La valutazione della deriva del piano in un edificio è fondamentale per garantire prestazioni strutturali accettabili limitando la quantità di deriva. Una deriva eccessiva ha il potenziale per indurre instabilità del sistema e può causare danni ai componenti non strutturali come le partizioni. Questo articolo descrive la procedura per determinare la deriva interpiano secondo ASCE 7-22 e l'add-on Modello edificio in RFEM 6.
Questo articolo presenta i concetti di base della dinamica strutturale e il loro ruolo nella progettazione sismica delle strutture. Grande enfasi è data alla spiegazione degli aspetti tecnici in modo comprensibile, in modo che i lettori senza una profonda conoscenza tecnica possano avere una visione dell'argomento.
L'articolo 4.1.8.7 del National Building Code of Canada (NBC) 2020 fornisce una procedura chiara per i metodi di analisi dei terremoti. Il metodo più avanzato, la procedura di analisi dinamica nell'articolo 4.1.8.12, dovrebbe essere utilizzato per tutti i tipi di struttura ad eccezione di quelli che soddisfano i criteri di cui al punto 4.1.8.7. Il metodo più semplicistico, la procedura della forza statica equivalente (ESFP) nell'articolo 4.1.8.11, può essere utilizzato per tutte le altre strutture.
Per valutare se è necessario considerare anche l'analisi del secondo ordine in un calcolo dinamico, il coefficiente di sensibilità della deriva dell'interpiano θ è fornito nella EN 1998-1, punti 2.2.2 e 4.4.2.2. Può essere calcolato e analizzato utilizzando RFEM 6 e RSTAB 9.
Per la verifica allo stato limite ultimo, EN 1998-1, i punti 2.2.2 e 4.4.2.2 richiedono un calcolo considerando la teoria del secondo ordine (effetto P-Δ). Questo effetto può essere trascurato solo se il coefficiente di sensibilità al drift dell'interpiano θ è inferiore a 0,1.
L'add-on analisi geotecnica fornisce a RFEM ulteriori modelli di materiale del suolo specifici che sono in grado di rappresentare in maniera adeguata il comportamento complesso dei materiali del suolo. Questo articolo tecnico ha lo scopo di fungere da introduzione e mostrare come è possibile determinare la rigidezza dipendente dalle tensioni dei modelli di materiale del suolo.
Sia la determinazione delle vibrazioni naturali che l'analisi dello spettro di risposta vengono sempre eseguite su un sistema lineare. Se nel sistema esistono non linearità, queste vengono linearizzate e quindi non prese in considerazione. Sono causate, ad esempio, da aste tese, vincoli esterni non lineari o cerniere non lineari. Questo articolo mostra come gestirle in un'analisi dinamica.
Poiché la determinazione realistica delle condizioni del suolo influenza in modo significativo la qualità dell'analisi strutturale degli edifici, RFEM 6 offre l'add-on Analisi geotecnica per determinare il corpo di suolo da analizzare.
Il modo per fornire i dati ottenuti dalle prove sul campo nell'add-on e utilizzare le proprietà dei campioni di terreno per determinare i blocchi di terreno di interesse è stato discusso nell'articolo della Knowledge Base "Creazione di corpi di terreno da campioni di terreno in RFEM 6". Questo articolo, d'altra parte, discuterà la procedura per calcolare i cedimenti e le pressioni del suolo per un edificio in cemento armato.
L'analisi dinamica in RFEM 6 e RSTAB 9 è divisa in diversi add-on. L'add-on Analisi modale è un prerequisito per tutti gli altri add-on dinamici, poiché esegue l'analisi delle vibrazioni naturali per modelli di aste, di superfici e di solidi.
L'analisi modale è il punto di partenza per l'analisi dinamica dei sistemi strutturali. Puoi usarlo per determinare i valori di vibrazione naturali come frequenze naturali, deformate modali, masse modali e coefficienti di massa modale efficaci. Questo risultato può essere utilizzato per la progettazione delle vibrazioni e può essere utilizzato per ulteriori analisi dinamiche (ad esempio, il carico di uno spettro di risposta).
È possibile modellare e analizzare le strutture in muratura in RFEM 6 con l'add-on Masonry Design che utilizza il metodo degli elementi finiti per la progettazione. Dato che nel programma è stato implementato un modello materiale non lineare per visualizzare il comportamento portante della muratura e i diversi meccanismi di rottura, si possono modellare complesse strutture in muratura, e possono essere eseguite analisi statiche e dinamiche. È possibile inserire e modellare le strutture in muratura direttamente in RFEM 6 e combinare il modello del materiale della muratura con tutti i comuni add-on di RFEM. In altre parole, è possibile progettare interi modelli di edifici in relazione alla muratura.
La qualità dell'analisi strutturale degli edifici è notevolmente migliorata quando le condizioni del suolo sono prese in considerazione nel modo più realistico possibile. In RFEM 6, è possibile determinare realisticamente il corpo del terreno da analizzare con l'aiuto dell'add-on Analisi geotecnica. Questo add-on può essere attivato nei dati di base del modello come mostrato nell'immagine 01.
L'analisi sismica è possibile in RFEM 6 utilizzando gli add-on Analisi modale e Analisi con spettro di risposta. Una volta eseguita l'analisi spettrale, è possibile utilizzare l'add-on Modello edificio per visualizzare le azioni dei piani, i drift degli interpiani e le forze nelle pareti di taglio.
L'analisi sismica in RFEM 6 è possibile utilizzando l'analisi modale e gli add-on per l'analisi dello spettro di risposta. Il concetto generale dell'analisi sismica in RFEM 6 si basa sulla creazione di un caso di carico per l'analisi modale e uno per l'analisi con spettro di risposta. I gruppi di standard per queste analisi sono impostati nella scheda Standard II dei Dati di base del modello.
Building Model è uno degli add-on di soluzioni speciali in RFEM 6. È uno strumento vantaggioso per la modellazione, con il quale i piani degli edifici possono essere creati e manipolati facilmente. Building Model può essere attivato all'inizio del processo di modellazione e successivamente.