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Domande avanzate su SAP2000

1. Come si orienta un Section Cut?

Right and left side - Il programma calcola la risultante delle forze passanti attraverso la sezione. Per fare questo calcola tutte le forze provenienti dai nodi sul lato sinistro e tutte le forze provenienti dai nodi sul lato destro. Le due risultanti sono lievemente diverse a causa dei limiti stessi inerenti al metodo degli elementi finiti. Per fare un esempio, in modalità input, selezioni il pilastro citato e su "define-frame-automesh" imponga 100 come numero minimo di segmenti. Esegua l'analisi e disegni un section cut attraverso il pilastro. Vedrà che ora le forze sui due lati sono quasi uguali.

Assi locali - Gli assi locali del section cut sono 1, 2 e 3. Per default 3 è parallelo a Z per cui utilizzando l'opzione di default gli assi locali diventano 1, 2 e Z. A questo punto gli assi 1 e 2 sono automaticamente definiti dal piano di sezione e dalla regola della mano destra. Utilizzando le opzioni avanzate (menu "define-section cut-add section cut-advanced axes) gli assi locali possono essere definiti in modo più libero.
In pratica Z è verticale, 1 o 2 (in base alla regola della mano destra) è normale al piano di sezione, il terzo è ortogonale agli altri due.
 

Per default gli assi locali tendono per quanto possibile a essere paralleli agli assi locali. Se invece si selezionano le opzioni avanzate l’utente può definire la direzione autonomamente. In buona sostanza i dati di input sono tre:

1 quali sono gli assi locali nel piano di taglio della sezione (1-2, 1-3, ecc.)
2 quale è la direzione del rimanente asse (perpendicolare al piano)
3 quale è la direzione nel piano di taglio di uno dei suoi due assi locali; l'altro discende dalla regola della mano destra.

Dal menu "disegna" gli assi locali sono disponibili solo nella direzione di default. Dal menu "definisci" è possibile invece accedere anche alle opzioni avanzate.

Qualche ulteriore informazione - Sul manualetto da noi edito.

2. Come funzionano le Area Springs?

Utilizzando le area springs non c'è modo di ottenere come ouput le sollecitazioni sulle molle. Perchè ... non lo so. Per trovare le sigma del terreno è tuttavia sufficiente stampare su Excel i cedimenti nodali e, da qui, moltiplicarli tutti per una costante che non è altro che il modulo di sottofondo del terreno (quello usato per definire le area spring). Questione di un secondo.
Per completare l'analisi si dovrà fare un controllo importante: che non ci siano cedimenti verso l'alto... Se così fosse, cancellare le molle dagli shell interessati.

3. A cosa serve la automesh?

Istruzioni per scollegare elementi frame che sono stati collegati automaticamente. 

Nella attuale versione SAP inserisce automaticamente nodi intermedi se un elemento è toccato da altri. Nel fare questo tuttavia in fase di output il programma riconosce l'elemento come unitario (diagrammi di sollecitazioni, verifiche etc.). Per scollegare l'elemento:

Selezionare l'elemento
Menu: assign-frame-automatic frame mesh
Comando: no automatic mesh

Giocando con l'automesh può scoprire che l'automesh interna può essere utilissima in molte circostanze. Ad esempio può essere utile forzare l'automesh con un numero elevato di nodi interni (che non si vedono) per rendere più precisi i risultati.

5. Come sono orientate le base reactions?

SAP propone le reazioni alla base o rispetto al baricentro o rispetto all'origine degli assi globali. Un modo veloce per spostare queste forze è muovere l'intera struttura in modo che gli assi globali cadano dove desiderato. In alternativa non resta che il conto a mano utilizzando i momenti di trasposizione.

6. Quali segni usare sulle fondazioni dopo una analisi della     
    sovrastruttura con spettro di risposta?

E’ a favore di sicurezza  l'attribuzione delle sollecitazioni ai nodi del reticolo di fondazione nel caso di combinazione con il sisma, una volta con tutti i valori max e una volta con tutti i valori min?

Non sempre. Le consiglio di fare più combinazioni di carico è di provare svariate permutazioni di segno scegliendole con buon senso. Generalmente è sufficiente una comprensione intuitiva della struttura per determinare dove i segni sono concordi e dove no. Per farsi un'idea più precisa dei segni può utilizzare i primi modi di vibrare o una statica equivalente.

Dove inserisco il fattore d’importanza γI = 1.2 nello spettro di risposta?

1. Ho creato le curva dello spettro di risposta alla S.L.U. per la direzione orizzontale e poi per quella verticale, scegliendo come tipo di normativa “Italian3274 Spectrum”.
2. Ho creato in “Analysis Case” i cases chiamati:
- “MODAL” in cui definisco il numero di modi (n=130) e scelgo i vettori da utilizzare (Rits);
 “-RISP.SPETTRO” in cui definisco il metodo della combinazione modale CQC e dove seleziono la combinazione direzionale ABS introducendo il valore Scale Factor 0.3 (30%) ed immetto le 3 accelerazioni “Accel” U1, U2, U3 correlando a ciascuno di essi il corrispettivo spettro di risposta definito in precedenza.
3. Ovviamente ho definito in “Load Cases” il peso proprio (PP), i sovraccarichi permanenti (QP1 e QP2 folla su gradinata) e®), i sovraccarichi accidentali (QA1 la neve (QNEVE).
4. All’interno della finestra di dialogo “Define Response Combination” ho creato le seguenti 2 combinazioni:
 “-STATO” in cui inserisco i seguenti carichi sommandoli: PP (scale factor=1), QP1 (scale factor=1), QP2 (scale factor=1), QA1 (scale factor= 0.6), QNEVE (scale factor= 0.2);
 “-S.L.U.SISMA” in cui “STATO” + “RISP.SPETTRO”.
5. Infine nella finestra di dialogo “Mass Source” ho scelto l’opzione FROM ELEMENT AND ADDITIONAL MASSES AND LOADS per poi inserire i carichi con i loro corrispondenti moltiplicatori.

Dove si inseri8scono i coefficienti φ per edifici (Tab. 3.5–EC8) ?
Devo usare il comando Joint > Masses ?

1. Non usi lo spettro verticale. Tipicamente lo si fa solo localmente per elementi di grande luce o mensole. Per l'analisi normale (assumendo che si tratti di un edificio) entri solo con lo spettro orizzontale.

2. 130 modi sono troppi!!!  Il metodo numerico perde rapidamente di precisione al crescere dei modi. Usi non più di tre modi per piano. Se non riesce a raggiungere un totale di masse partecipanti adeguato, vuol dire che ha sbagliato il modello.

3. Va bene come ha impostato l'analisi. Tolga però U3. Faccia attenzione che se ha usato uno spettro normalizzato (a meno di g). Deve inserire 9.81 (se in metri) come Scale Factor.

4. Non va bene il modo in cui ha creato le combinazioni di carico. Per le combinazioni normali (quelle che chiama STATO), deve usare i gamma del DM (noti che otterrà parecchie combinazioni diverse). In Sisma usi i gamma dell'ordinanza (incluso il fattore di importanza 1.2). Faccia attenzione che risp spettro include già al suo interno tutte le permutazioni di segno e di direzione possibili. Valuti anche se è necessario aggiungere una eccentricità imposta (qui il discorso divverrebbe lungo ed è meglio che lo affronti da solo).

5.Nel generare la massa tenga conto che il peso proprio (se attivato nel load case appropriato) è considerato un carico. Usi "from loads" Non usi mai insieme loads and elements perchè, se il peso proprio è attivato, si ritroverebbe con doppie masse. Nel definire le masse i fi e gli psi deve inserirli lei (nell'apposita tabella con i moltiplicatori per ciascun caso di carico).

6. Il comando joint masses serve per aggiungere masse addizionali a quelle derivabili dai carichi. Tipicamente non si usa, se non nel caso ci sia qualche massa speciale non derivabile in altro modo. Un tempo si usava molto perchè tutte le masse erano calcolate a mano, sommate è inserite nel baricentro (insieme con il loro momento polare di inerzia). Oggi non si fa più perchè è stata automatizzata la generazione delle masse dai carichi.