I materiali sono necessari per definire le sezioni trasversali. Le proprietà fisiche dei materiali confluiscono nelle rigidezze delle aste.
Nome
È possibile definire un nome qualsiasi per il materiale. Se la designazione corrisponde a una voce della libreria, RSTAB legge le proprietà del materiale memorizzate. Per selezionare il materiale nella libreria, fare clic sul pulsante
alla fine della riga di input. L'importazione dei materiali è descritta nel capitolo Libreria dei materiali.
Per i materiali dalla libreria, le 'Proprietà fondamentali del materiale' sono preimpostate e non modificabili. Se si desidera utilizzare proprietà del materiale definite dall'utente, spuntare il campo di controllo Materiale definito dall'utente nella sezione 'Opzioni' (vedere la sezione Materiale definito dall'utente).
Base
La scheda Base gestisce i parametri fondamentali del materiale. Offre inoltre opzioni di controllo per proprietà particolari che è possibile definire in schede aggiuntive.
Categorie
In questa sezione si definiscono il tipo di materiale e il modello di materiale.
Tipo di materiale
Il tipo di materiale controlla quali parametri e coefficienti sono rilevanti per la verifica. Questa classificazione determina anche i coefficienti parziali di sicurezza del materiale che vengono considerati nella verifica secondo la norma.
Per un materiale della libreria è preimpostato uno dei seguenti tipi di materiale.
Modello di materiale
Nell'elenco sono disponibili i modelli di materiale 'Isotropo | Linearmente elastico' e 'Isotropo | Legno | Linearmente elastico (aste)' (per materiali in legno).
Isotropo | Linearmente elastico
Le proprietà di rigidezza elastico-lineari del materiale sono indipendenti dalla direzione. Possono essere descritte come segue:
|
E |
Modulo E |
|
G |
Modulo di taglio |
|
ν |
deformazione trasversale |
Valgono le seguenti condizioni:
- E > 0
- G > 0
- ν > -1
Isotropo | Legno | Linearmente elastico (aste)
Questo modello di materiale è disponibile per materiali del tipo 'Legno'. Consente, ad esempio, di rappresentare le proprietà di una lastra OSB in un modello di asta che rileva le diverse rigidezze in funzione della posizione di installazione. La posizione della lastra può essere definita nella scheda 'Isotropo | Legno | Linearmente elastico (aste)' tramite i due elenchi.
Proprietà fondamentali del materiale
In questa sezione della scheda 'Base' sono indicate le proprietà più importanti del materiale.
Modulo di elasticità
Il modulo di elasticità descrive il rapporto tra tensione assiale e deformazione.
Modulo di taglio
Il modulo di taglio G, chiamato anche modulo di scorrimento, è il secondo parametro per descrivere il comportamento elastico di un materiale lineare, isotropo e omogeneo. La deformazione si basa in questo caso su una tensione tangenziale.
Coefficiente di Poisson
Il coefficiente di Poisson ν è necessario per determinare la contrazione trasversale. Per materiali isotropi, il coefficiente di Poisson è generalmente compreso tra 0,0 e 0,5. A partire da un valore di 0,5 (ad esempio gomma), si deve pertanto presumere 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.
Se si inserisce un Materiale definito dall'utente con le sue proprietà isotrope, RSTAB determina il coefficiente di Poisson dai valori del modulo di elasticità e del modulo di taglio. Questa preimpostazione può essere modificata, se necessario, nell'elenco 'Tipo di definizione'.
Tipo di definizione
| E | G | (ν) | Il coefficiente di Poisson viene determinato dal modulo di elasticità e dal modulo di taglio |
| E | (G) | ν | Il modulo di taglio viene determinato dal modulo di elasticità e dal coefficiente di Poisson |
| E | G | ν | Modulo di elasticità, modulo di taglio e coefficiente di Poisson sono indipendenti l'uno dall'altro |
Peso specifico / Densità
Il peso specifico γ descrive il peso del materiale per unità di volume. L'indicazione è particolarmente importante per il caso di carico "Peso proprio": Il peso proprio automatico del modello viene determinato dal peso specifico e dalle aree della sezione delle aste utilizzate.
La densità ρ descrive la massa del materiale per unità di volume. Questa indicazione è necessaria per le analisi dinamiche.
Coefficiente di dilatazione termica
Il coefficiente di dilatazione termica α descrive la relazione lineare tra variazioni di temperatura e di lunghezza (deformazione del materiale in caso di riscaldamento, compressione in caso di raffreddamento).
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 proprietà del materiale. Dopo l'attivazione di un'opzione, vengono aggiunte nuove schede.
Materiale definito dall'utente
Per i materiali dalla libreria, le proprietà del materiale sono preimpostate. Non possono quindi essere modificate direttamente nei campi di input. Per adattare le proprietà di un materiale, attivare il campo di controllo 'Materiale definito dall'utente'. In questo modo i campi di input delle proprietà fondamentali del materiale nella scheda 'Base' diventano accessibili. Allo stesso modo, è possibile modificare le proprietà specifiche della verifica nella scheda 'Proprietà del materiale' (vedere l'immagine Adattare le proprietà del materiale). Nella scheda 'Modifica della rigidezza' è possibile scalare globalmente il modulo di elasticità e il modulo di taglio con un fattore (vedere l'immagine Adattare la rigidezza del materiale).
Dipendente dalla temperatura
Per definire un materiale linearmente elastico con proprietà tensione-deformazione dipendenti dalla temperatura, attivare i campi di controllo 'Materiale definito dall'utente' e 'Dipendente dalla temperatura'. È quindi possibile definire le proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura nella scheda Dipendente dalla temperatura.
Stima dei costi
Per la determinazione dei costi vengono utilizzati i materiali assegnati ai singoli oggetti. È possibile definire i costi unitari 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 singoli oggetti. È possibile definire le emissioni unitarie e le unità nella scheda Stima delle emissioni di CO2.
Texture definita dall'utente
Con una texture definita dall'utente è possibile assegnare al materiale una struttura superficiale. Gli oggetti vengono quindi rappresentati in modo molto realistico nel rendering. Selezionare una voce esistente nella scheda 'Texture definita dall'utente' oppure definire una nuova texture con il pulsante
(vedere il capitolo Texture).
Proprietà del materiale
Nella scheda Proprietà del materiale sono indicate tutte le proprietà del materiale che hanno un ruolo per l'analisi strutturale e la verifica negli add-on.
Modifica della rigidezza
La scheda Modifica della rigidezza viene visualizzata quando nella scheda 'Base' è stata selezionata l'opzione Materiale definito dall'utente. Qui è possibile adattare globalmente la rigidezza del materiale, ad esempio per considerare fattori di sicurezza o proprietà del materiale ridotte.
Nell'elenco della sezione 'Tipo di modifica' sono disponibili due opzioni:
- Fattore di divisione per i moduli di elasticità e di taglio
- Fattore di moltiplicazione per i moduli di elasticità e di taglio
Nella sezione 'Parametro', inserire il fattore con cui adattare la rigidezza del materiale.
Dipendente dalla temperatura
La scheda Dipendente dalla temperatura viene visualizzata quando nella scheda 'Base' sono state selezionate le opzioni Materiale definito dall'utente e Dipendente dalla temperatura. Qui è possibile descrivere le proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura. Le proprietà del materiale dipendenti dalla temperatura vengono considerate per gli oggetti sollecitati termicamente dalla temperatura o dalla variazione di temperatura. Nel calcolo dei carichi di temperatura viene utilizzata la temperatura finale del rispettivo passo.
Selezionare nell'elenco 'Proprietà dipendente dalla temperatura' una proprietà del materiale, ad esempio il modulo di elasticità. Creare quindi con il pulsante
le righe di tabella necessarie per inserire le temperature con i relativi valori riga per riga. Con il pulsante
è anche possibile importare i dati da una tabella Excel.
La 'Temperatura di riferimento' definisce le rigidezze per gli oggetti che non presentano carichi di temperatura. Con un valore di riferimento di, ad esempio, 300 °C, per tutte le aste viene applicato il modulo di elasticità ridotto di questo punto della curva di temperatura.
Libreria dei materiali definita dall'utente
È possibile salvare un materiale definito dall'utente in una libreria come template. In questo modo non è necessario definire nuovamente le proprietà del materiale in altri progetti.
Salvare il materiale
Per salvare il materiale corrente come materiale definito dall'utente, dopo aver definito le proprietà del materiale, fare clic in basso nella sezione 'Proprietà fondamentali del materiale' sul pulsante
.
Viene visualizzato il dialogo 'Nuovo materiale definito dall'utente'.
Inserire nel campo 'Nome' la designazione del materiale. Eventualmente, è possibile adattare ancora le proprietà del materiale. Con OK si salva il materiale definito dall'utente nella libreria.
Importare il materiale
Per importare un materiale definito dall'utente dalla libreria, fare clic nella sezione 'Proprietà fondamentali del materiale' sul pulsante
.
Viene visualizzato il dialogo 'Modifica materiale definito dall'utente'. In questa libreria con i materiali salvati (vedere l'immagine Dialogo 'Nuovo materiale definito dall'utente') è possibile selezionare la voce appropriata e quindi importarla con OK.
Se è stato importato un materiale definito dall'utente e si desidera modificare le proprietà in generale, è possibile adattare le proprietà del materiale tramite il pulsante
(nella sezione 'Proprietà fondamentali del materiale') nella libreria.
Stima dei costi
La scheda Stima dei costi viene visualizzata quando nella scheda 'Base' è stata selezionata l'opzione Stima dei costi.
Spuntare per gli oggetti strutturali 'Aste' quale proprietà del materiale è rilevante per la stima dei costi: Peso, solido o superficie.
Inserire nella colonna 'Costo unitario' il valore che costa un'unità del materiale. Nell'elenco della colonna 'Unità' sono disponibili diverse opzioni per i costi unitari.
Dai costi unitari e dalle proprietà delle aste assegnate al materiale, il programma determina direttamente i costi proporzionali.
Il 'Peso totale' alla fine della tabella mostra la massa risultante dalla somma di tutti i pesi parziali attivati del materiale. Inoltre, viene indicata la quota del peso totale che questo materiale rappresenta rispetto alla massa di 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 quota dei costi che questo materiale rappresenta rispetto al prezzo totale di tutti i materiali attivati per la stima dei costi.
I 'Costi complessivi' risultano dall'addizione 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 quando nella scheda 'Base' è stata selezionata l'opzione Stima delle emissioni di CO2.
Spuntare per gli oggetti strutturali 'Aste' quale proprietà del materiale è rilevante per la stima delle emissioni di CO2: Peso, solido o superficie, ecc.
Inserire nella colonna 'Emissione unitaria' il valore che un'unità del materiale causa in termini di CO2. Nell'elenco della colonna 'Unità' sono disponibili diverse unità di emissione per equivalenti di CO2.
Dalle emissioni unitarie e dalle proprietà degli oggetti strutturali assegnati al materiale, il programma determina le emissioni di CO2 proporzionali. Il calcolo avviene quindi direttamente e non tramite una funzione separata come in altri add-on.
LEmissione totale' mostra gli equivalenti di CO2 risultanti dalla somma di tutte le emissioni parziali attivate del materiale. Inoltre, viene indicata la quota delle emissioni che questo materiale rappresenta rispetto alle emissioni complessive di tutti i materiali attivati per la stima.
LEmissione complessiva' risulta dall'addizione delle emissioni totali di tutti i materiali attivati per la stima delle emissioni di CO2.