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TRAVE RETICOLARE 2D

La prima esercitazione prevede la modellazione di una trave reticolare in 2D tramite il software SAP. Tale software ha dei modelli preimpostati di vari tipi di strutture che è possibile adattare alle proprie esigenze, nel caso della trave reticolare possiamo definire l'altezza della trave, il numero di divisioni e l'ampiezza di queste ultime.

Impostati i parametri la trave si presenta cosi:

Per rendere i nodi delle cerniere dobbiamo far si che il momento in essi sia nullo, in questo caso selezioniamo il momento 3-3 poichè è quello che agisce sul piano XZ

Definiamo una sezione in acciaio mantenendo le dimensioni predefinite da SAP e la attribuiamo a tutte le aste

 

Definiamo uno schema di carico che trascuri il peso proprio delle aste (peso proprio moltiplicatore=0) e lo applichiamo nei nodi scelti inserendo un valore negativo della forza (il segno meno indica la direzione lungo l'asse Z)

Adesso possiamo avviare l'analisi cosi da ricavare la deformata e i grafici delle sollecitazioni della trave

 

SAP ci permette di avere i valori delle sollecitazioni in forma tabellare e di esportarli su programmi esterni (Excel)

Una volta esportata la tabella su Excel possiamo identificare le aste più sollecitate e individuarle sul modello di SAP

 

STRUTTURA RETICOLARE 3D

Per la modellazione di un sistema reticolare in 3D iniziamo con la realizzazione di un modulo (in questo caso piramidale) per poi copiarlo nelle due direzioni X e Y fino ad ottenere la struttura desiderata.

Selezioniamo la struttura creata e tramite il comando "unisci punti" uniamo tutte le singole aste ai nodi. Il valore di tolleranza serve al programma per identificare tutte le aste entro una certa distanza (in questo caso 0,1) che devono essere unite.

Anche in questo caso dobbiamo rendere il momento nei nodi nullo, non solo nel piano XZ (momento 3-3), ma anche nel piano Y-Z (momento 2-2)

Inseriamo i vincoli, la sezione e i carichi agenti utilizzando le stesse procedure per la trave in 2D

Avviamo l'analisi ricavando la deformata, i grafici delle sollecitazioni e individuando nella tabella esportata su excel le aste più sollecitate

Per costruire una struttura reticolare in 3D mi affido al default di partenza della griglia: Grid Only per poter rappresentare le aste in tutte le dimensioni del piano.

Con Number of Grid Lines posso scegliere il numero di aste che compongono la struttura nelle varie direzioni, Grid Spacing definisce la lunghezza delle aste in tutte le direzioni, mentre First Grid Line Location definisce la posizione nello spazio (x,y,z) del primo punto della struttura.

Disegno una struttura con delle aste, con Draw Frame/ Cable, che vanno a formare una piramide, unendosi in un punto centrale creato con Draw Special Joint.

Seleziono tutta la struttura per copiarla più volte e rappresentare il modello 3d. La copio tre volte in direzione X e una in direzione Y.

Trasformo gli incastri tra le aste in cerniere interne, come visto nel 2d, selezionando tutta la struttura e andando su Assign / Frame / Releases - Partial Fixity. A differenza della struttura in 2d seleziono il Momento 22,  il Momento 33 (dall’inizio alla fine) e la Tensione (solo inizialmente).

Ancora una volta seleziono tutta la struttura per definire la tolleranza  in modo da risolvere gli eventuali problemi che si possono manifestare nella struttura, in particolare se è stata modellata su un altro programma. Edit / Edit Points / Merge Joints:

Scelgo la sezione delle aste: Assign / Frame /Frame Sections. Come nella struttura 2d scelgo una struttura tubolare.

Posiziono i vincoli esterni selezionando i punti dove voglio metterli: Assign / Joint / Restraint.

In questo caso sono stati messi  due carrelli e due cerniere agli estremi inferiori della struttura.

Adesso posso posizionare i carichi puntuali sulla struttura. Seleziono i punti dove voglio che la Forza agisca e clicco su Assign / Joint Loads / Forces. Creo un nuovo carico (forze puntuali) con valore -10 Force Global Z.

Il modello è pronto per vedere il comportamento della struttura sotto l’azione dei carichi creati.

Creo la tabella dei risultati delle sollecitazioni sulla struttura in 3d.

E la esporto in excel. L’asta più grande è la 17-1 con valore 16,875 KN.

1°-  2d truss static analyzing by SAP2000 : 

 

The process of modelling structures on sap can be determined on 4 principal steps: 1°- design the geometries and dimensions of elements, 2°- assign the restraints ,3°- assign the frame sections,4°- define load patterns and applying loads on components, at this point it’s possible to run the analysis and view the results. (In order to draw the model it’s possible to import a cad dxf file in sap)

Identifications of structure: truss type: Howe truss, L= 6@ 2m, hmax= 3m

1.    Import the dxf file from autocad

2.    Assign restraints (in joint A and B)

3. Release moments about local z axes for all frame elements (  joints do not support moments)

4. Assign frame section ,pipe d=0.1524 A992Fy50 

5.  Define load pattern ( f as dead load with no self-weight multiplication)

6.  Assign to joints the external forces as dead f- loads

7. Run the analysis (just for f load case)

8. In order to view results ( as axial forces): >display>>show forces>>frames

9. To export results to excel : >display>>show table>>>export all tables to excel >sort data 

 

2°-  3d truss analyzing by sap 2000:

1. Import the dxf model to program

2. Release moments about local z axes for all frame elements

3. Assign restraints

4. Assign frame section ,pipe d=0.1524   A992Fy50 

5. Define load pattern ( f as dead load with no self-weight multiplication)

6. Assign to joints the external forces

7. Run analysis (just for < f load case >)

    To view deformed structure:  >display>>show deformed shape

    Stress of components: >display>>show forces>>frames

  To have results on tables and export them to an excel file: >display>>show tables

 

 

 

 

 

Trave Reticolare 2D

L'esercitazione prevede la realizzazione di una trave reticolare bidimensionale su SAP 2000. Il primo passo è la creazione di un nuovo modello scegliendo accuratamente la struttura che ci interessa, nel nostro caso la struttura è il reticolare 2d (File --> Nuovo modello). 

Scelgo a questo punto la geometria della mia struttura e quante volte ripetere il modulo della struttura reticolare:

Trattandosi di una struttura reticolare formata da cerniere ed aste non vi è un momento risultante, dunque posso spuntarlo, attraverso il seguente metodo: Assegna --> Frame --> Rilascia/Rigidezze Parziali --> Assegna Rilasci Frame.  

Il prossimo step è la scelta del materiale della struttura, si prende in esame un tubolare d'acciaio. Tecnicamente il percorso è il seguente: Assegna --> Frame --> Sezioni Frame. Si apriranno le cartelle che ci permetteranno di scegliere il materiale e la sua forma.

 

Ora posso applicare il carico sulla mia struttura, optando per un carico puntuale su alcuni nodi. Dopo aver selezionato i nodi su cui applicare i carichi vado avanti secondo il seguente procedimento: Assegna --> Carico Nodo --> Forze.

La forza risulta negativa avendo lo stesso verso della forza di grazvità.

      

Applicato il carico posso finalmente fare l'analisi della mia struttura così da vedere quale sia l'asta più sollecitata, avendo cura di calcolare nell'analisi, solo il carico scelto.

L'immagine mostra la deformazione della struttura dovuta al carico applicato.

 

Grazie all'analisi effettuata è anche possibile vedere il diagramma delle sollecitazioni sulla struttura.

 

Il fine però è quello di scoprire le aste più sollecitate in modo da poter migliorare la struttura qualora ce ne fosse bisogno. Visualizza --> Mostra Tabelle --> Scegli Tabelle da Mostrare.

 

La tabella Excel estratta mostra proprio l'asta più sollecitata, ovvero quello che più ci interessava.

 

Trave Reticolare 3D

Il principio per l'analisi della struttura 3D è molto simile a quello della struttura in 2D, tranne per il fatto che per disegnare il reticolare 3D abbiamo bisogno di un supporto per facilitarci il lavoro. Il supporto è rapprensentato da programmi come Autocad o Rhinoceros, quest'ultimo da me utilizzato per il modello.

Importo quindi il disegno in SAP avendolo prima salvato in .IGS e disegnato sullo stesso layer.

E' possibile che nei nodi si sovrappongano dei punti, per ovviare a questo problema si procede con questa operazione. Edita --> Edita Punti --> Unisci Nodi con una tolleranza di 0,1

Assegnamo il materiale alla struttura come abbiamo fatto in precedenza per la strttura reticolare 2D: Assegna --> Frame --> Sezioni Frame.

Scegliamo sempre un tubolare d'acciaio come materiale:

            

Spuntiamo i momenti in entrambe le direzioni a differenza del 2D, in quanto stiamo lavorando in tre dimensioni, seguendo questo passaggio: Assegna --> Frame --> Rilasci/ Rigidezze Parziali.

Il prossimo passaggio è l'assegnazione dei vincoli esterni alla struttura, scegliendo prima i nodi in cui andranno posti. Assegna --> Nodo --> Vincoli Esterni

Si procede con il posizionamento del carico puntuale su ogni nodo della struttura, immaginando che sia un carico distribuito.

Assegna --> Carico Nodo --> Forze

 

     

Procediamo quindi con l'analisi, facendo attenzione a calcolare solo il carico da me creata

                 

Fatta l'analisi, controlliamo la deformazione subita dalla struttura.

                     

Dopo la deformazione passiamo al diagramma delle sollecitazioni delle forze normali

                                              

 

Per conoscere l'asta più sollecitata visualizziamo le tabelle Excel che mostrano gli sforzi normali che gravano su ogni asta.

Visualizza --> Mostra Tabelle

 

Le tabelle Excel mostrano lo sforzo normale massimo e la relativa asta maggiormente sollecitata.

 

 

 

 

 

 

 

 

1) Come prima operazione ho modellato una struttura reticolare composta da sole linee, interamente staccate l'una dall'altra in Rhinoceros. 

Dopo ho selezionato e ho esportato il tutto per portarlo in SAP. Il percorso è File_Import_IGES file, lasciando tutte le impostazioni standard. 

2) Dopo averlo importato in SAP, ho la necessità di controllare che queste aste siano incernierate l'una con l'altra attraverso cerniere interne. Quindi per fare questo, seleziono tutto, vado su Assign_Frame_Relases/Partial fixity e spunto le 4 caselline corrispondenti ai momenti affinchè blocchi le rotazioni intorno ai 3 assi. 

3)Come terza operazione bisogna assegnare un carico alla struttura 

-Per iniziare comincio col far vedere solo i punti e selezionando tutti i nodi superiori. 

-Dopo aver fatto questo assegnerò un carico uniformente distribuito su tutta la piastra. Assign_Joint Loads_Forces

4) Dopo aver fatto questo seleziono tutto la struttura e le assegno un materiale e una sezione alle aste. Assign_Frame_Frame Section. 

In questa sezione posso rinominare la sezione, assegnare un materiale già impostato o crearne di nuovi con propietà particolari e posso modifacare le dimensioni della sezione. 

5) Ultimo passaggio prima del calcolo è l'assegnazione dei vincoli, che farò selezionando i punti in cui li voglio inserire. Fatto questo con i punti selezionato andro su Assign_Joint_Restrain. 

Da qui sarà possibile dirgli che tipo di vincoli saranno, quindi tipo carrello, cerniera, incastro o un pallino pieno che servirà ad annullare un vincolo in caso lo volessimo togliere. 

In questo caso assegneremo tutte cerniere.

6) Fatto questo potremo mandare la nostra analisi dal tasto play, ottenendo degli output del tipo diagrammi, deformata, reazioni vincolari e risultati per ogni asta rispettavimente nel nostro caso solo risultati per gli sforzi normali. 

Deformata

Sforzi Normali

7) Ultimo passaggio che ci interessa sapere sono quanto valgono tutti gli sforzi normali per ogni asta, tramite una tabella con possiblità di essere esportata su exel e modificata successivamente. 

Display_Show Tables e poi cliccherò su element forces. La colonna (P) saranno tutti i nostri sforzi normali in tutta la nostra struttura, ulteriore conferma della correttezza dei risultati è l'assenza di sforzi di taglio e momento. Le strutture reticolari trasmettono solo sforzi normali. 

TRAVE RETICOLARE – CASO BIDIMENSIONALE

L’esercitazione guidata è suddivisa in punti, organizzati in ordine cronologico, per eseguire la costruzione e l’analisi di una trave reticolare bidimensionale caricata simmetricamente.

[!] Prima di cominciare è necessario definire alcune impostazioni basilari del programma.

È necessario sapere che:

-          SAP pone tutti i carichi lungo l’asse Z, quello dell’altezza, per cui sarà più conveniente posizionare SEMPRE il nostro sistema da calcolare con l’asse Z coincidente con l’altezza dell’oggetto.

-          Ogni volta che apriamo un nuovo file, scegliere come unità di misura “KN,m,C”.

-          SAP riconosce i sistemi disegnati come strutture continue laddove non è stato inserito un tipo particolare di nodo, quindi se non vi sono impostati i nodi, ogni spostamento sarà continuo su tutto il corpo.

Vediamo ora come costruire ed analizzare una trave reticolare (bidimensionale):

1| Avviare il programma SAP2000.(immagine 1)

1.       Lanciare il programma.

2| In alto a sinistra cliccare su “File” > “New Model”.(immagine 2)

2.       Nuovo modello.

ATTENZIONE:  esattamente sopra all’icona che poi andremo a selezionare, quella della trave reticolare “2D Trusses” c’è una piccola finestra, con menù a tendina, dove è possibile modificare le unità di misura del modello, è NECESSARIO  che sia impostato su “KN,m,C”! (immagine 3)

3.       Unità di misura del modello.

3| Si aprirà una nuova finestra con differenti modelli preimpostati, quello che ci interessa è “2D Trusses”, cliccare sopra l’icona corrispondente al modello.(immagine 4)

    (Si tratta di un modello di trave reticolare bidimensionale preimpostata su SAP modificabile a nostra scelta)

4.       Scelta del modello preimpostato.

4|  Si aprirà una nuova finestra, dove a sinistra si può scegliere il tipo di trave da caricare, nel nostro caso “Sloped Truss” e sulla destra i parametri dimensionali che possiamo scegliere a nostro piacimento.(immagine 5)

5.       Impostazioni dimensionali.

Per capire meglio:

“Number of Divisions” corrisponde al numero di “campate” della trave reticolare, ossia di quanti “triangoli” sarà composto il nostro sistema.

 

“Division Length” corrisponde alla lunghezza delle singole “campate”.

“Height” corrisponde all’altezza della trave.

 Per questo esercizio guida, imposteremo :

Number of Divisions  -[5]

Division Length – [3]

Height – [6]

Impostati i valori, procederò con la generazione della trave, quindi cliccherò su “OK”. (immagine 6)

6.       Modifica delle Impostazioni dimensionali.

5| SAP avrà generato una trave che rispetta i requisiti richiesti.(immagine 7)

7.       Generazione del modello di trave reticolare.

(attualmente lo schermo è suddiviso in due parti, rispettivamente la sinistra mostra tridimensionalmente l’oggetto e la destra orientata sull’asse X-Z ,con Z come altezza della trave e X il piano di lavoro)

6| L’interfaccia è modificabile, in quanto, basta selezionare la striscia che suddivide in due lo schermo e tenendo premuto spostare a destra o sinistra la barra, per ottenere un ingrandimento di una o dell’altra finestra.(immagine 8)

8.       Modifica dell’interfaccia.

Altrimenti se si preferisce avere una sola di queste, basterà avvicinare il cursore all’aletta in alto che identifica il nome della finestra per veder apparire la X per chiuderla.(immagine 9)

9.       Chiusura di un’interfaccia.

[!] possiamo renderci conto di lavorare in una interfaccia piuttosto che sull’altra dal semplice fatto che l’aletta in alto della finestra selezionata (dove c’è scritto il tipo di vista, ad esempio “3-D View”) diventa azzurra.

Sotto “Options” ci sono le varie coordinate per modificare i tipi di vista in riferimento al sistema destrorso. Difatti basterà cliccare prima nella finestra da noi scelta, ad esempio quella di sinistra “3-D View”, e poi cliccare a scelta su “XY”,”XZ”,”YZ”,”3D” per cambiare il tipo di vista.(immagine 10)

9.       Chiusura di un’interfaccia.

7|scegliendo un modello di trave reticolare preimpostato, SAP

 assegna alla stessa nei due appoggi,  due tipi di incastro, un carrello ed una cerniera.(immagine 11)

11.   Appoggi.

8| Nei punti di unione tra le aste, se non specificato il tipo di incastro, SAP riconoscerà il corpo come corpo unico. Appunto per questo selezioniamo tutte le aste per andare ad assegnare il tipo di nodo.(immagine 12)

12.       Selezionare le aste.

[!]quando andrò a selezionare tutte le aste, esse diventeranno tratteggiate, di colore blu e giallo.(immagine 13)

13.  Aste selezionate.

9| Dopo aver selezionato le aste, vado in alto sulla barra del  menù, clicco su “Assign”>”Frame”>”Releases/Partial Fixity”.(immagine 14)

14. Passaggi per assegnare i nodi.

10| Si aprirà una finestra dove posso selezionare i tipi di movimento che il mio nodo permette alle sta che vi convergono.

In questa finestra, sapendo che sto andando a cercare un Momento, fleggherò tra le voci sotto “Release”, “Start” ed “End”, corrispondenti alla voce “Moment 33 (Major)”. Ossia le rotazioni secondo l’asse ‘uscente dallo schermo ’.Poi cliccare su “OK”.(immagine 15)

15.   Assegnazione dei nodi.

Visualizzerò così la mia trave reticolare, con dei ‘vuoti’ nei punti corrispondenti ai nodi tra le aste. (immagine 16)

16.   Visualizzazione con i nodi assegnati.

11|Ora voglio assegnare dei carichi applicati nei nodi superiori della trave reticolare, quindi selezionerò i nodi superiori della trave.

[!] quando vado a selezionare i nodi, apparirà una crocetta sul nodo selezionato.(immagine 17)

17.   Selezione dei nodi.

12| Per assegnare i carichi, successivamente alla selezione dei nodi, devo cliccare in alto sulla barra dei menù “Assign”>”Joint Loads”>”Forces”. (immagine 18)

18.   Assegnazione dei carichi.

13|Si aprirà una finestra con delle voci, selezionare a fianco al menù a tendina la casella con il “[+]” sotto la voce “Load Pattern Name”  , per creare i nostri singoli carichi e denominarli.(immagine 19)

19.   Specifiche dei carichi.

14| Si aprirà una nuova finestra “Define Load Patterns” dove posso creae il mio carico.

Quindi in “Load Pattern Name” darò il nome al mio carico, rispettivamente denominato  ‘prova’, in “Self Weight Multiplier” (che  sarebbe il fattore di moltiplicazione del peso proprio della trave) scriverò “0” (zero) e poi su “Add New Load Pattern”, per caricarlo nel ‘database’ di SAP.(immagine 20)

20.  Specifiche dei carichi.

Infatti apparirà una voce nella tabella sottostante con il nuovo carico appena creato. Lo seleziono e clicco su “OK”.(immagine 21)

21. Caricamento del ‘carico’ nel database.

15| Dopo aver cliccato su “OK”, si tornerà alla finestra precedente, dove sarà possibile caricare il nostro ‘carico’ appena creato.

Dunque sotto la voce “Load Pattern Name” aprire il menù a tendina e caricare il livello ‘prova’ (quello appena caricato nel database). (immagine 22)

22.  Caricamento del ‘carico’ nel database.

16| per assegnare il carico, sotto la voce “Loads”, scrivere nella casella di testo corrispondente alla voce “Force Global Z” il valore [-100].

(immagine 23)

23.  Sistema globale delle forze.

[!] le voci “Force Global (X,Y,Z)” sono corrispondenti alle direzioni della terna destrorsa di riferimento del sistema globale di SAP. Per cui inserendo il valore ‘100’ , con un ‘ - ‘ (meno) di fronte, esprimo un carico unitario di 100KN applicato in direzione della forza di gravità, ossia verso il basso (in KN perché il mio sistema unitario è in Kn,m,C).

Cliccando su “OK”, SAP mi mostrerà il mio sistema caricato nei nodi prima selezionati, con forze di 100KN l’una applicati verso il basso.(immagine 24)

24.   Sistema con le forze applicate.

17|Per assegnare una sezione ed un materiale alle aste che compongono la trave reticolare. (immagine 25)

25.   Selezione delle aste.

Selezionarle tutte e poi sulla barra dei menù cliccare su “Assign”>”Frame”>”Frame Section”.(immagine 26)

26.   Assegnazione delle sezioni delle aste.

 

Si aprirà una finestra, sulla destra cliccare sulla voce “Add New Property”, per assegnare un nome alle nostre sezioni personalizzate.

Si aprirà così una nuova finestra dove sono presenti varie sezini precaricate in SAP, scegliamo “Pipe” (sezione circolare), in alto a destra c’è un menù a tendina che corrisponde alla voce “Frame Section Property Type” , dove sono presenti vari materiali, in questo caso assicuriamoci di scegliere “Steel” (acciaio). (immagine 27)

27.   Creazione sezione personalizzata.

[!] Scegliere sempre prima il materiale e poi la sezione.

Dopo averla scelta si aprirà una nova finestra, dove si possono variare i parametri della sezione e il materale (questa volta solamente il diverso genere di uno stesso materiale). Per il momento lasciamo tutte le caratteristiche invariate e limitiamoci a dare un nome alle nostre sezioni. In alto quindi nella casella di testo corrispondente alla voce “Section Name” scrivere il nome della sezione, per questo esercizio ‘sezione prova’ e cliccare su “OK”.(immagine 28)

28.   Caratteristiche della  sezione.

Così la nostra sezione sarà anch’essa caricata nel ‘database di SAP, ora dopo essere stati rimandati alla finestra precedente vedremo apparire la voce ‘sezione prova’ tra le scelte della voce “properties”, seleziono la nuova creata e poi su “OK”.(immagine 29)

Ora avrò tutte le aste denominate con il nome della sezione che ho creato.(immagine 30)

30.   Denominazione delle aste.

[!] SAP denomina con le proprietà di una determinata asta, ad esempio quella appena creata, ‘sezione prova’ tutte le aste che ho selezionato prima dell’assegnazione, è quindi possibile assegnare tipi diversi di sezione a diverse aste. Anche per modificare il tipo di sezione, mi basterà cliccare sull’asta desiderata e applicargli una sezione differente.

18|ora le forze applicate non compaiono più sulla trave, per cui per farle ricomparire, in alto dalla barra dei menù clicco su “Display”>”Show Load Assign”>”Joint”.(immagine 31)

31.  Percorso per mostrare le forze sulla trave.

32.   Selezione dei carichi.

Si aprirà una finestra, e dal menù a tendina sotto la voce “Joint Pattern Name”, seleziono i miei carichi ‘prova’ dal database e clicco su “OK”.(immagine 32)

32.   Selezione dei carichi.

Al chiudersi della finestra, iappariranno i carichi sulla trave.(immagine 33)

33.   Carichi sulla trave

19|Adesso è possibile avviare l’analisi della trave, cliccando in alto a sinistra  sotto la barra dei menù, precisamente sotto al comando “Select”, il tasto “Run” (ha un simbolo uguale al ‘Play’).(immagine 34)

34.   Comando ‘Run’ .

Si aprirà una finestra “Set Load Cases to Run”, dove compariranno vari carichi. Selezionare tutti quelli che non ci interessano (tutti tranne ‘prova’) e cliccare a destra sulla voce “Run/Do Not Run Case”, ed a fianco alle voci prima selezionate apparirà nella quarta colonna la voce ‘Do Not Run’. Infine cliccare su “Run Now” sempre sulla destra per avviare il calcolo.(immagine 35)

35.   Selezioni di analisi .

[!] ora si aprirà un’opzione di salvataggio file, è consigliabile creare una cartella dove salvare l’esrcizio,in quanto SAP salverà molti file riguardanti un solo modello. (immagine 36)

36.   Salvataggio.

Dopo aver salvato posso visualizzare la trave deformata.(immagine 37)

37.   Deformata.

20|Per visualuzzare la deformata, in alto sotto la barra dei menù, ci sono tre ‘telaietti’, cliccherò su quello centrale “Show Deformed Shape”.(immagine 38)

38. Visualizzazione della deformata.

Si aprirà una finestra, “Deformed Shape”, e selezionare nel menù a tendina corrispondente alla voce “Case/Combo Name” il nostro carico ‘prova’ e poi su “OK”.(immagine 39)

39. Selezione dei carichi.

Visualizzerò così la deformata della trave con un tratto blu e la posizione originaria della trave con un tratto più fino in nero. (immagine 40)

40. Deformata.

21| Per visualizzare i diagrammi sulla trave, dovrò cliccare in alto, sul terzo dei tre telaietti “Show Forces/Stresses”>”Joints”.(immagine 41)

41. Visualizzazione dei diagrammi.

Si aprirà una nuova finestra “Joint Reaction Forces” e nel menù a tendina corrispondente a “Case/Combo Name”, sceglierò il mio carico ‘prova’.(immagine 42)

42.   Assegnazione dei carico.

Ricliccare nuovamente in alto, sul terzo dei tre telaietti “Show Forces/Stresses”>”Frames/Cables/Tendons”.

Si aprirà una nuova finestra “Member Force Diagram for Frames”,

dovrò fleggare “Axial Force”  sotto la voce “Component” e fleggando “Show Values on Diagram” sotto la voce “Options” , appariranno i digrammi con i valori corrispondenti alle aste.(immagine 43)

43. Diagrammi.

Altrimenti fleggando “Fill Diagram” Sotto la voce “Options”, appariranno i diagrammi colorati senza valori.(immagine 44)

44. Diagrammi.

22| Per visualizzare i valori ottenuti dal calcolo della trave, dovrò cliccare in alto sulla barra dei menù su “Display”>”Show Tables”.(Immagine 45)

45. Tabella dei valori.

Si aprirà una nuova finestra, dove dovrò cliccare sulla prima voce a destra “Select Load Patterns” corrispondente alla voce “Load Patterns (Model Def.)”.

Si aprirà una nuova finestra, “Select Load Patterns” e dovrò cliccare il mio carico ‘prova’ e poi “OK”. (immagine 46)

46.   Scelta del carico.

Nella finestra “Choose Tables For Display” fleggare “ANALYSIS RESULTS”, ed automaticamente verranno selezionate le tre voci sottostanti, successivamente cliccare su “OK”.(immagine 47)

47.   Scelta dell’analisi dei carichi.

Si aprirà una nuova finestra “Assembled Joint Masses”, e sul menù a tendina sulla destra selezionare la voce “Joint Displacements”.(immagine 48)

48.   Selezione dei risultati.

Successivamente in alto a sinistra nella stessa finestra cliccare su “File”>”Export All Tables”>”To Excel”, per esportare i dati ricavati dal programma su excel.(immagine 49)

49. Esportazione in excel.

Si aprirà un file excel con i dati relativi alle aste della nostra trave reticolare, con dei numeri corrispondenti alle stesse.Sarà così possibile individurae le aste maggiormente sollecitate. (immagine 50)

50. Tabella excel.

23|Per l’individuazione delle aste è necessario cliccare sull’icona che raffigura un quadratino con una “” di spunta “Set Display Options” , in alto sotto la barra dei menù.(immagine 51)

51.   Comando Set Display Options.

Si aprirà una nuova finestra “Display Options For Active Window”, nella quale è possibile fleggare diverse voci, in base a ciò che vogliamo visualizzare sulla trave. Nel nostro caso andremo a fleggare la voce “Labels” corrispondente alla voce “Frames/Cables/Tendons” per visualizzare i numeri sulle aste. (immagine 52)

52.   Opzioni di visualizzazione.

Basterà poi cliccare su “OK” per visualizzare i numeri sulle aste.(immagine 53)

53.   Numerazione delle aste.

 

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Per la realizzazione di una trave bidimensionale, faccio affidamento sugli esempi precaricati sul programma:
Per accedervi vado in File > New > 2D Trusses

Nella schermata successiva ho la possibilità di andare a modificare i parametri che definiscono la travatura (numero di campate, altezze ecc)

La struttura, così definita, viene interpretata dal programma come un unico corpo, quando sappiamo che invece sono una serie di aste collegate l'una all'altra mediante cerniere.
Per far ciò si va in Assign > Frame > Releases/Partial Fixity e si va a spuntare Moment 33 (Major), sia all'inizio che alla fine

Fatto ciò, vado a definire i carichi agenti sulla struttura, e a posizionarli sui 3 nodi superiori:
Assign > Joint Loads > Forces

In Load Pattern Name vado a crearne uno nuovo (si chiamerà "prova") e a Self Weight Multiplier vado a inserire il valore 0 in modo tale che Sap non vada a considerare il peso proprio della struttura

A questo punto assegno, lungo l'asse Z, con verso negativo perchè rivolti nella direzione opposta rispetto al crescere dell'asse, 3 carichi puntiformi, ognuno di 300KN

Tuttavia non ho ancora definito la forma delle sezioni che compongono la struttura da me progettata, per cui, una volta selezionate le aste, in Assign > Frame > Frame section > Add New Property > Pipe, vado ad assegnare una sezione tubolare a ogni parte che compone la trave

Si è quindi definita la trave, il materiale di cui sono composte le varie aste e le relative sezioni.
Per avviare l'analisi clicco sul comando Run, e faccio in modo di avviare solo le impostazione relative a "prova"

Il programma mi da inoltre la possibilità di visualizzare contemporaneamente il corpo prima della deformazione e a deformazione avvenuta: Show Deformed Shape > Wire Shadows e Cubic Curve

Per ottenere i grafici delle sollecitazioni normali vado su Show Forces / Stressed > Joints e do l'ok. Poi, sempre da Show Forces vado a Frames / Cables / Tendons e spunto, nella categoria Components, Axial Forces e Show values on diagram: seleziono "Prova" e confermo

Il risultato è

Per visualizzare i valori degli sforzi normali vado su Display > Show Tables

Messa la spunta su Analysis Results, confermo, e il programma restituisce una tabella dove sono riportati i valori degli sforzi normali agenti sulle aste (selezionando Element Forces - Frames dal menù a tendina)

A questo punto è necessario però capire come il programma enumera le aste. Per far ciò si va su Set display options e nella categoria Frames / Cables / Tendons spunto Labels

Dalla tabella risulta evidente che la trave funziona come dovrebbe e, pertanto, gli unici valori presenti sono quelli relativi agli sforzi normali agenti sulle aste.

 

 

 

 

Salve ragazzi e ragazze

di seguito trovate una prima dispensa che contiene qualche appunto sul concetto di tensione e sulla teoria della flessione e dello sforzo normale centrato per una trave 3D (modello di trave a fibre).  A seguire una seconda dispensa contenente le formule di dimensionamento dell'altezza per sezioni di acciaio, legno e cemento armato.