella griglia delle Proprietà, i risultati consentono la consultazione asta per asta di sollecitazioni e stato di verifica, con i corrispondenti valori dei coefficienti di sicurezza.

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Oltre alla pushover, anche in analisi lineare PCM calcola gli Indicatori di Rischio Sismico, attraverso un procedimento iterativo che ‘centra’ l’esatto valore di TR e PGA sostenibile dall’edificio (la sua ‘capacità’), da confrontare con la domanda (azione sismica in input). La procedura di calcolo tiene conto della dipendenza dei parametri di spettro da TR prevista dalla Normativa italiana, e quindi è condotta in modo esatto (a causa delle relazioni non lineari tra i parametri, non è appropriata una valutazione della capacità attraverso la proporzionalità diretta, cioè semplicemente moltiplicando la domanda per il coefficiente di sicurezza ottenuto). In queste procedure, PCM considera anche l'eventuale microzonazione sismica Regionale (con fattore di suolo S diverso da quello previsto dalla Normativa Nazionale). Nel rispetto delle diverse interpretazioni dei contenuti normativi, per PGA è possibile distinguere fra accelerazione al suolo (tenendo conto degli effetti di suolo relativi alla zona di ubicazione dell'edificio) e accelerazione su roccia.
Durante le varie fasi di modellazione e consultazione dei risultati, sono disponibili i comandi di Supporto all’attività di progettazione.

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• Accesso a documenti di riferimento: Normativa vigente e precedente, Nazionale e Regionale, Linee guida (FRP), Istruzioni CNR
• Documenti di Ricerca prodotti da AEDES
• Pubblicazioni varie (es.: Istruzioni CAM, documenti Reluis)
Guida all’uso di PCM: Manuale in linea e documentazione di supporto (Teoria, Esempi applicativi, Validazione)
• Accesso a contenuti on-line: Sito Aedes, Canale Aedes di YouTube

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