modulo PushOver a Fibre

Calcolo Strutturale agli Elementi Finiti: modulo PushOver

Il modulo Pushover proposto e sviluppato da Soft.Lab si basa sul solutore del programma di analisi non lineare "SeismoStruct". E' un programma ad elementi finiti capace di predire il comportamento in grandi spostamenti di strutture intelaiate tridimensionali soggette a carichi statici e dinamici, tenendo in conto della non linearità sia geometrica che del materiale.

La diffusione dell'inelasticità lungo l'elemento e attraverso la sezione è modellata esplicitamente, permettendo una stima accurata della distribuzione del danno. Quest'ultima, accoppiata con la stabilità ed accuratezza numerica del programma ad elevati livelli di deformazione, permette una precisa determinazione della risposta inelastica e del carico di collasso di qualunque configurazione strutturale a telaio.

Il programma tiene conto sia della inelasticità del materiale che della non linearità geometrica.

Stabilità numerica e accuratezza a livelli molto elevati di deformazione permettono la determinazione precisa del carico di collasso della struttura.

Pushover Adattiva

Nell'analisi pushover adattiva, non ancora implementata in IperSpace Max, la distribuzione dei carichi laterali non è mantenuta costante ma viene aggiornata in continuazione in accordo con le forme modali e i coefficienti di partecipazione derivati dall'analisi agli autovalori svolta ad ogni incremento di carico. In questo modo sono tenuti in conto ad ogni passo la variazione della rigidezza e l'allungamento del periodo della struttura, così come gli effetti dei modi più alti. In particolare la variante del metodo basata sulla deformazione, grazie alla sua capacità di modificare la distribuzione degli spostamenti trasversali nella struttura in accordo con i continui cambiamenti delle proprietà modali del sistema, permette di superare i limiti intrinseci della pushover in spostamento con distribuzione fissa dei carichi, costituendo uno strumento per la valutazione 'performance-oriented' di strutture molto più accurato di qualunque metodo statico basato sulle forze.

La procedura di risposta automatica utilizzata nell'analisi pushover permette un significativo aumento dell'efficienza

Il solutore possiede la capacità di suddividere in modo appropriato gli incrementi di carico qualora si presentino problemi di convergenza. Il livello di suddivisione dipende dalle difficoltà di convergenza incontrate. Quando le difficoltà di convergenza sono superate il programma aumenta automaticamente l'incremento di carico ritornando al valore originario.

Per permettere un'accurata stima della distribuzione del danno strutturale, la diffusione dell'inelasticità del materiale lungo il membro strutturale e attraverso la sezione è rappresentata esplicitamente attraverso l'utilizzo di una modellazione a fibre implementata negli elementi inelastici trave-colonna.

Lo stato di sforzo e deformazione degli elementi trave-colonna è ottenuto tramite l'integrazione della risposta uniassiale non lineare sforzo-deformazione di ciascuna delle fibre in cui è suddivisa la sezione. La discretizzazione di una tipica sezione in cemento armato è rappresentata nella figura sottostante. Se viene utilizzato un numero sufficiente di fibre (200-400 in un'analisi tridimensionale), la distribuzione delle non linearità del materiale attraverso la sezione è solitamente ben descritta, anche nel caso di elevata non linearità.

La modellazione (a plasticità concentrata) deve essere utilizzata con attenzione in quanto l'accuratezza dell'analisi può essere compromessa qualora l'utente non abbia esperienza nella calibrazione delle curve di risposta, disponibili per la definizione dell'elemento "joint": la natura disaccoppiata dei diversi gradi di liberta non permette inoltre la modellazione delle curve/superfici di interazione azione assiale/momento. La modellazione a plasticità diffusa, invece, non richiede alcuna esperienza di modellazione in quanto tutto ciò che è richiesto all'utente è l'introduzione delle caratteristiche geometriche e del materiale del membro strutturale. Il suo utilizzo è quindi vivamente consigliato in quanto garanzia di una accurata previsione della risposta non lineare della struttura.