Elementi

I diversi elementi che costituiscono la struttura vengono definiti nel modulo Elementi, dove è necessario specificare il loro nome, la classe di appartenenza, i nodi corrispondenti, gli offset rigidi, i rilasci di forze/momenti alle estremità ed eventualmente il tempo/F.C. di attivazione.

Per ciascun elemento è possibile definire un tempo/F.C. (fattore di carico) di attivazione (e disattivazione). I valori di default sono -1e20 per l'attivazione (per soddisfare le analisi pushover cicliche) e 1e20 per la disattivazione; questo significa che l'elemento è già in funzione all'inizio dell'analisi e non verrà disattivato durante lo svolgimento di questa.

Come in tutti gli altri moduli, l'utente può aggiungere nuovi elementi (anche in modalità input grafico) ed eliminare/modificare elementi esistenti precedentemente selezionati (si veda il capitolo Strumenti di Modifica). In aggiunta, sono disponibili anche gli strumenti Duplica e Suddividi.

Come nel caso dei nodi, lo strumento Duplica permette la generazione automatica di nuovi elementi attraverso la "ripetizione" di quelli esistenti. Funziona allo stesso modo della generazione automatica dei nodi, con la differenza che al posto delle coordinate nodali vengono incrementati i nomi dei nodi. Questo strumento, ovviamente, richiede che i nomi degli elementi rispettino il formato numero (es. 100) o parola+numero (es. elm20).

La Suddivisione Elemento, invece, ha lo scopo di fornire all'utente uno strumento per una suddivisione facile e veloce degli elementi frame esistenti, in modo da raffinare la mesh in zone localizzate (ad esempio per aumentare la precisione delle analisi in zone di elevata inelasticità individuate, in genere, dopo aver effettuato un'analisi con una mesh grossolana). La creazione dei nuovi nodi interni, la generazione dei nuovi elementi più piccoli e l'aggiornamento dei collegamenti degli elementi stessi vengono gestiti in modo automatico dal programma. Gli utenti possono suddividere gli elementi esistenti in 2, 4, 5 e 6 componenti più piccole, la cui lunghezza è calcolata come percentuale della dimensione dell'elemento originale, così come definito nelle Impostazioni di Progetto.

Nel seguito, viene fornita una panoramica dei requisiti di connettività per ciascuno tipo di elemento disponibile in SeismoStruct.

Elementi frame elastici ed inelastici - infrmDB, infrmFB, infrmFBPH, infrmDBPH, elfrm & elfrmH

Per questi tipi di elementi devono essere definiti due nodi, che rappresentano i nodi di estremità dell'elemento e servono per definire la sua lunghezza, la posizione nello spazio e la direzione (asse locale 1). Un angolo di rotazione oppure un terzo nodo è necessario per determinare l'orientamento della sezione trasversale dell'elemento (assi locali 2 e 3), come descritto qui. Gli utenti sono invitati a fare uso di un nodo non-strutturale nella definizione di questo terzo nodo. Inoltre si raccomanda che lo stesso nodo non-strutturale venga impiegato nella definizione del terzo nodo di tutti gli elementi trave-colonna posizionati sullo stesso piano (si veda la discussione sui sistemi di riferimento globale e locale).

In aggiunta, per ogni elemento frame è possibile specificare le Lunghezze degli offset rigidi (nelle coordinate globali) assegnando, rispettivamente, un valore ai nodi di estremità (chiamati Nodo 1 e Nodo 2) per ciascuna direzione X, Y e Z. Inoltre, è anche possibile 'rilasciare' uno o più gradi di libertà dell'elemento (forze o momenti) tramite il comando Rilasci di forze/momenti alle estremità. Va osservato che tali "rilasci" devono essere precisati nel sistema di coordinate locali dell'elemento.

Elemento pannello di tamponamento - infill

Per questo tipo di elemento devono essere definiti quattro nodi che corrispondono agli angoli del pannello di tamponamento. Questi nodi devono essere inseriti in senso antiorario a partire dall'angolo in basso a sinistra, e devono tutti appartenere allo stesso piano. Va osservato che le bielle interne (internal struts) 1, 2 e 5 del pannello collegheranno il primo e il terzo nodo, mentre le bielle 3, 4 e 6 collegheranno il secondo e il quarto angolo del pannello.

Elemento truss inelastico - truss

Per questo tipo di elemento devono essere definiti due nodi, di solito corrispondenti alle estremità dell'elemento stesso (cioè un elemento truss per ogni elemento strutturale), a meno che non vi sia la necessità di modellare l'instabilità dell'elemento; in questo caso devono essere impiegati due o più elementi truss (compresa un'imperfezione iniziale) per ogni elemento strutturale.

Elemento muratura - masonry

Sono necessari due nodi per definire questo tipo di elementi, che rappresentano i nodi di estremità, che vanno quindi a definire la sua lunghezza, posizione nello spazio e direzione (asse locale 1). Si deve definire un angolo di rotazione o un terzo nodo per definire l'orientamento della sezione dell'elemento (assi locali 2 e 3), per come sono descritti nel sistema degli assi Globali e locali.

Inoltre, per ciascun elemento si possono specificare le lughezze dei Rigid offset (in coordinate globali) assegnando un valore per dX, dY e dZ rispettivamente ai nodi 1 e 2.

Elemento rack - rack & rackH

Sono necessari due nodi per definire questo tipo di elemento, che rappresentano i nodi di estremità dell'elemento, così si definisce la sua lunghezza, posizione nello spazio e direzione (asse locale 1). Si deve definire un angolo di rotazione o un terzo nodo per definire l'orientamento della sezione dell'elemento (assi locali 2 e 3), per come sono descritti nel sistema degli assi Globali e locali.

Elementi link - linlink, NLlink, ssilink1, ssilink2, isolator1 & isolator2

Per questo tipo di elemento devono essere definiti quattro nodi. I primi due sono i nodi di estremità dell'elemento e devono essere inizialmente coincidenti, in quanto tutti gli elementi link hanno una lunghezza iniziale pari a zero. Quest'ultima condizione implica la necessità di un terzo nodo per definire l'asse locale (1), osservando che l'orientamento di questo asse dopo la deformazione è determinato dal suo orientamento iniziale e dalla rotazione globale del primo nodo dell'elemento. Il quarto nodo viene utilizzato per definire gli assi locali (2) e (3), seguendo la convenzione descritta nel capitolo sistemi di riferimento globale e locale. Si consiglia agli utenti di utilizzare nodi non-strutturali nella definizione del terzo e quarto nodo dell'elemento link.

Elemento massa concentrata - lmass

Per questo tipo di elemento deve essere definito un singolo nodo. Nei telai di edifici soggetti ad eccitazioni orizzontali è consuetudine assegnare un elemento massa concentrata ad ogni nodo trave-pilastro, sebbene un elemento per piano sia in grado di offrire una sufficiente precisione nella maggior parte delle applicazioni (nei casi in cui l'eccitazione verticale e la deformazione assiale delle travi siano trascurabili). Quando si analizzano i ponti, d'altra parte, è comune concentrare la massa inerziale dell'impalcato ai nodi di intersezione pila-impalcato, a meno che non sia necessario l'impiego di un approccio più rigoroso [es. Casarotti and Pinho, 2006].

Elemento massa distribuita - dmass

Per questo tipo di elemento devono essere definiti due nodi, di solito corrispondenti alle estremità dell'elemento stesso (cioè un elemento dmass per ogni colonna, trave, ecc.), a meno che non siano previsti spostamenti di grandi dimensioni, nel qual caso devono essere impiegati due o più elementi massa distribuita per ogni elemento.

Elemento di dissipazione viscosa - dashpt & NLdashpt

Per questo tipo di elemento deve essere definito un singolo nodo (il secondo nodo del dashpot si presume che sia fissato al suolo).

Note

Mentre una mesh troppo grossolana di elementi finiti può comportare l'impossibilità di riprodurre con precisione certe forme/meccanismi di risposta, una mesh esageratamente raffinata (ad esempio costituita da elementi frame di lunghezza inferiore all'altezza della sezione trasversale) può portare ad analisi inutilmente lunghe e, in alcuni casi, a soluzioni meno stabili. Quindi, si consiglia di prendere decisioni ben equilibrate e misurate in base al livello di raffinatezza della mesh che si intende introdurre, realizzando idealmente studi di sensibilità al fine di definire il punto di equilibrio ottimale tra accuratezza, stabilità numerica e tempi di esecuzione delle analisi.
Possono essere definiti al massimo 50000 elementi.
Gli utenti possono cambiare in una sola operazione, per esempio, il nodo non-strutturale utilizzato in un gran numero di elementi, sfruttando ancora una volta la selezione multipla e gli strumenti di modifica disponibili in questo e in altri moduli.