Discretizzazione di una superficie a doppia curvatura per il calcolo strutturale

ho aggiunto i vincoli anche alla parte che rimaneva a sbalzo...

Ipotizzando quindi  "che la struttura su cui la copertura è appoggiata sia abbastanza più rigida della copertura in modo tale da considerare il vincolo agente sulla copertura come rigido" questo è il risultato dei vincoli:

Attendo istruzioni.

Credo di aver correto gli errori che lei ha individuato.

il problema delle basi di quelli che da oggi chiamiamo pilastri era un problema geometrico che ho individuato anche in rhino che derivava da un taglio che avevo fatto dalla suerficie di partenza. (spero che sia quello il problema)

l'altro problema invece come le ho detto per mail ho cercato di risolverlo dal sap visto che lo fa quando importa la superficie..

altro problema, il file comincia a pesare i suoi onesti 12 mb.. io li posso inviare con gmail.. lei può riceverli attraverso la sua account.. e soprattutto spero che il suo pc lo apra questo file.

appuntamento confermato!

ho fatto un paio diprove per curiosità.. ho provato a diminuire lo spessore della superficie a 10cm e poi ad aumentarlo a 50cm per vedereil cambiamento nei comportamenti e ne segue che:

situazione a 20cm:

giusto per avere una visuale chepoi ripeto nelle altre due fasi l'ho rinserita. ma stiamo nello stesso discorso postato dalla professoressa. quindi prevalenza di sforzi di trazione anche se stranamente mi cambia la scala rispetto a qulla fatta insieme..

10cm:

nn mi aspettavo che la situazione cambiasse ma ora che ho i mezzi voglio avere un riscontro grafico.. chiaramente gli sforzi sul piano diminuiscono, credo che la cosa sia dovua al fatto che essendo minore  il peso lan forza agente è rispettivamente minore e le reazioni diminuiscono..

cosa dimostrata anche dall'aumentare della sezione a 50 cm:

succesivamente sono passato ad analizzare una porzione di struttura facendo una divisione in "funghi" più o meno così:

le parti che si infittiscono di mesh sono i funghi e le linee rosse a terra sono quelle usate per fare i tagli quindi le proiezini sul piano xy.

mi apspetto un comportamento meno complicato per così dire da interpretare, dato che gli elementi funzionano con un unico punto vincolato a terra e il resto a sbalzo, procedo con l'analisi dei soliti sforzi di membrana:

l'elemento risulta molto più in compressione di prima.. sempre che ho ben capito la scala dei segni...

chiaramente va ben dimensionato ma la prova mi fa capire che la cosa potrebbe essere fattibile .. o sbaglio?

oltretutto mi piace anche la "texture" che viene fuori per l'architettonico.

lascio a voi i commenti..

la parte "naiff" era più che altro curiosità come ho scritto nel post.. nn tanto dei risultati quanto del vedere che il tutto funziona con logica..

parlando di cose serie invece, per la parte nuova degli ombrelli, mi sto organizzando per avere tutte le porzioni di superficie che ho suddiviso importate al SAP con logica, e assegnato a tutti il materiale e i vincoli.. così quando ci vedremo avremo tutto pronto per un confronto.. porterò anche tavole delle piante e delle sezioni che nn guastano mai.

mi piacerebbe fare una prova assegnandogli come materiale l'acciaio, per far questo devo solo cambiare il peso e il coefficiente di elasticità e far girare l'analisi o devo considerare altre cose???

per l'appuntamento decidete voi prof. per me è indifferente.

se abbiamo bisogno d'altro chiedete pure.

nel realizzare un'ipotesi di nervatura e di divisione di superficie in più elementi, ho realizzato uno screen shoot per mettere in luce alcuni punti che sono critici (a mio avviso) e vorrei farveli vedere..

Nell'ipotizzare un reticolo ho pensato di seguire le isocurve della superficie considerando il fatto che sono le guide per il software per disegnarla e di conseguenza sono l'ossatura (almeno graficamente).

Nel dimensionamento ho considerato invece come se queste travi fossero 90*50 (forse è esagerato) considerando anche il fatto che la scorsa volta siamo partiti ad analizzare la superficie considerandola spessa 20cm..  forse si può infittire il passo e diminuire la sezione.. comunque volevo soffermarmi prima su un'altro punto, come è evidenziato nelle figure si creano dei punti critici che derivano da un discorso geometrico.

Si può pensare di realizzare una superficie con quella geometria pensando che i due funghi siano a contrasto fra di loro?? o forse il fatto di farli interagire in qualche modo ci riporta alla situazione di stress di trazione dal quale volevamo allontanarci?

s può pensare di farli lavorare insieme solo in parte (nn per forza quella strutturale) e di realizzare comunque due elementi  separati che nn soffrano tutto quello sforzo di trazione al quale eravamo arrivati la scorsa volta??

Un'altra considerazione che vorrei portare alla vostra attenzione è la seguente, porto lo stesso screen shoot evidenziando un'altra cosa.

Penso che questa conformazione della superficie porti ad una trazione forte per le grandi luci in relazione all'ardita forma soprattutto dove si formano delle "selle". io credo che si dovrebbe (io dovrei) fare più attenzione a questo punto nella realizzazione della forma e forse ci avicineremo di più ad una soluzione percorribile in CLS anche nell'intera forma..

Le due macchie verdi (che hanno trazione massima) sono proprio alla destra e alla sinistra del punto critico di conseguenza io direi:

1. lo sforzo di trazione più grande è dalla parte dove la sella è più lunga.

2. se dovessi ridividere le due strutture dei funghi lo farei sicuramente facendo in modo che i lembi oltre i pilastri (che vanno in aggetto) siano quanto meno di egual misura.. e lascerei la parte della superficie che torna in basso nel centro in modo da nn provocare stress a nessuna delle due strutture e la realizzerei con un materiale leggero.

l'obiettivo primario di questi aggiornamenti è stata la regolarizzazione gemetrica allo scopo di regolarizzare anche le reazioni vincolari e il comportamento di membrana che ormai è la cosa che più ci (MI) preoccupa.

procedo per passi e spiego la realizzazione anche geometrica della forma per entrare nella logica: per far questo ho costruito tutta la superficie dividendola in 2 pezzi, anche se alla fine sarà un unico elemento continuo, gli elementi sono i pilastri e la copertura.

ho realizzato delle sezioni, in altezza ad ogni metro, degli appoggi, dopo essermi creato un singolo elemento come loft. questo per avere un modello di pilastro che mi aiuti anche in una seconda fase ovvero quella di realizzazione stessa dell'opera.

per la superficie di copertura invece il discorso è un po' più complesso ma rhino mi è venuto incontro con un comando "patch" che realizza una superficie passando per delle curve (non per forza chiuse) che io gli ho disegnato:

Le curve rosse sono le curve attraverso le quali deve passare la mia superficie di copertura, le ho disegnate cercando di individuare linsieme dei punti di imposta di volta per i quali passano gli archi che uniscono tutti i pilastri.

Risultato:

i fori li ho realizzati dopo e chiaramente corrispondono all'attacco con i pilastri.

andando ad evidenziare i bordi interni dei fori si ha questo:

unendo tutte queste curve conn le sezioni dei pilstri si ottengono gli appoggi. E la continuità viene ripristinata (chiaramente con qualche difficoltà di assemblaggio che nn manca mai!) creando un elemento che sembra essere tutto uno:

la seguente unione boleana del tutto per la creazione di un'unica superficie composta da mesh triangolari nn è così immediata ma alla fine il risultato è arrivato e sono riuscito ad importarla al SAP, il file è chiaramente diventato molto più pesante. ma sul mio pc l'analisi ha girato con nn troppe difficoltà, dubito che la cosa si potrà ripetere in sede di revisione data la scarsa potenzialità del pc della prof!

Non so in che direzione stiamo andando, è chiaro che il comportamento generale della superficie continua ad essere di prevalente trazione con picchi locali di 2000 KN/m (da individuare e capire) ma generalmente con valori medi, almeno a mio avviso, modesti. Voglio provare a realizzare un modello più leggero e provare ad infittire in alcuni punti gli appoggi e a inarcare ancora di più alcune zone della superficie di copertura, sono convinto che porti buoni risultati la modifica ma nn sono altrettanto convinto che portino alla risoluzione definitiva. continuo a provare..

Abbiamo parlato con il professore a revisione di aggiornamenti sul fronte architettonico.

la forma che ne è venuta fuori è la seguente (primi sviluppi):

L'analisi, nella quale nn ho considerato alcune porzioni perchè a mio avviso convine farle a parte che sono le due superfici che hai lati vanno a terra.

l'analisi ha dato i seguenti risultati:

come si vede dalla figura c'è una prevalente tensione di trazione, che è compresa secondo i  miei calcoli di trasformaione (spero di nn essermi sbagliato) a valori compresi tra 0-3 kgf/cm2 che è decisamente sotto la soglia di fessurazione (grazie per l'utilissima tabellina excel!!) anche del meno resistente cls.

ci sono poi delle aree che io ho cerchiato in celestino che sono invece comprese tra 9-12 kgf/cm2 che sta ancora al di sotto del limite di fessurazione e diciamo entro una soglia di sicurezza della maggior parte dei cls..

nei risultati però il Sap continua a rilevarmi delle zone in cui la tensione a trazione raggiunge un picco di  2590 kgf/m2 che sarebbero 26 kg/f cm2 e a questo punto la soglia di sicurezza viene superata.. nn sono in grado comunque di individuarle graficamente..

allora per rispondere ai suoi quesiti, procedendo per punti:

1) Si, siamo ancora sui 20 cm di spessore

2) c'è solo il peso proprio

3) le luci sono intorno i 30 m alcune raggiungono i 38m altre i 15m 

volendo procedere aggiungendo tutti i carichi e considerando che la superficie di copertura sia anche calpestabile come si fa, ad intuito penso che si debba definire un carico nel load patterns, posso farlo approssimativamente inserendo un carico che sia un multiplo del peso a quanto ho capito..

quanto dovrà essere lo spessore definitivo di questa copertura?

Ho aggiunto pilastri e travi di bordo, aumentato lo spessore della superficie a 30 cm considerando che ci sia un massetto e una pavimentazione, e aggiunto un carico totale di 250 kg/mq tenendo conto di carico prtato dalle persone e dalla pavimentazione di copertura.

il risultato è questo:

Gli sforzio di trazione sono mediamente inferiori ai 350 kN/mq tranne che nella parte evidenziata che data la sua forma appiattita non contrastando la forza peso per forma porta una forte trazione,

per quanto riguarda invece il pilastro ad angolo in alto a sinistra (dove avevamo l'altro giorno in dipartimento strani picchi di trazione) la cosa si risolve considerando che quello spigolo è appoggiato su un muro che c'è sempre stato e che non avevamo mai considerato in fase di analisi dello stato tensionale.

tornando al caso della rampa che porta la trazione elevata e che supera quindi il limite di fessurazione avrei pensato di risolvere creando un sistema di pilastri di acciaio anche a trama incrociata che partono dal bordo dello specchio d'acqua sottostante e raggiungono la superficie creando un'appoggio solido alla superficie:

il tratteggio rosso indica dove può essere individuato questo sistema di pilastri a sostegno della copertura.

l'analisi risulta la seguente:

dove gli sforzi di trazione sono mediamente compresi tra 0 e 300 kN\mq che secondo la seguente tabella sono sufficientemente bassi.