Progettare e verificare edifici antisismici in muratura con ANDILWall 3

ANDILWall 3 è la nuova versione totalmente riscritta e potenziata di un affermato programma di calcolo per la progettazione e verifica ai carichi non sismici (verticali e vento) e sismici degli edifici in muratura portante, sia ordinaria che armata. Le verifiche sismiche, mediante analisi statica non lineare, push-over, consentono di valutare in modo esplicito, e con maggiore significatività rispetto ad un’analisi elastica, le richieste di deformazione e la capacità ultima sia di murature, sia di possibili elementi di diversa tecnologia (strutture miste) previsti all’interno del complesso edilizio. La modellazione strutturale dell’edificio avviene attraverso una schematizzazione a macroelementi (telaio equivalente) elaborata dal solutore SAM II.

L’industria italiana dei laterizi, sempre attenta alle esigenze tecniche dei progettisti, ha commissionato a CR Soft s.r.l. e ad Eucentre, in collaborazione con
la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di Pavia, l’aggiornamento di ANDILWall già disponibile sul mercato dal 2005 (e successivamente aggiornato
alle NTC 2008), ampliandolo e innovandolo nelle funzionalità al fine di renderlo maggiormente prestazionale e più fruibile dagli utenti.
La nuova versione del software mantiene solo nel nome un legame con la versione precedente. In realtà si tratta di un software totalmente riscritto utilizzando le
più recenti piattaforme di sviluppo disponibili sul mercato che sfruttano appieno le potenzialità dei sistemi operativi e delle configurazioni hardware attualmente
commercializzate. Un’applicazione completamente nuova, quindi, che consente di ottenere una serie di vantaggi considerevoli per l’utente finale da molteplici
punti di vista.
Difficile elencare le novità rispetto alla versione precedente in quanto è l’intera applicazione ad essere cambiata. Semplificando, si possono individuare le seguenti macro aree oggetto di cambiamenti rilevanti:
– architettura, insieme delle tecnologie utilizzate per sviluppare l’applicazione e logiche di funzionamento che ne regolano l’interazione;
– prestazioni, velocità dell’applicazione nelle varie fasi di utilizzo e capacità di sfruttare al meglio i più recenti sistemi operativi e configurazioni hardware;
– funzionalità, insieme delle nuove funzionalità (sia tecnico-ingegneristiche che d’interfaccia) messe a disposizione dell’utente;
– calcolazione, insieme delle nuove analisi eseguite dal programma: carichi non sismici (verticali e vento), verifiche fuori piano di pareti in muratura ordinaria
ed armata, combinazioni illimitate di carico, ecc.

Nuova interfaccia
ANDILWall è stato completamente rivisto utilizzando i linguaggi di programmazione di nuova generazione ed implementando un nuovo motore grafico per la
gestione di elementi tridimensionali. Ciò comporta un’interfaccia che rispetta le guidelines di Microsoft per lo sviluppo di applicazioni stand-alone WinForms ed
una visualizzazione ottimizzata del modello tridimensionale dell’edificio sia in modalità geometrica (pareti 3D) che a telaio equivalente grazie alla presenza di trasparenze, antialiasing e framerate elevati. Il nuovo motore 3D inoltre consente di operare in maniera semplice con ingrandimenti, rotazioni e spostamenti del modello oltre a consentire una visualizzazione semplificata e precisa dei singoli elementi grazie alla presenza, in trasparenza, dell’ingombro estruso dell’elemento.
Ridefinita la fase di importazione della geometria di input da disegno CAD; infatti il programma ora è in grado di leggere direttamente anche i file in formato DWG nativo oltre ai DXF ed è stata implementata la funzionalità di importazione di edifici multipiano da unico files grazie ad una strutturazione razionale dei layer. Molto semplice risulta inoltre la possibilità di imputare aree di carico aggiuntivo quali una copertura portata dal piano di sottotetto (ad esempio coperture a muretti e tavelloni). La gestione dell’importazione risulta quindi più immediata anche grazie alle informazioni che il programma riesce a leggere direttamente dal DWG selezionato, come ad esempio i nomi dei layer che ora l’utente trova direttamente visibili all’interno della finestra di importazione di ANDILWall.
Sono state inoltre potenziate le funzionalità di editing del modello, consentendo all’utente di operare modifiche sulle aste (pareti, cordoli, travi, ecc.) e sui nodi
direttamente nell’interfaccia 3D. È possibile editare la geometria, le coordinate dei baricentri o modificare semplicemente i carichi o le tipologie dei materiali. Implementata anche l’opportunità di inserire carichi puntuali nei nodi.
I nuovi linguaggi di programmazione abbinati alle nuove architetture dei sistemi operativi e dei processori hanno permesso di migliorare notevolmente le procedure di analisi. ANDILWall 3, infatti, sfruttando i processori multi-core di nuova generazione (sia a 32 che a 64 bit) è in grado di condurre in parallelo le analisi,
ed in particolare quelle non lineari che impegnano a fondo i processori, riducendo significativamente i tempi di elaborazione fino ad oltre il 50% del tempo macchina della versione precedente.

Nuovi archivi dei materiali e dei carichi
La gestione dell’archivio dei carichi e dei materiali è stata ampliata con l’inserimento sia di nuovi materiali elastici lineari che carichi e relative combinazioni da
utilizzare per le analisi non sismiche. E’ possibile modellare aste di geometria personalizzata (rettangolari, a “T”, doppio “T”, circolari o di sezione generica) con
materiali considerati elastici lineari. Inoltre è presente un’apposita finestra di lavoro ove sono previsti i dati di azione del vento in base a quanto definito nella normativa nazionale vigente (NTC 2008). L’utente può quindi generare un numero illimitato di combinazioni di carico (di default vengono presentate tre combinazioni predefinite) per meglio definire la distribuzione dei carichi nelle analisi non sismiche.

Nuove calcolazioni
Dal punto di vista ingegneristico, molte sono le novità racchiuse nella nuova versione di ANDILWall 3. Alcune di queste non sono visibili all’utente ma sono implementate all’interno del solutore SAM II, sviluppato da Eucentre e dall’Università degli Studi di Pavia, o dell’interfaccia per incrementare l’affidabilità delle analisi e la rispondenza alla modellazione imputata ed alle normativa.
Sono poi state attivate tutte le verifiche ai carichi non sismici prevedendo un numero illimitato di combinazioni di carico gestibili in maniera puntuale e flessibile dall’utente. Per quanto riguarda l’azione del vento è possibile inserire i valori di azione unitaria editandoli all’interno di una finestra specifica che aiuta l’utente mediante immagini e simbolismi che rispecchiano quanto riportato nella normativa vigente. Il programma calcola automaticamente l’azione globale del vento sul prospetto dell’edificio e distribuisce la pressione totale sui nodi del telaio equivalente individuando le pareti sopravvento,
quelle sottovento e quelle interne. Le analisi vengono poi svolte combinando i carichi con le quattro principali direzioni di azione del vento: +X’, -X’, +Y’, -Y’.
I risultati delle analisi, sia quelle non sismiche che quelle modali e sismiche, vengono visualizzate all’interno di apposite finestre. Sono previste le verifiche di resistenza a pressoflessione nel piano e fuori piano per gli elementi murari sia per effetto dei carichi verticali e vento che in seguito all’azione sismica.
Per quanto riguarda le verifiche sismiche il programma restituisce la curva di capacità, ove è possibile visualizzare il comportamento globale del modello calcolato e comprendere le risorse disponibili. In tutte le finestre di visualizzazione dei risultati il programma riporta evidenziati i passi relativi alle richieste ed alle capacità di
spostamento agli stati limite previsti (SLO, SLD e SLV).
Completa il programma una rappresentazione perfezionata della deformata del modello soggetto sia ai carichi verticali e vento che ai carichi sismici ed una relazione di calcolo personalizzata e completa di ogni dato comprensivo anche di grafici, immagine del modello di calcolo e pianta del fabbricato.
La demo della nuova release del programma è scaricabile dal sito www.andilwall.it e consente di installare una versione completa del software, valida 30gg. Al termine è possibile acquistare il prodotto on line richiedendo il codice di attivazione. È previsto un prezzo scontato di lancio e condizioni particolari di aggiornamento per gli utenti della versione 2.5

Riferimenti bibliografici:
- “NTC08: ANDILWall si rinnova” Alfonsina Di Fusco, Roberto Calliari, Costruire in Laterizio, n.134, marzo/aprile 2010 (Edizioni Business Media Sole 24 ore)
- “ANDILWall: progettare in muratura ordinaria e armata in zona sismica” Roberto Calliari, Costruire in Laterizio, n.115, gennaio/febbraio 2007 (Edizioni Business Media Sole 24 ore)
- “La progettazione sismica degli edifici in muratura” G. Magenes, P. Morandi, Costruire in Laterizio, n. 110, marzo-aprile 2006, pp.60-65.
- "Metodi semplificati per l'analisi sismica non lineare di edifici in muratura", G. Magenes, D. Bolognini, C. Braggio,CNR - Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti, Roma 2000