SAP2000

SAP2000

Il programma di calcolo strutturale

In questa sezione

Modellazione

Caratteristiche di modellazione

Proprietà delle sezioni

  • Sezioni di elementi in c.a. standard e layout di armatura predefiniti e personalizzabili
  • Sezioni in acciaio a I e H, a C singoli e accoppiati, a T, angolari singoli e doppi, sezioni tubolari, travetti e sezioni composte
  • Sezioni non prismatiche
  • Layout parametrico per la definizione di sezioni laminate a caldo, sezioni in alluminio e profili sagomati a freddo
  • Numerosi profilatari standard internazionali quali: AISC, Canadese, Europeo, Britannico, Cinese, Australiano, Neo Zelandese, Indiano

Section Designer

  • Permette all’utente di creare sezioni di forma generica e di qualunque materiale
  • Calcolo automatico di tutte le proprietà della sezione
  • Generazione di superfici di interazione biassiale per sezioni in c.a.
  • Diagrammi momento curvature

Database interattivo

  • Tutti i dati di input presenti in SAP2000 possono essere visualizzati ed editati attraverso fogli di calcolo
  • Possibilità di editazione all’interno di SAP2000
  • Collegamento bi-direzionale con MS Excel per l’editazione dell’input
  • Possibilità di definire porzioni di modello, o l’intera struttura, attraverso fogli di calcolo‏

Elementi Frame

  • L’elemento Frame in SAP2000 può avere sia una geometria lineare che curva
  • In corrispondenza delle intersezioni fra gli elementi Frame verranno creati in automatico dei nodi intermedi per garantire la continuità strutturale

Elementi Tendon (per cavi di precompressione e tiranti)

  • Gli elementi Tendon possono essere facilmente inseriti come elementi indipendenti di geometria rettilinea, parabolica, circolare o generica
  • SAP2000 connette automaticamente gli elementi Tendon con gli elementi Frame, Shell o Solid che li contengono
  • Possibilità di utilizzare elementi Tendon esterni alla struttura
  • Tutti i carichi agenti sugli elementi Tendon, incluse tutte le perdite di carico, possono essere facilmente inseriti
  • Per analisi semplificate, i Tendon possono essere modellati semplicemente come carichi agenti sulla struttura
  • In alternativa gli elementi Tendon possono essere modellati come elementi interagenti col resto della struttura. Utilizzando un tale approccio, in una analisi per fasi di costruzione (stage construction) è possibile considerare l’esatta sequenza con cui gli elementi vengono aggiunti, precaricati, ed iniziano ad essere affetti da fenomeni lenti

Elementi Cable (per funi o cavi)

  • Geometria della fune definibile in funzione:
    • dell’ottenimento della minima tensione all’estremo I o all’estremo J
    • di un valore specifico di tensione all’estremo I e/o all’estremo J
    • del valore della componente orizzontale della tensione
    • del massimo abbassamento del cavo
    • del punto più basso della deformata del cavo
    • della lunghezza indeformata del cavo
    • della lunghezza indeformata relativa del cavo
    • della geometria deformata del cavo
  • Definibile come:
    • elemento unico
    • combinazione di segmenti multipli
  • Comportamento a catenaria
  • L’ elemento Cable in Grandi Spostamenti può cogliere gli effetti di tension stiffening e gli effetti dovuti a grandi rotazioni. La geometria del cavo si adatta automaticamente ai carichi applicati e si instabilizza se soggetta a carichi di compressione
  • Le possibili applicazioni includono: ponti sospesi e strallati, torri strallate, pipeline risers, e molto altro
  • Se usati in una analisi per fasi permettono di ottenere realistici valori di tensioni e rigidezze sulla struttura

Elementi Shell (bidimensionali)

  • Gli elementi Shell (con comportamento a piastra, membrana o completo) possono essere utilizzati per modellare pareti, pavimenti, serbatoi, vasche, gusci e qualunque altro elemento bidimensionale di spessore limitato o elemento solido bidimensionale (stato di sforzo piano, stato di deformazione piano e solidi assialsimmetrici)
  • L’ elemento Shell a strati consente di modellare il comportamento di materiali compositi, considerando il comportamento non lineare di ciascuno strato in base al legame sforzo-deformazione del materiale corrispondente
  • I modi incompatibili sono stati inseriti nella formulazione dell’elemento per migliorare il comportamento flessionale nel piano
  • L’ opzione Thick ( “spesso” ), attivabile per elementi shell e piastra, permette di considerare l’influenza delle deformazioni a taglio negli elementi. Viceversa l’opzione Thin ( “sottile” ) è basata su una formulazione che considera unicamente le deformazioni flessionali
  • Carichi superficiali sugli elementi area distribuibili monodirezionalmente o bidirezionalmente
  • L’ utente può stabilire su quali elementi ripartire il carico e su quali no. Ad esempio si potrebbe voler escludere dalla ripartizione i controventi complanari all’elemento area

Elementi Solid (tridimensionali)

  • Elementi solidi ad otto modi con formulazione isoparametrica e modi incompatibili
  • Gli elementi Solid permettono la creazione di solidi degeneri in cui i nodi vengono sovrapposti per la creazione di elementi tetraedrici
  • Utili per modellare elementi tridimensionali in cui i carichi, le condizioni al contorno, le proprietà delle sezioni o le reazioni sono variabili lungo lo spessore
  • Gli elementi area possono essere estrusi in elementi solidi

Strumenti di Meshatura

  • Generazione automatica di mesh attraverso varie opzioni di divisione
  • Le mesh sono basate sulla creazione di elementi quadrangolari
  • Pieno controllo da parte dell’utente sulle modalità di creazione della mesh
  • Per modificare e controllare la geometria della mesh può essere usato lo strumento di risagomatura
  • Possibilità di divisione basata sulle linee di griglia, su elementi Frame, sugli elementi intersecanti e sui nodi selezionati
  • Il modello basato sugli oggetti viene automaticamente convertito in fase di analisi in un modello basato sugli elementi. I Frame, le Shell e gli elementi Solid potranno dunque avere meshature più raffinate in fase di analisi, ma mantenere un output unitario in fase di revisione dei risultati
  • Gli elementi Shell e Solid possono automaticamente aggiungere nodi sugli elementi frame adiacenti per garantire la continuità strutturale

Vincoli di bordo automatici

  • Vincoli di continuità nei bordi automatici per mesh non coincidenti
  • Connessione analitica di tutte le mesh non coerenti attraverso algoritmi di interpolazione nei nodi

Elementi link

  • SAP2000 integra numerosi elementi link per modellare accuratamente il comportamento della struttura:
    • lineari
    • multi lineari elastici
    • multi lineari plastici
    • gaps
    • hooks
    • dampers
    • isolatori ad attrito
    • isolatori in gomma
    • isolatori T/C
    • molle con rigidezza dipendente dalla frequenza
    • smorzatori con caratteristiche dipendenti dalla frequenza

Cerniere plastiche

  • L’ utente può creare ed assegnare cerniere plastiche per condurre analisi di pushover ed analisi dinamiche non lineari in SAP2000
  • Le cerniere plastiche possono essere a controllo di forza (fragili) oppure a controllo di spostamento (duttili)
  • Cerniere plastiche a fibre:
    • il comportamento non lineare negli elementi frame (travi, pilastri e controventi) può essere considerato attraverso cerniere plastiche a fibre. Tale approccio permette di rappresentare la sezione mediante una serie di fibre ciascuna con un determinato legame costitutivo. Sezioni miste o rinforzate possono essere in tal modo facilmente modellate
    • i fenomeni di snervamento, fessurazione e i cicli isteretici sono in tal modo adeguatamente rappresentati
    • utilizzando più cerniere plastiche distribuite sulla lunghezza dell’elemento è possibile rappresentare il comportamento non lineare completo dello stesso
  • In alternativa è possibile definire delle cerniere plastiche definendo esplicitamente il rispettivo legame forza-spostamento e scegliendo il comportamento isteretico sulla base di modelli teorici largamente diffusi (Takeda, Pivot, ecc…)
CSI Italia
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