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FabioDS

Modellazione in analisi non lineare

FabioDS 2016-02-10 18:20:51


Domanda
In EdiLus-CA, come vengono schematizzati gli elementi a comportamento non lineare? Si utilizza il modello a plasticità concentrata (cerniere plastiche) o a plasticità diffusa (modellazione a fibre)?

Risposta
In EdiLus-CA il calcolo non lineare è condotto su un modello a fibre a plasticità diffusa.

La modellazione a fibre
Nella modellazione a fibre la sezione è discretizzata in areole (appunto le fibre) e la non linearità è gestita a livello di materiale. Pertanto, sono richiesti i diagrammi sforzo-deformazione dei materiali costituenti.

Clicca qui per vedere un'immagine esplicativa di una sezione discretizzata a fibre nel proprio piano.

Dall'immagine allegata si evince che, a livello di legame costitutivo, è possibile differenziare il comportamento dei materiali costituenti la sezione.
Ad esempio, nel caso di cemento armato nuovo è possibile differenziare il comportamento del calcestruzzo del nucleo (calcestruzzo confinato dalle staffe) da quello del copriferro (calcestruzzo non confinato). Alle fibre del nucleo sarà assegnato, pertanto, un legamo costitutivo diverso da quello assegnato alle fibre del copriferro. Alle fibre rappresentanti i tondini di armatura è assegnato il legame costitutivo dell'acciaio.
Nel caso di cemento armato esistente è possibile differenziare, per il calcestruzzo e per l'acciaio, il comportamento dei materiali esistenti da quello dei materiali nuovi (ad esempio il calcestruzzo e l'acciaio delle incamiciature).
Infine, alle fibre schematizzanti gli altri interventi (FRP, incamiciature in acciaio, ecc) sarà assegnato il legame costitutivo del materiale costituente l'intervento.
E' possibile visualizzare e modificare il legame costitutivo di un materiale accedendo nell'archivio "Materiali" del Navigatore nel Tab "Caratteristiche non lineari".

Clicca qui per vedere dove visualizzare i legami costitutivi.

Di default la sezione è discretizzata in 500 fibre per metro quadro. Il tecnico, attraverso la "Modifica configurazione del solutore", può modificare tale parametro.

Clicca qui per vedere dove modificare la configurazione del solutore.
Clicca qui per vedere dove imporre il numero di fibre per metro quadro nei "Parametri Avanzati" della "Configurazione del Solutore".

La modellazione dell'elemento beam in analisi non lineare
La schematizzazione dell'elemento beam avviene come indicato nella seguente immagine:



In particolare:
1) L'elemento è suddiviso in tre segmenti delimitati da sezioni meshate nel piano yz;
2) Di default (ovvero valore "0" nella successiva immagine), in ogni segmento sono individuate 5 sezioni di controllo (punti di integrazione, gestibili in numero dall’utente) con caratteristiche ottenute interpolando quelle assegnate agli estremi;
3) La matrice di flessibilità di un segmento è ottenuta con integrazione numerica (Gauss-Lobatto) attraverso il calcolo della flessibilità delle sezioni di controllo (Metodo delle forze);
4) La matrice di flessibilità del tratto flessibile è la somma delle matrici dei segmenti;
5) La matrice di rigidezza dell’elemento è ottenuta invertendo quella di deformabilità.

Clicca qui per vedere dove imporre il numero di punti di integrazione nei "Parametri Avanzati" della "Configurazione del Solutore".

La modellazione dell'elemento shell in analisi non lineare
L'elemento shell è un elemento multistrato con diversi materiali comprendenti anche eventuali rinforzi. Di default, la parte omogenea della sezione è divisa in otto strati per tener conto del loro differente comportamento quando il materiale entra in campo non lineare. Ogni strato, di default, è diviso in quattro sottostrati e l’evoluzione del comportamento del materiale (la deformazione) è rilevata alla superficie inferiore e superiore di ogni sottostrato. Nel sottostrato gli sforzi variano linearmente.

Clicca qui per vedere un esempio di discretizzazione di una parete in cemento armato.
Clicca qui per vedere dove definire le caratteristiche dell'elemento shell non lineare nei "Parametri Avanzati" della "Configurazione del Solutore".

Per ulteriori approfondimenti sulla modellazione in analisi non lineare si consiglia di consultare il manuale del solutore Microsap.

Clicca qui per vedere come accedere al manuale del solutore Microsap.