Vincoli Interni

Le diverse condizioni di vincolo interno della struttura sono definite nel modulo Vincoli Interni, dove deve essere specificato il tipo di vincolo, il nodo master associato, i gradi di libertà vincolati e i nodi slave. Come in tutti gli altri moduli, l'utente può aggiungere nuove condizioni (anche in modalità input grafico) ed eliminare/modificare condizioni di vincolo esistenti (si veda il capitolo Strumenti di Modifica). In aggiunta è disponibile anche lo strumento Duplica.

Come nel caso degli elementi, lo strumento Duplica permette la generazione automatica di nuove condizioni di vincolo interno attraverso la "ripetizione" di quelle esistenti. Funziona allo stesso modo della generazione automatica degli elementi, con la differenza che in questo caso vengono incrementati solo i nomi dei nodi (master e slave). Questo strumento richiede che i nomi dei nodi rispettino il formato numero (es. 111) o parola+numero (es. n111).

In SeismoStruct sono disponibili tre diversi tipi di vincoli interni: i Collegamenti Rigidi, i Diaframmi Rigidi e i GDL Equivalenti. Nel seguito, viene fornita una panoramica per ciascun tipo.

Collegamento Rigido (Rigid Link)
Vincola internamente alcuni gradi di libertà dei nodi slave ad un nodo master tramite un collegamento rigido. In altre parole, le rotazioni dei nodi slave sono uguali alle rotazioni del nodo master, mentre le traslazioni dei primi sono calcolate assumendo la presenza di un braccio rigido di collegamento con quest'ultimo (nodo master). Per questo tipo di vincolo devono, quindi, essere definiti sia il nodo master che i nodi slave, e devono essere assegnate le condizioni di vincolo (gradi di libertà) dei nodi slave rispetto al nodo master.

Diaframma Rigido (Rigid Diaphragm)
Vincola internamente alcuni gradi di libertà dei nodi slave ad un nodo master tramite l'utilizzo di piani rigidi (cioè tutti i nodi vincolati ruoteranno/si sposteranno su uno stesso piano mantenendo invariata la loro posizione relativa, come se fossero tutti collegati da bracci rigidi). Come per il caso del Collegamento Rigido, devono essere definiti sia il nodo master che i nodi slave, con il nodo master tipicamente corrispondente al baricentro del diaframma. Inoltre, devono anche essere assegnate le condizioni di vincolo in termini di connessioni di piano rigido (piano X-Y, X-Z e Y-Z).

GDL Equivalente (Equal DOF)
Vincola internamente alcuni gradi di libertà dei nodi slave ad un nodo master. A differenza del Collegamento Rigido, in questo caso tutti i gradi di libertà vincolati (rotazioni e traslazioni) dei nodi master e slave sono caratterizzati dallo stesso esatto valore (cioè tra i due tipi di nodi non esistono bracci rigidi). Anche per questo tipo di vincolo devono essere definiti sia il nodo master che i nodi slave, e devono essere assegnate le condizioni di vincolo (gradi di libertà) dei nodi slave rispetto al nodo master.

Note

In generale, la posizione del nodo master del diaframma rigido deve corrispondere al centro di massa di ogni piano (si fa notare che la posizione dei nodi master dei diaframmi rigidi nei modelli 3D creati con lo strumento Wizard è puramente dimostrativa e non necessariamente corretta).
Va notato, inoltre, che vincolando tutti i nodi di un determinato piano ad un diaframma rigido può causare un irrigidimento/sovraresistenza artificiale delle travi, dato che a queste ultime viene impedito di deformarsi assialmente (si ricorda che gli elementi nonlineari a fibre, non vincolati e soggetti a flessione, tendono a deformarsi assialmente, dal momento che l'asse neutro non è nel baricentro della sezione). Gli utenti sono quindi invitati a prestare molta attenzione nell'impiego dei vincoli di diaframma rigido, selezionando attentamente i nodi del piano che devono essere vincolati.
L'applicazione di carichi in spostamento ai nodi vincolati a spostarsi insieme può portare a problemi di convergenza (perché gli spostamenti applicati possono essere in contrasto con il vincolo). Tra i numerosi scenari di modellazione, questo fenomeno è particolarmente rilevante nello svolgimento dell'analisi Pushover Adattiva basata sugli spostamenti su un modello 3D con carichi in spostamento distribuiti su tutto il piano (in questo caso il diaframma dovrebbe essere eliminato oppure i carichi in spostamento dovrebbero essere applicati solo sui lati del piano).
Nelle versioni precedenti di SeismoStruct, gli elementi link caratterizzati dalla curva di risposta lin_sym erano tipicamente impiegati per modellare le cerniere (rigidezza nulla) e/o i vincoli interni. Tuttavia, gli utenti ora possono utilizzare la funzione GDL Equivalente di questo modulo (Vincoli Interni) per raggiungere lo stesso obiettivo: ad esempio, una cerniera può essere modellata con l'introduzione di un GDL Equivalente definito per i soli gradi di libertà traslazionali.
Va notato che, quando solo due nodi sono vincolati tra di loro, da un punto di vista della programmazione agli Elementi Finiti, i nodi master e slave sono identici; entrambi sono "semplicemente" due nodi collegati tra loro. Si prega di far riferimento alla letteratura per ulteriori discussioni su questo argomento [es. Cook et al., 1989; Felippa, 2004].