È possibile eseguire un'analisi pushover?
Risposta
In RFEM è possibile calcolare la curva di capacità (detta anche curva pushover). I dati della curva di capacità possono essere esportati in Excel. Si seguito è illustrata la procedura per la determinazione e la valutazione della curva non-lineare:
1a) Diverse possibilità per la definizione delle cerniere non-lineari:
- Cerniera plastica secondo FEMA 356: cerniera non-lineare (elasto-plastica o rigido-plastica) con valori di snervamento predefiniti nel diagramma e criteri di accettazione per aste di acciaio (capitolo 5 in FEMA 356). I limiti di snervamento delle aste dipendono dalle sezioni trasversali e sono impostati automaticamente. È possibile modificare tutti valori della cerniera di tipo "FEMA" con valori definiti dall'utente. La finestra di dialogo della cerniera plastica è mostrata in figura 1.
- Cerniera plastica secondo EN 1998-3: definizione bilineare del diagramma della cerniera. Anche le cerniere bilineari hanno valori predefiniti di snervamento, criteri di accettazione e limiti di snervamento delle sezioni trasversali. È possibile modificare i valori manualmente.
Durante la valutazione dei risultati dei diversi step di carico, le cerniere plastiche sono visualizzate con colori differenti che dipendono dallo stato di plasticizzazione in modo da facilitare la valutazione del superamento dei criteri di accettazione.
1b) È possibile anche usare la non-linearità delle aste di tipo "Cerniera plastica" in RFEM, definendo un comportamento perfettamente plastico con limiti di snervamento definiti dall'utente. Il principale vantaggio di tale opzione è che la posizione della cerniera plastica viene determinata automaticamente durante il calcolo iterativo, come mostrato nella figura 2.
2) Definizione dello schema di carico per l'analisi non-lineare:
- È possibile definire i carichi manualmente in un caso di carico, p.es. è possibile usare schemi di carico uniformi
- Per ottenere una distribuzione del carico secondo una forma modale della struttura è possibile usare RF-DYNAM Pro Equivalent Loads. RF-DYNAM Pro calcola gli autovalori, le forme modali e i carichi equivalenti sulla base di un'analisi modale con spettro di risposta. Per ogni autovalore selezionato il modulo aggiuntivo esporta automaticamente i carichi equivalenti in un caso di carico di RFEM.
3) Incrementi di carico in RFEM: nei parametri di carico dei casi di carico è possibile definire un carico che cresce in modo incrementale. È possibile analizzare i risultati di ogni step di carico. In modo particolare, con l'uso delle cerniere plastiche è possibile studiare gli stati di plasticizzazione facilmente con l'uso dei colori. È importante scalare i carichi equivalenti esportati (da RF-DYNAM Pro) per evitare incrementi di carico troppo elevati.
La figura 3 illustra un caso di carico esportato da RF-DYNAM Pro e i parametri di calcolo raccomandati.
4) Diagrammi di calcolo per la determinazione della curva di capacità: è possibile trovare tali diagrammi in "Parametri di calcolo generali". Nel grafico è possibile visualizzare il taglio alla base sull'asse verticale e le deformazioni del piano copertura sull'asse orizzontale, che costituiscono le curva pushover. I dati possono essere esportati in Excel. La curva di capacità è mostrata in figura 4.
La visualizzazione colorata delle cerniere plastiche è mostrata in figura 5, dove è stato utilizzato il criterio di accettazione secondo FEMA 356.
Gli ulteriori passi dell'analisi pushover (calcolo dello spettro inelastico e performance point) possono essere eseguiti ad esempio in Excel.
1a) Diverse possibilità per la definizione delle cerniere non-lineari:
- Cerniera plastica secondo FEMA 356: cerniera non-lineare (elasto-plastica o rigido-plastica) con valori di snervamento predefiniti nel diagramma e criteri di accettazione per aste di acciaio (capitolo 5 in FEMA 356). I limiti di snervamento delle aste dipendono dalle sezioni trasversali e sono impostati automaticamente. È possibile modificare tutti valori della cerniera di tipo "FEMA" con valori definiti dall'utente. La finestra di dialogo della cerniera plastica è mostrata in figura 1.
- Cerniera plastica secondo EN 1998-3: definizione bilineare del diagramma della cerniera. Anche le cerniere bilineari hanno valori predefiniti di snervamento, criteri di accettazione e limiti di snervamento delle sezioni trasversali. È possibile modificare i valori manualmente.
Durante la valutazione dei risultati dei diversi step di carico, le cerniere plastiche sono visualizzate con colori differenti che dipendono dallo stato di plasticizzazione in modo da facilitare la valutazione del superamento dei criteri di accettazione.
1b) È possibile anche usare la non-linearità delle aste di tipo "Cerniera plastica" in RFEM, definendo un comportamento perfettamente plastico con limiti di snervamento definiti dall'utente. Il principale vantaggio di tale opzione è che la posizione della cerniera plastica viene determinata automaticamente durante il calcolo iterativo, come mostrato nella figura 2.
2) Definizione dello schema di carico per l'analisi non-lineare:
- È possibile definire i carichi manualmente in un caso di carico, p.es. è possibile usare schemi di carico uniformi
- Per ottenere una distribuzione del carico secondo una forma modale della struttura è possibile usare RF-DYNAM Pro Equivalent Loads. RF-DYNAM Pro calcola gli autovalori, le forme modali e i carichi equivalenti sulla base di un'analisi modale con spettro di risposta. Per ogni autovalore selezionato il modulo aggiuntivo esporta automaticamente i carichi equivalenti in un caso di carico di RFEM.
3) Incrementi di carico in RFEM: nei parametri di carico dei casi di carico è possibile definire un carico che cresce in modo incrementale. È possibile analizzare i risultati di ogni step di carico. In modo particolare, con l'uso delle cerniere plastiche è possibile studiare gli stati di plasticizzazione facilmente con l'uso dei colori. È importante scalare i carichi equivalenti esportati (da RF-DYNAM Pro) per evitare incrementi di carico troppo elevati.
La figura 3 illustra un caso di carico esportato da RF-DYNAM Pro e i parametri di calcolo raccomandati.
4) Diagrammi di calcolo per la determinazione della curva di capacità: è possibile trovare tali diagrammi in "Parametri di calcolo generali". Nel grafico è possibile visualizzare il taglio alla base sull'asse verticale e le deformazioni del piano copertura sull'asse orizzontale, che costituiscono le curva pushover. I dati possono essere esportati in Excel. La curva di capacità è mostrata in figura 4.
La visualizzazione colorata delle cerniere plastiche è mostrata in figura 5, dove è stato utilizzato il criterio di accettazione secondo FEMA 356.
Gli ulteriori passi dell'analisi pushover (calcolo dello spettro inelastico e performance point) possono essere eseguiti ad esempio in Excel.
Parole chiave
Cerniere plastiche, pushover, FEMA 356, EN 1998-3, curva di capacità, Metodo N2, analisi modale, spettro di risposta, criterio di accettazione
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