In IperSpace BIM sono presenti due tipologie di impalcato: geometrico e di calcolo. Il primo ha l’unico scopo di accelerare la fase di modellazione, principalmente in caso di strutture regolari, in cui ogni piano si ripete in egual modo in altezza; ai fini del calcolo strutturale la definizione degli impalcati geometrici è del tutto ininfluente e pertanto la loro definizione può essere tranquillamente ignorata.
L’implacato di calcolo, al contrario, riveste notevole importanza e influisce significativamente sui risultati della modellazione, sia in termini di sollecitazioni che di verifiche.
Partendo dal presupposto che una definizione univoca di impalcato non esiste, si potrebbe pensare di definirlo come:
- un orizzontamento in cui è presente una concentrazione significativa di massa, un piano dove teoricamente si considera applicata la forza sismica. Tale definizione è senz’altro corretta, ma non trova riscontro nel calcolo FEM, dove l’azione sismica si considera applicata nel nodo FEM, a qualunque quota esso si trovi;
- da un punto di vista architettonico, un piano della struttura, in cui sono presenti i solai, cioè dove operativamente ci si aspetterebbe che un software di calcolo procedesse al disegno della carpenteria di piano. In realtà, la maggior parte dei software commerciali permette all’utente di scegliere la quota rispetto alla quale disegnare le carpenterie, anche laddove non siano presenti orizzontamenti.
Sembrerebbe, quindi che nessuna definizione sia corretta o quantomeno completa. Nemmeno la normativa, aiuta in questo senso il progettista, poiché non fornisce una descrizione precisa di impalcato, sebbene molte delle prescrizioni fanno riferimento ad esso.
In tale ottica, in IperSpace BIM la definizione degli impalcati di calcolo serve per:
- Definire l’eccentricità del centro di massa.
Infatti come stabilito dalle NTC2018 al §7.2.6 “Per tenere conto della variabilità spaziale del moto sismico, nonché di eventuali incertezze, deve essere attribuita al centro di massa un’eccentricità accidentale rispetto alla sua posizione quale deriva dal calcolo.
Per i soli edifici e in assenza di più accurate determinazioni, l’eccentricità accidentale in ogni direzione non può essere considerata inferiore a 0,05 volte la dimensione media dell’edificio misurata perpendicolarmente alla direzione di applicazione dell’azione sismica. Detta eccentricità è assunta costante, per entità e direzione, su tutti gli orizzontamenti.”
In questo caso l’orizzontamento contenuto nella prescrizione di normativa, rappresenta proprio l’impalcato di calcolo di IperSpace BIM e per ognuno di esso il software procederà alla traslazione del centro di massa nelle varie direzioni, in ottemperanza a quanto riportato.
- Calcolare i baricentri di piano, direttamente collegati alla regolarità strutturale.
“…strutture deformabili torsionalmente, composte da telai e/o pareti, la cui rigidezza torsionale non soddisfa ad ogni piano la condizione r2/ls2 “[NTC2018 – §7.4.3.1].
In questo caso la definizione di “piano” corrisponde a quella di impalcato, poiché è in corrispondenza di quest’ultimo che il software valuta le rigidezze, i raggi torsionali e i momenti di inerzia;
- Determinare i valori dei taglianti di piano e procedere al calcolo del fattore θ, che porta in conto gli effetti del secondo ordine, legati alle non-linearità geometriche.
θ = (P∙ dEr) / (V∙h)
dove:
- P è il carico verticale totale dovuto all’orizzontamento in esame e alla struttura ad esso sovrastante;
- dEr è lo spostamento orizzontale medio d’interpiano allo SLV (relativo);
- V è la forza orizzontale totale in corrispondenza dell’orizzontamento in esame;
- h è la distanza tra l’orizzontamento in esame e quello immediatamente sottostante. [cfr. §7.3.1 NTC2018].
È chiaro, anche per questa indicazione, l’utilità dell’impalcato di calcolo;
- Considerare l’impalcato rigido in fase di ripartizione dell’azione sismica.
In questo caso è opportuna fare delle precisazioni in merito al funzionamento del software. Un campo di solaio è considerato rigido se sono verificate tutte queste condizioni:
1) tutti i nodi appartengono allo stesso impalcato;
2) l’impalcato è definiti rigido nelle proprietà del calcolo;
3) il solaio non è deformabile.
Se una di queste condizioni viene a mancare il solaio è non è inserito nel FEM e la ripartizione del carico sismico avviene per aree di influenza.
È chiara quindi l’utilità dell’impalcato di calcolo in IperSpace BIM, e da quanto detto si possono dedurre già le prima indicazioni per la creazione degli stessi e l’assegnazione in modo corretto.
