MasterSap e tutti i suoi strumenti per l’analisi pushover

L'analisi pushover viene usata per la valutazione di sicurezza sismica di edifici in c.a. e muratura

L’analisi statica non lineare (pushover) rappresenta uno dei metodi di calcolo da utilizzare nel caso delle valutazioni di sicurezza sismiche degli edifici esistenti. È un metodo che nel tempo è stato usato sempre più frequentemente, per svariate tipologie edilizie, edifici esistenti in cemento armato e muratura in special modo. Proprio per questi motivi è indispensabile che lo strumento software a disposizione del professionista (indispensabile per condurre questo tipo di analisi) sia affidabile, completo e di facile utilizzo.

Tutte caratteristiche in possesso di MasterSap, che nel corso del tempo ha visto svilupparsi il modulo pushover seguendo i requisiti di normativa ma anche le richieste dei clienti, aggiungendo scorciatoie utili alla modellazione, perfezionando il passaggio dati necessario alle verifiche locali sugli edifici esistenti, e preparandosi a sviluppi futuri che ottimizzeranno ancora il solutore non lineare.

Tutti questi argomenti saranno affrontati nel corso di alcuni eventi live che proporremo nel corso dei prossimi mesi, dedicati proprio ad approfondire la conoscenza dell’analisi lineare e di tutti gli argomenti che essa si porta dietro. Seguite quindi i nostri canali di informazione (sito, newsletter, social) per restare aggiornati sul calendario degli appuntamenti. Ma vediamo ora quali sono gli strumenti del programma utili ad affrontare senza preoccupazioni un calcolo con l’analisi pushover, ricordando che l’analisi pushover viene eseguita solo su modelli a macroelementi (telaio equivalente con elementi trave/pilastro).

La definizione delle armature

Negli edifici esistenti in c.a. il primo passaggio richiede la definizione delle armature presenti sugli elementi. Per questo si può ricorrere ad un progetto simulato in accordo alle norme dell’epoca o sulla base di limitate prove in situ, legate ad un basso livello di conoscenza dell’opera.

Per simulare il progetto si può utilizzare MasterArm, applicando la norma dell’epoca e le caratteristiche dei materiali più appropriate, ottenendo su travi e pilastri una distribuzione di armatura (modificabile dall’utente) ipotetica ma ragionevole, sufficiente per tutte le verifiche su ogni elemento strutturale. Le armature possono essere anche introdotte direttamente, anche in formato grafico, qualora si procedesse in base a un rilievo oppure a disegni esecutivi disponibili.

Le cerniere plastiche

Una volta inserite le armature è possibile assegnare le cerniere plastiche, ma soprattutto è possibile procedere con il loro calcolo automatico. È possibile utilizzare cerniere di vario tipo: CERNIERE BILINEARI, le cui equazioni costitutive, che legano le caratteristiche di sollecitazione alle deformazioni, sono disaccoppiate e indipendenti le une dalle altre. Le CERNIERE NMM, nelle quali la plasticizzazione della cerniera è governata da entrambi i momenti flettenti (My e Mz) e dall’azione assiale (N).

Sono caratterizzate da funzioni di snervamento che definiscono la frontiera di plasticizzazione della sezione e che possono seguire le indicazioni della NTC2008 e degli Eurocodici. È inoltre possibile definire un limite deformativo a rottura per ciascuna cerniera plastica: al raggiungimento di tale limite l’elemento perde la sua capacità e le azioni vengono ridistribuite sugli altri elementi presenti. Questo permette un’indagine precisa del comportamento non lineare della struttura e potrebbe rendere superflue le verifiche a posteriori dei meccanismi duttili e fragili. Infine, le CERNIERE NMM-EC, come accade per le NMM semplici, rappresentano una cerniera a pressoflessione con funzioni di snervamento che definiscono la frontiera di plasticizzazione della sezione, e sono state appositamente studiate per supportare tutte le indicazioni fornite dalle NTC e dagli Eurocodici 2 e 3.

A differenza delle cerniere NMM il dominio resistente viene definito per punti e non tramite i soli valori minimi e massimi di sforzo normale e momento flettente. con una conseguente miglior corrispondenza con il comportamento effettivo dei meccanismi locali. Inoltre, il valore della rotazione ultima viene aggiornato passo-passo durante l’analisi e non fissato a priori in funzione delle sollecitazioni dovute ai soli carichi iniziali.

Negli edifici in muratura invece le capacità ultime a taglio e momento di un maschio murario sono entrambe funzione dello sforzo normale agente, mentre le deformazioni ultime sono funzione dell’altezza del pannello.

La dipendenza di momento e taglio ultimi resistenti dallo sforzo normale e momento flettente sollecitanti crea l’esigenza di eseguire un’analisi preliminare del modello, al fine di ricavarne le sollecitazioni. Solo successivamente è possibile procedere con il calcolo automatico delle cerniere. Sia su elementi verticali individuati come maschi murari che su elementi orizzontali (fasce di piano) è poi possibile calcolare automaticamente cerniere plastiche a taglio oppure a momento flettente nel piano dell’elemento.

La cerniera muro (per maschi murari) ha comportamento elastoplastico a flessione per azioni sul piano principale, dipendente anche dalla concomitante azione assiale, e comportamento rigido con rottura per pressoflessione fuori piano. Si utilizzano tipicamente per modellare gli effetti anelastici nei maschi murari.
La cerniera fascia di piano ha comportamento elastico, indipendente dall’azione assiale, con rottura fragile. Si usa per simulare il comportamento elasto fragile delle fasce di piano.

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