Earthquake Engineering - Softing

Earthquake Engineering (EE) è l'ambiente di  Nòlian All In One dedicato alle analisi non lineari.

 

  I tipi di analisi supportati sono: analisi statica non lineare, analisi dinamica non lineare, analisi di instabilità. Le analisi non lineari, hanno avuto negli ultimi anni un sempre crescente rilievo, entrando come strumenti di lavoro, in svariati campi di applicazione e per tale l'ampio spettro di applicazioni è richiesta sia una gran flessibilità nella modellazione, sia una gran varietà  sulle proprietà  non lineari necessarie. Oltre ad una interfaccia  che consente la configurazione di analisi non lineari del tutto generali, questo ambiente offre un percorso di configurazione specifico per la analisi “pushover” secondo normativa italiana rendendo questo tipo di analisi  molto agevole. Per l'analisi “pushover”, ad esempio, è possibile generare automaticamente le azioni per l'analisi statica non lineare secondo i seguenti gruppi di forze definiti dalla normativa (gruppi A e  B, 1 e 2), è possibile impostare il nodo di controllo per il tracciamento della curva di capacità e lo spostamento massimo a cui troncare l'analisi, registrare automaticamente i risultati dell'analisi  per l'esecuzione delle verifiche, ed elaborare automaticamente le  curve di capacità secondo il metodo della bilineare, o del CSM, e, alla   fine dell'analisi, si possono controllare i risultati con l'esplicazione delle grandezze maggiormente significative nel riepilogo restituito automaticamente dal software. Questa scelta di “automatizzare” le operazioni più consuete consente di non limitare in alcun modo la generalità delle analisi non  lineari disponibili.

 L'ambiente EE dispone di una vasta libreria di materiali e di elementi a comportamento non lineare (sia per elementi monodimensionali che bidimensionali). Si hanno in particolare:

Materiali uniassiali:  elastico, elastico perfettamente plastico, elastico perfettamente plastico con gap, no tension, cavo, hardening, viscoso, isteretico, unione serie, unione parallelo. armatura, scorrimento  armatura,  calcestruzzo.

Materiali pluriassiali:  tra gli altri, elastico, elasto plastico (Drucker-Prager, von Mises,  cam-clay, j2), materiali a layer per shell 8 nodi (elastico,  elastoplastico, armatura, calcestruzzo).

Sezioni, formate  dall’aggregazione di più materiali: omogenea, fibre,  sezione aggregata, cerniera di estremità, etc.

 

Elementi, formati da più sezioni: sono presenti sia elementi a plasticità diffusa (modelli a fibre) che  elementi a plasticità concentrata (cerniere puntuali), inoltre sono implementati anche elementi “isolatori” (a frizione, elastomerico e a pendolo).

 Fattorizzazione  sparse in-core. Integrazioni nel dominio del tempo  (Wilson),  integratori statici Newton-Raphson, Newton-Raphson  linearsearch,  controllo in carico in spostamento, lunghezza d'arco, tolleranza su  spostamento, equilibrio, energia, solutori per matrici  sparse anche non  simmetriche.

  Il programma è dotato di una funzione, il  “MatTest”, ossia un'interfaccia grafica di controllo delle  proprietà dei materiali a  comportamento non lineare, che permette  di imporre deformazioni al materiale e visualizzarne il comportamento  sul diagramma  tensioni-deformazioni. Ciò per “testare” le assegnazioni ed il  comportamento del materiali  tramite grafici immediati  sforzo-deformazione o dominio plastico.

  In EE  le “azioni” sono definibili come carichi, spostamenti, accelerazioni  etc. variabili anche nel tempo (statiche,  costanti o crescenti  linearmente, transitorie: carichi, spostamenti,  accelerazioni). Le  azioni possono essere di numero illimitato ed applicate a differenti  punto della struttura. La variabilità  delle azioni nel tempo può essere  descritta anche tramite comodi  file in formato TXT (ad esempio  accelerogrammi con tre componenti di  velocità, accelerazione o  spostamento).

  La possibilità di documentare i risultati delle analisi  è affidata ai  “registratori” che sono appositamente  studiati per registrare i voluti  valori in nodi o elementi della  struttura a passo voluto. I registratori sono di moltissimi tipi e ne  possono essere attivati anche  più di uno contemporaneamente. Vi  sono dei registratori che consentono  di realizzare dei filmati che  mostrano il comportamento non lineare  della struttura e l'evoluzione  dello stato plastico dei vari elementi.

 Vi  è una sezione totalmente dedicata all'analisi pushover secondo DM2008 che permette la generazione automatica delle 16 condizioni di carico da  analizzare, con la distribuzione delle forze  relativa al Gruppo 1 e  Gruppo 2, e che, a calcolo eseguito, mostra i  risultati delle 16 analisi fornendo la curva di capacità,  l'elaborazione con la bilineare  associata ad un sistema equivalente ad  un grado di libertà, e fornisce tutti i dati salienti calcolati, registrando le azioni in corrispondenza dello spostamento massimo, con le quali devono essere  eseguite le verifiche di resistenza, come è richiesto, ad esempio, per un edificio in cemento armato  esistente.

SPECIFICHE

Iteratori: Lineare, Newton-Raphson, Newton-Raphson con ricerca lineare.

Integratori: Controllo di carico, di spostamento,  arclength, transitorio Newmark (nel dominio del tempo con  accelerogrammi), Capacity design con calcolo PGA limite (analisi  pushover).

Test di convergenza: spostamento, carico, energia.

Azioni: (illimitate cumulabili) condizioni di carico,  spostamento, accelerazione, velocità, a variazione costante, lineare,  sinusoidale, rettangolare, triangolare, diagrammatica assegnabili anche a  differenti gruppi di nodi specifici.

Tracciatori: (illimitati) diagrammi forza-spostamento generalizzati, cicli isteretici, pushover, spazio p-q.

Materiali uniassiali: elastico, elastico-perfettamente  plastico, hardening, viscoso, cavo, elastico no-tension,  elastico-perfettamente plastico con gap, aggregazione parallela,  aggregazione seriale, contatto, acciaio armatura (Pinto-Menegotto),  calcestruzzo (Kent-Park), ancoraggio armatura (bond-slip).

Materiali n-dimensionali: elastico, criteri di Ducker-Prager, von Mises, Cam-Clay, J2.

Sezioni: aggregatore (cerniere elasto plastiche  comunque definibili), fibre (anche editabile graficamente), shell a  fibre, sezioni terminali di elementi trave.

Constraint: beam, road, piano rigido (comunque inclinato), contatto, matrice assegnabile.

Elementi: Shell 4 e 8 nodi (non 3 nodi) con materiali  n-dimensionali staticamente condensati drilling con penality;  Deformazione Piana elastico o J2; Trave (non lineare force-based  corotazionale) elastica, a fibre, con aggregatore di sezione, con  elementi terminali con sezioni definibili; Truss (Asta) corotazionale  con materiali uniassiali compreso cavo preteso; Boundary elastico o con  materiali uniassiali, connessione rigida; Brick con materiali  n-dimensionali anche plastici e Cam-Clay. Shell 8 nodi curvo a layer  elasto-plastico (von Mises) e calcestruzzo; Isolatori sismici.