Analisi modale ragionata – applicazioni reali 1


Con questo articolo si inaugura una nuova rubrica del sito che ha l’intento di trattare determinati argomenti da un punto di vista più pratico e meno teorico facendo riferimento a cari reali. L’idea nasce da una considerazione semplice del sottoscritto: quali sono le informazioni che più ci rimangono impresse? Quelle studiate sui libri per un esame o quelle derivanti da esperienze dirette, sul campo. Beh, con i ritmi universitari spesso capita che quanto si è imparato per un esame veniva messo in un cassetto, magari passando dalla Tecnica delle Costruzioni all’Acustica Applicata, o dall’Analisi Limite delle Strutture alla Rappresentazione Urbana…

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Terremoto in Abruzzo: gli “esperti” poco esperti, il culto del risparmio, la preparazione non sufficiente, …


Inauguriamo la rubrica “Riflessioni sul mondo dell’ingegneria” con un tema delicato e su cui si è discusso molto – e spesso in malo modo; ci stiamo riferendo al terremoto avvenuto in Abruzzo, in cui si è avuto il crollo di diversi edifici e quasi 300 morti. Un bollettino di guerra per un sisma che, in zone come la California, non avrebbe fatto nessuna vittima.

Sicuramente, quindi, in quegli edifici qualcosa non andava. Ma bisogna però fare chiarezza e raccontare i fatti con serietà e competenza. Si, perché quello che stiamo ascoltando nelle varie trasmissioni e quello che leggiamo sui quotidiani è aberrante. Ci hanno propinato frasi tipo:

Il calcestruzzo è un materiale che nel tempo passa da elastico a statico“.

Cosa vuol dire? L’elasticità è una proprietà del materiale – che si verifica entro certe condizioni – legata alla reversibilità del fenomeno; in pratica, se applichiamo delle azioni ad un materiale rimanendo in campo elastico, per poi scaricarlo, le conseguenze delle azioni ritornano a zero. Il campo elastico va distinto da quello plastico, in cui, invece, si manifestano delle tensioni residue, quindi le conseguenze delle azioni non si azzerano dopo lo scarico.

Ma il termine “statico” a cosa si riferisce? Il calcestruzzo diviene statico? Perché, nei primi anni di vita della struttura è forse dinamico?

Questa è una Leggi il resto dell’articolo

Piastra vincolata ai bordi: calcoli manuali vs. SAP2000


Nell’articolo precedente abbiamo visto quali siano le teorie cui fa riferimento il SAP2000 nel calcolo di una trave su suolo elastico ed abbiamo anche appurato che quegli stessi calcoli possono tranquillamente essere effettuati a mano con una differenza tra i risultati dell’ordine dell’1% (vedi: trave su suolo elastico: calcoli manuali vs. SAP2000).

Adesso passiamo dalla trave alla piastra, facendo riferimento ad una parete di un serbatoio soggetta alla spinta dell’acqua su una delle facce. Tale piastra verrà prima risolta con semplici calcoli manuali, facendo ricorso alle solite teorie di Timoshenko, e successivamente mediante elaboratore elettronico.

Iniziamo ad introdurre il problema: abbiamo una parete in cemento armato di un serbatoio interrato, di forma approssimativamente quadrata; tale parete è soggetta a spinta idrostatica da una parte e spinta del terreno dall’altro.

Discutiamo brevemente la modellazione della parete, la quale può essere soggetta a due tipi di spinte: Leggi il resto dell’articolo

Trave su suolo elastico: calcoli manuali vs. SAP2000


puzzled

Molto spesso, girando per i forum di ingegneria, si leggono richieste del tipo: “avrei bisogno di un programma per calcolare X”, “necessiterei di un foglio Excel per valutare X”, “chi mi dice col SAP come posso trovare X”, ecc; dove, generalmente, X è un’operazione banale che si potrebbe effettuare anche con un calcolo manuale.

L’argomento che vogliamo affrontare oggi è: ma veramente il computer ci ha sostituiti del tutto? E con i calcoli manuali possiamo raggiungere la sua precisione?

Anzitutto il computer, come spesso detto, è un elaboratore e nulla di più; elabora le operazioni che gli diciamo di fare, ma senza che ne capisca un tubo di strutture, acciaio, cemento, ecc. Programmi come il SAP sono solo di supporto al nostro mestiere, ma non potranno mai sostituirci.

La risposta alla seconda domanda centra esattamente il tema che vogliamo affrontare, perché indubbiamente per calcoli complessi la nostra precisione non può raggiungere quella del computer, ma solo perché le operazioni che dovremmo fare noi, manualmente, richiederebbero moltissimo tempo; e il tempo è denaro.

Ma un computer non è a conoscenza di teorie a noi ignote che gli permettono di risolvere meglio di noi un problema. Al contrario, la teoria di Timoshenko per le piastre, ad esempio, la conosce sia l’operatore che l’elaboratore, con la “piccolissima” differenza che il primo ha cognizione di cosa fa mentre il secondo esegue delle richieste e basta.

Ma non dilunghiamoci troppo e facciamo un esempio di calcolo semplice ma efficace per il nostro scopo. Immaginiamo di dover calcolare i cedimenti di una trave elastica su suolo elastico. Niente di più semplice, serve il SAP per calcolarla? “No, ma il SAP è più preciso” potrebbe obiettare qualcuno; vediamolo allora.

esercizio

Dunque, Leggi il resto dell’articolo

Analisi e calcolo strutturale di un edificio in acciaio di 50 piani con struttura a tubo intelaiato


4-ritagliata

In questo articolo, improntato più alla didattica che alla professione, parleremo degli edifici alti, passando in rassegna le possibili ipotesi progettuali, soffermandoci sulla struttura a tubo intelaiato e dando qualche informazione sulla modellazione delle azioni.

Lo scopo, è importante precisarlo, consiste esclusivamente nel dare un riferimento a coloro che seguono corsi di progettazione di edifici alti, come quello tenuto alla Federico II di Napoli. Ovviamente, in nessun modo può essere considerato sostitutivo di libri specifici sull’argomento né tantomeno degli appunti che possono essere presi a lezione. Considerate questo articolo, quindi, come uno sguardo al progetto di un amico che ha già sostenuto l’esame. Bene, fatta questa doverosa premessa, possiamo iniziare.

Immaginiamo di voler progettare un edificio alto di 50+1 piani, con ingombro in pianta di 36.6×30.5 m e con destinazione ad uffici. Quali soluzioni possiamo adottare per la struttura? Quali azioni dobbiamo considerare agenti? Qual è il comportamento dell’edificio sotto carico? Vediamo di rispondere a queste domande.

IPOTESI PER IL TIPO DI STRUTTURA

Anzitutto cosa vuol dire “EDIFICIO ALTO”? Leggi il resto dell’articolo

SAP2000 e calcoli manuali: perché non coincidono?


Lo spunto per questo articolo ci è venuto leggendo una discussione su un forum di ingegneria (IngForum) intitolata “SAP v.11 discrepanza nel calcolo dei momenti” in cui l’autore scriveva:

“ciao a tutti , sono nuovo del forum ed ho da provi una domanda di una banalità imbarazzante: stavo provando a risolvere una struttura col sap ed ho notato delle differenze tra i valori di output di quest’ultimo e i calcoli “a mano”… allora insospettito decido di risolvere schemi + semplici e provo a disegnare una trave app-app con un carico distribuito e moltiplicatore del peso proprio=0 .
Nessun problema: in pratica il carico in mezzeria è ql2/8
Il problema sorge quando provo lo schema di trave appoggiata-incastrata, soggetta a carico distribuito (sempre molt. del carico proprio nullo) : il valore del momento in incastro dovrebbe essere ql2/8 ma mi esce diverso, ed anche i tagli negli estremi del SAP sono diversi rispetto a quelli teorici (5ql/8 e 3ql/8)
qualcuno ha idea del perchè?
perdonate la banalità della domanda ma io inizio ad avere una specie di crisi mistica!

grazie a tutti” Leggi il resto dell’articolo