Sistemi di riferimento globale e locale

In SeismoStruct il sistema di riferimento globale è costituito da una terna di assi cartesiani x-y-z impiegati per definire la lunghezza (x), la profondità (y) e l’altezza (z) di tutti i modelli strutturali. In aggiunta a tale terna, SeismoStruct richiede anche l’assegnazione di un sistema di coordinate locali 1-2-3 per ciascun elemento strutturale, definito in modo tale che l’orientamento degli elementi nello spazio sia noto. Per convenzione, la direzione locale (1) si riferisce all’asse dell’elemento, mentre le direzioni (2) e (3) definiscono il piano della sezione e il suo orientamento. Anche se non esiste un’imposizione sull’assegnazione degli assi locali (2) e (3), è una regola comune associare l’asse (2) alla direzione “più debole” e di conseguenza l’asse (3) alla direzione “più forte” dell’elemento, come mostrato nella figura seguente con riferimento ad un elemento 'trave'. Questa è anche la convenzione adottata nei disegni esplicativi utilizzati per la descrizione delle sezioni in SeismoStruct.

Mentre l’orientamento del vettore locale (1) è definito, senza ambiguità, dalla linea che collega i due nodi di estremità dell’elemento (la direzione positiva è quella che va dal nodo n1 al nodo n2), è richiesto anche un terzo punto di riferimento per poter pienamente descrivere l’orientamento dei rimanenti due assi locali. A partire dalla versione 6 del software l'orientamento dell'elemento può essere ottenuto in due modi:

1. mediante la definizione di un angolo di rotazione, che è posto uguale a 0 di default (i modelli costruiti col Wizard seguono questa regola), oppure
2. definendo nodi aggiuntivi, chiamati 'nodo di orientamento'. Se il nodo selezionato è l'oggetto 'default', l'orientamento dell'elemento viene calcolato automaticamente dal programma, altrimenti dipenderà dalla posizione del nodo selezionato.

Il nodo di orientamento permette di descrivere il piano (1-3) nel quale giace il vettore (3), la direzione del vettore (perpendicolare all’asse (1)) e il suo orientamento (diretto verso n3), come mostrato nella figura sottostante. Il vettore locale (2) è quindi definito automaticamente dal prodotto vettoriale dei vettori (1) e (3), con la direzione positiva data dalla cosiddetta 'regola della mano destra'.

La maggior parte delle strutture modellate con SeismoStruct è definita tramite telai nel piano con elementi a sviluppo verticale (ad esempio pareti strutturali e colonne) con sezione simmetrica e travi a T orizzontali che non sono simmetriche rispetto al loro asse (2). Quindi la selezione dell'oggetto 'default' come 'terzo nodo' può risultare molto vantaggiosa.

Nota: In generale, un angolo di rotazione pari a 0 significa che l'asse locale (3) è verticale. Gli elementi verticali (con asse (1) verticale) sono un caso particolare; per tali elementi un angolo pari a 0 significa che l'asse locale (3) è orientato lungo la direzione X.