Materiali

I materiali sono necessari per la definizione delle sezioni trasversali. Le proprietà del materiale confluiscono nelle rigidità degli elementi.

Finestra di dialogo "Nuovo materiale"

Nome

È possibile impostare un nome qualsiasi per il materiale. Se la denominazione corrisponde a una voce della libreria, RSTAB legge i valori del materiale memorizzati. Per selezionare il materiale nella libreria, fare clic sul pulsante alla fine della riga di inserimento. L’acquisizione dei materiali è descritta nel capitolo Materialbibliothek.

Per i materiali della libreria, i 'Valori di Materiale di Base' sono preimpostati e non modificabili. Se si desidera utilizzare i valori personalizzati del materiale, è necessario spuntare il campo di controllo 'Materiale Personalizzato' nella sezione 'Opzioni' (vedere la sezione Materiale Personalizzato).

Base

La scheda Base gestisce i parametri di base del materiale. Offre anche opzioni di controllo per caratteristiche speciali che si possono impostare in schede supplementari.

Categorie

In questa sezione si definisce il tipo di materiale e il modello di materiale.

Tipo di Materiale

Il tipo di materiale determina quali parametri e coefficienti sono rilevanti per il dimensionamento. Questa classificazione determina anche i coefficienti parziali di sicurezza del materiale, considerati nel dimensionamento a seconda delle norme.

Per un materiale della libreria, è preimpostato uno dei seguenti tipi di materiale.

Tipi di materiali

Modello di Materiale

Nell'elenco sono disponibili i modelli di materiale 'Isotropo | Lineare Elasto' e 'Isotropo | Legno | Lineare Elasto (Elementi)' (per i materiali in legno).

Selezione del modello di materiale

Isotropo | Lineare Elasto

Le proprietà di rigidezza lineare-elastiche del materiale sono indipendenti dalla direzione. Possono essere descritte come segue:

Si applicano le seguenti condizioni:

• E > 0
• G > 0
• ν > -1

Isotropo | Legno | Lineare Elasto (Elementi)

Questo modello di materiale è disponibile per i materiali del tipo 'Legno'. Consente, ad esempio, di rappresentare le proprietà di un pannello OSB in un modello di elemento, che cattura le differenti rigidità in funzione della posizione installata. La posizione del pannello può essere impostata nella scheda 'Isotropo | Legno | Lineare Elasto (Elementi)' attraverso le due liste.

Parametri di un materiale ligneo elastico lineare isotropo per aste

Valori di Materiale di Base

In questa sezione della scheda 'Base' sono indicati i valori principali del materiale.

Sezione "Valori caratteristici di base"

Modulo di Elasticità

Il Modulo di Elasticità E descrive il rapporto tra tensione normale e deformazione.

Modulo di Taglio

Il Modulo di Taglio G, noto anche come Modulo di Scorrimento, è la seconda grandezza caratteristica per descrivere il comportamento elastico di un materiale lineare, isotropo e omogeneo. La deformazione in questo caso si basa su una tensione di taglio.

Coefficiente di Poisson

Il Coefficiente di Poisson ν, noto anche come Coefficiente di Contrazione Laterale, è necessario per determinare la contrazione laterale. Nei materiali isotropi, il coefficiente di contrazione laterale è solitamente compreso tra 0,0 e 0,5. A partire da un valore di 0,5 (ad esempio la gomma) è quindi presumibile che non si tratti di un materiale isotropo.

La relazione tra Modulo di Elasticità, Modulo di Taglio e Coefficiente di Poisson per un materiale isotropo è descritta nell'equazione Coefficiente di Poisson.

Quando si inserisce un Materiale Personalizzato con le sue proprietà isotrope, RSTAB determina il Coefficiente di Poisson dai valori del Modulo di Elasticità e del Modulo di Taglio. Queste impostazioni di base possono essere modificate, se necessario, nell'elenco 'Tipo di definizione'.

Tipo di Definizione

Peso Specifico / Densità

Il peso specifico γ descrive il peso del materiale per unità di volume. La specifica è particolarmente rilevante per il caso di carico "Peso Proprio": Il carico automatico del modello viene determinato dal peso specifico e dalle aree trasversali degli elementi usati.

La densità ρ descrive la massa del materiale per unità di volume. Questo dato è necessario per le analisi dinamiche.

Coefficiente di Dilatazione Termica

Il Coefficiente di Dilatazione Termica α descrive la relazione lineare tra variazioni di temperatura e lunghezza (dilatazione del materiale quando riscaldato, contrazione quando raffreddato).

Il Coefficiente di Dilatazione Termica è rilevante per i tipi di carico 'Temperatura' e 'Variazione di Temperatura'.

Opzioni

I campi di controllo in questa sezione della scheda 'Base' consentono di influenzare le caratteristiche del materiale. Dopo aver attivato un'opzione, vengono aggiunte nuove schede.

Sezione "Opzioni"

Materiale Personalizzato

Per i materiali della libreria, i valori dei materiali sono preimpostati. Pertanto, non possono essere modificati direttamente nei campi di inserimento. Per adattare le proprietà di un materiale, selezionare il campo di controllo 'Materiale Personalizzato'. Questo renderà accessibili i campi di inserimento dei valori di base nella scheda 'Base'. Allo stesso modo, nella scheda 'Valori del Materiale' è possibile modificare i valori specifici per il dimensionamento (vedere l'immagine Materialkennwerte anpassen). Nella scheda 'Modifica della Rigidità' è possibile scalare globalmente il Modulo di Elasticità e il Modulo di Taglio mediante un fattore (vedere l'immagine Materialsteifigkeit anpassen).

Dipendenza Termica

Per definire un materiale linearmente elastico con proprietà di tensione-deformazione dipendenti dalla temperatura, attivare i campi di controllo 'Personalizzato' e 'Dipendenza Termica'. Si possono quindi definire i valori caratteristici dipendenti dalla temperatura nella scheda Dipendenza Termica.

Stima dei Costi

Per la determinazione dei costi, vengono utilizzati i materiali assegnati ai vari oggetti. È possibile definire il costo unitario e le unità degli oggetti nella scheda Stima dei Costi.

Stima delle Emissioni di CO₂

Anche la stima delle emissioni di CO₂ si basa sui materiali assegnati ai vari oggetti. È possibile definire le emissioni per unità e le unità nella scheda Stima delle Emissioni di CO₂.

Texture Personalizzata

Con una texture personalizzata, è possibile assegnare al materiale una struttura di superficie. Gli oggetti verranno quindi visualizzati in modo molto realistico nel rendering. Selezionare dalla scheda 'Texture Personalizzata' una voce esistente oppure definire una nuova texture con il pulsante (vedere il capitolo Texturen).

Valori del Materiale

Nella scheda Valori del Materiale sono indicati tutti i valori del materiale che giocano un ruolo nell'analisi statica e nel dimensionamento dei moduli aggiuntivi.

Regolazione delle proprietà del materiale

Modifica della Rigidità

La scheda Modifica della Rigidità viene visualizzata se si spunta l'opzione Materiale Personalizzato nella scheda 'Base'. Qui si può regolare globalmente la rigidità del materiale, ad esempio per considerare i fattori di sicurezza o le proprietà materiali ridotte.

Regola la rigidezza del materiale

Nella lista della sezione 'Tipo di Modificazione' sono disponibili due opzioni:

• Fattore di Divisione per Moduli E e G
• Fattore di Moltiplicazione per Moduli E e G

Nella sezione 'Parametri', specificare il fattore con cui si desidera adattare la rigidità del materiale.

Dipendenza Termica

La scheda Dipendenza Termica viene visualizzata dopo aver selezionato nelle schede 'Base' le opzioni Materiale Personalizzato e Dipendenza Termica. Qui è possibile descrivere i valori caratteristici termicamente dipendenti del materiale. Le proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura vengono considerate per gli oggetti termicamente sollecitati dal calore o dalla variazione di temperatura. Nella calcolazione dei carichi termici, viene utilizzata la temperatura finale di ciascun passo.

Definizione delle proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura

Selezionare un valore caratteristico del materiale nella lista 'Valore Caratteristico Dipendente dalla Temperatura', ad esempio il Modulo di Elasticità. Creare quindi le righe di tabella necessarie con il pulsante , in modo da inserire riga per riga le temperature con i valori corrispondenti. I dati possono anche essere importati da un foglio Excel tramite il pulsante .

La 'Temperatura di Riferimento' definisce le rigidità per gli oggetti che non presentano carichi di temperatura. Ad esempio, con un valore di riferimento di 300 °C, per tutti gli elementi verrà utilizzato il Modulo di Elasticità ridotto in quel punto della curva di temperatura.

Libreria di Materiali Personalizzati

È possibile salvare un materiale personalizzato in una libreria come modello. In questo modo, non sarà necessario definire nuovamente le caratteristiche del materiale in ulteriori progetti.

Salvare il Materiale

Per salvare il materiale corrente come materiale personalizzato, dopo aver definito i valori del materiale, fare clic sul pulsante nella parte inferiore della sezione 'Valori di Base del Materiale'.

Salva materiale definito dall'utente nel database

Viene visualizzato il dialogo 'Nuovo Materiale Personalizzato'.

Finestra di dialogo "Nuovo materiale personalizzato"

Compilare il campo 'Nome' con la denominazione del materiale. Se necessario, è possibile adattare i valori del materiale. Con OK, il materiale personalizzato viene salvato nella libreria.

Leggere il Materiale

Per leggere un materiale personalizzato dalla libreria, fare clic sul pulsante nella sezione 'Valori di Base del Materiale'.

Importazione di materiale definito dall’utente dalla libreria

Viene visualizzato il dialogo 'Modifica Materiale Personalizzato'. In questa libreria dei materiali salvati (vedere immagine Dialogo 'Nuovo Materiale Personalizzato'), è possibile selezionare la voce appropriata e poi approvarla con OK.

Se si è letto un materiale personalizzato e si desidera modificare le caratteristiche generalmente, è possibile adattare i valori del materiale nella libreria dal pulsante (nella sezione 'Valori di Base del Materiale').

Stima dei Costi

La scheda Stima dei Costi viene visualizzata se si spunta l'opzione Stima dei Costi nella scheda 'Base'.

Impostazione costi unitari e unità per il materiale

Selezionare per gli oggetti strutturali 'Elementi' quale grandezza del materiale è rilevante per la stima dei costi: peso, volume o area.

Nella colonna 'Costo Unitario', inserire il valore di quanto costa un'unità del materiale. Nella lista della colonna 'Unità' sono disponibili diverse opzioni per i costi unitari.

Il programma determina direttamente i costi parziali dagli elementi assegnati al materiale sulla base del costo unitario.

Il 'Peso Totale' alla fine della tabella mostra il peso risultante dalla somma di tutti i pesi parziali attivati del materiale. Inoltre, viene indicata la percentuale di peso totale che questo materiale ha rispetto a tutti i materiali attivati per la stima dei costi.

I 'Costi Totali' mostrano il prezzo risultante dalla somma di tutti i costi parziali attivati del materiale. Inoltre, viene indicata la percentuale di costo totale che questo materiale ha rispetto al costo complessivo di tutti i materiali attivati per la stima dei costi.

I 'Costi Complessivi' sono il risultato della somma dei costi totali di tutti i materiali attivati per la stima dei costi.

Stima delle Emissioni di CO₂

La scheda Stima delle Emissioni di CO₂ viene visualizzata se si spunta l'opzione Stima delle Emissioni di CO₂ nella scheda 'Base'.

Definizione delle emissioni e delle unità del materiale

Indicare per gli oggetti strutturali 'Elementi' quale grandezza del materiale è rilevante per la stima delle emissioni di CO₂: peso, volume o area, ecc.

Nella colonna 'Emissione Unitaria', inserire il valore di quanto un'unità del materiale causa di emissioni di CO₂. Nella lista della colonna 'Unità' sono disponibili diverse unità di emissione per gli equivalenti di CO₂.

Le emissioni parziali di CO₂ vengono quindi determinate direttamente dal programma sulla base delle emissioni unitarie e delle caratteristiche degli oggetti strutturali assegnati al materiale. Il calcolo avviene così direttamente e non come in altri moduli aggiuntivi tramite una funzione separata.

Le 'Emissioni Totali' mostrano gli equivalenti di CO₂ risultanti dalla somma di tutte le emissioni parziali attivate del materiale. Inoltre, viene indicata la percentuale di emissioni che questo materiale ha rispetto alle emissioni totali di tutti i materiali attivati per la stima.

Le 'Emissioni Complessive' sono il risultato della somma delle emissioni totali di tutti i materiali attivati per la stima delle emissioni di CO₂.