Esercitazione I - Dimensionamento di una trave reticolare spaziale

Apro Sap2000 e scelgo new model - Imposto correttamente la misura e seleziono grid only per creare la mia grigliaInserisco le coordinate in modo tale da avere in visualizzazione 3D un cubo di lato 2Usando lo strumento per disegnare le aste ( draw frame/cable) costruisco una piramide rovescia a base quadrata avente una base ed una altezza pari a 2mSeleziono le aste e le copio ( Ctrl + C) e le incollo ( Ctrl + V ) impostando l'offset secondo l'asse globale che voglio ( in questo caso X )Ripeto la stessa operazione copiando le mie aste in una direzione diversa ( in questo caso l'asse Y )Ottengo in questo modo il modello 3D della trave reticolare Scelgo define - section properties - frame section - add new property - e imposto la sezione e il materiale. E' stato scelto l'acciaio ( steel ) e una sezione circolare ( pipe )Inserisco il nome della mia sezione e lascio le caratteristiche invariateA questo punto nel menu frame properties apparirà il profilo creato in precedenza

Assegno alle aste la sezione "travi" creata precedentemente selezionandole e andando su assign - frame - frame section - travi

Seleziono,alla base, i 4 spigoli esterni e vado ad assegnargli i vincoli tramite assign - joint - restraint e scelgo il vincolo che mi serve ( in questo caso 4 cerniere )

Vado view - set 2D view e scelgo di vedere il piano XY alla quota 2 per selezionare, in seguito, solo i punti che si trovano a tale quota

Definisco un nuovo caso di carico F andando su define - load patterns. Inserisco il nome e impongo che il self weight multiplier sia 0 e vado su add new load pattern

Andando sul piano XY, impostato alla quota due, seleziono i punti centrali e vado ad assegnargli una forza concentrata di 100 KN tramite i comandi : assign - joint loads - forces. Volendo che la forza agisca verso il basso e lungo l'asse Z inserisco come valore su Force Global Z, -100

Faccio la stessa operazione per i punti esterni imponendo una forza concentrata di 50 KN

Seleziono le aste e vado ad assegnare i rilasci poichè il programma deve riconoscere che abbiamo solo cerniere interne. Impongo che nn ci deve essere momento andando su assign - frame - releases/partial-fixity e metto il segno di spunta sui momenti sia all'inizio che alla fine.

Controllo che i rilasci siano stati applicati a tutte le aste

Posso partire con l'analisi cliccando sul comando Run accanto al lucchetto. Seleziono il caso di carico DEAD e MODAL e impongo che essi nn debbano far parte dell'analisi cliccando Do not run case. A questo punto seleziono l'opzione Always Show in basso a sinistra e clicco su ok.

Diagramma della deformata. Per visualizzarla clicco su show deformed shape e seleziono wide shadow.

Diagramma dello sforzo normale. Lo visualizzo andando su Show Forces/Stresses e seleziono Axial force. Controllo anche che nn ci siano diagrammi del taglio e del momento, altrimenti la struttura non sarebbe corretta.

A questo punto vado su display - show tables ( Ctrl + T ) poi seleziono le tabelle riguardanti ANALYSIS RESULT. Andando su select load pattern impongo che il carico da prendere in considerazione sia solo F.

Scelgo la tabella che mi interessa in alto a destra ( Element Forces - Frames ) e vado su file - export current table - to excel per esportarla e quindi poterci lavorare.

Riordino la mia tabella in excel : essendo lo sforzo normale costante mi basta sapere quanto esso vale all'inizio dell'asta ( a zero ), quindi cancello tutti gli altri valori. ( seleziono tutta la colonna b tramite Ctrl + shift + freccia in basso e imposto l'ordine dal più piccolo al più grande. Cosi facendo avrò tutti di seguito i valori delle aste all'inizio e potrò cancellare gli altri. 

Tabella Dimensionamento aste soggette a sforzo normale di Trazione

Tabella Dimensionamento aste soggette a sforzo normale di compressione