Esercitazione 1_Trave Reticolare 2D e 3D

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.