Elemento frame inelastico basato sulle forze e con cerniera plastica - infrmFBPH

È la versione "con cerniera plastica" dell'elemento infrmFB; questo elemento, denominato infrmFBPH, è dotato di una formulazione simile a quella a plasticità diffusa basata sulle forze, ma concentra tale inelasticità all'interno di una lunghezza dell'elemento prefissata, come proposta da Scott and Fenves [2006].

I vantaggi di questa formulazione sono non solo un tempo di analisi ridotto (dal momento che l'integrazione delle fibre avviene solo per le due sezioni di estremità dell'elemento), ma anche un pieno controllo/calibrazione della lunghezza di cerniera plastica (o di diffusione dell'inelasticità), che permette il superamento di problemi di localizzazione, come discusso ad esempio in Calabrese et al. [2010].

È necessario definire il Numero di Fibre, da utilizzare nei calcoli dell'equilibrio effettuati ad ogni sezione d'integrazione dell'elemento. Il numero ideale di fibre sufficienti a garantire un'adeguata riproduzione della distribuzione sforzi-deformazioni nella sezione dell'elemento varia con la forma e le caratteristiche del materiale della sezione stessa nonchè con il grado di inelasticità al quale sarà spinto l'elemento. Come regola approssimativa generale, l'utente può considerare che una sezione ad un solo materiale sarà adeguatamente rappresentata da 100 fibre, mentre sezioni più complicate, soggette ad elevati livelli di inelasticità, richiedono normalmente l'utilizzo di 200 fibre o più. D'altra parte solo uno studio di sensitività condotto dall'utente caso per caso permette di stabilire inequivocabilmente il numero ottimale di fibre.

In aggiunta, è necessario definire anche la Lunghezza di Cerniera Plastica, facendo riferimento alla letteratura [e.g. Scott and Fenves 2006, Papadrakakis 2008, Calabrese et al. 2010] per ulteriori indicazioni.

Nella finestra di dialogo dell'elemento è anche possibile definire un valore di smorzamento specifico dell'elemento, in contrasto con lo smorzamento globale descritto qui. Per fare ciò, l'utente deve semplicemente premere sul pulsante Smorzamento e selezionare il tipo di smorzamento che meglio si adatta all'elemento in questione (l'utente deve far riferimento al menù Smorzamento per una discussione sui diversi tipi di smorzamento disponibili e per suggerimenti su quale possa essere la scelta migliore). Si ricorda, inoltre, che lo smorzamento definito al livello dell'elemento ha la precedenza sullo smorzamento globale; questo vuol dire che i coefficienti della matrice di smorzamento "calcolata a livello globale", che sono associati ai gradi di libertà di un dato elemento, saranno sostituiti da dei coefficienti calcolati (i) moltiplicando la matrice di massa dell'elemento per un parametro proporzionale alla massa, oppure (ii) moltiplicando la matrice di rigidezza dell'elemento per un parametro proporzionale alla rigidezza, oppure (iii) tramite il calcolo di una matrice di smorzamento di Rayleigh per l'elemento.

In maniera del tutto analoga all’elemento infrmFB, si possono compiere modifiche nei dettagli dell’armatura tramite l’utilizzo di un singolo elemento infrmFBPH per elemento strutturale, quando sono state definite sezioni multiple. Va osservato che queste sezioni possono differire solo nell’armatura (ossia, il tipo di sezione, le dimensioni e i materiali devono essere gli stessi).

Nota: Se viene definito uno smorzamento di Rayleigh al livello dell'elemento, applicando svariati coefficienti da un elemento all'altro, o rispetto a quelli impiegati nelle impostazioni dello smorzamento globale, allora verrà modellato uno smorzamento di Rayleigh "non-classico", in quanto lo smorzamento classico richiede la definizione di coefficienti uniformi.

Assi Locali e Notazioni per l'Output