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Normative e metodi di verifica
Ludi3 è il post-processore per Straus7 per la progettazione strutturale. Ludi3 si compone di due moduli distinti:
- Ludi3 C.A.: esegue il progetto e la verifica di travi di svariata sezione e pilastri rettangolari e circolari in calcestruzzo armato ai sensi della normativa italiana vigente consentendo la facile disposizione delle armature negli elementi e la successiva esportazione dei disegni costruttivi:
- Ludi3 Acciaio: esegue la verifica di elementi in acciaio sia a resistenza che ad instabilità secondo la normativa italiana vigente.
Ludi3 presenta un’interfaccia del tutto analoga a quella di Straus7 in modo tale da renderne intuitivo e pratico l’utilizzo anche ad un utente Straus7 che vi si avvicini per la prima volta. Le funzionalità di selezione, visualizzazione ed interrogazione, infatti, sono analoghe alle corrispondenti funzioni di quest’ultimo.
Ludi3 presenta due ambienti di lavoro, in cui sono esplicate le sue funzionalità:
- Vista o finestra del modello: è la vista principale che compare all’apertura del modello e corrisponde alla finestra dei risultati Straus7;
- Vista o finestra degli elementi: corrisponde alla finestra della travata o della pilastrata in cui Ludi3 esegue il progetto e la verifica dell’armatura da inserire nelle travi/pilastri nel caso di struttura in c.a. ed alla finestra dell’elemento in cui viene eseguita la verifica a resistenza ed a instabilità dell’elemento nel caso di struttura in acciaio.
Interfaccia di Ludi3 – Vista del modello
Interfaccia di Ludi3 – Vista del modello
L’interfaccia grafica permette di controllare tutte le informazioni relative ai dati inseriti e allo stato delle verifiche con gli strumenti presenti nelle barre Spazio di lavoro e Tabelle. La prima raccoglie le informazioni riguardanti gli elementi che compongono il modello suddivisi in gruppi, il catalogo delle proprietà e la mappa della relazione. La seconda contiene diverse informazioni relative alla finestra attiva ovvero:
- visualizza gli attributi degli elementi che compongono il modello e il loro stato di verifica, se è attiva la finestra del modello;
- Se è attiva la finestra della travata/pilastrata (modulo C.A.) o dell’elemento (modulo acciaio), visualizza le verifiche condotte sezione per sezione, segnalando le eventuali verifiche non soddisfatte.
Modulo CA
I metodi di verifica adottati fanno capo alle normative italiane vigenti. Per quanto concerne il modulo C.A., Ludi3 esegue le verifiche secondo le vigenti normative italiane e nello specifico:
- D.M. 09.01.1996 – Metodo alle tensioni ammissibili;
- D.M. 09.01.1996 – Metodo agli stati limite;
- O.P.C.M. 3274 (O.P.C.M. 3431) per le strutture in classe di duttilità CD“B”;
- D.M. 14.01.2008 (Norme Tecniche per le Costruzioni) – Metodo agli stati limite e verifica di strutture in classe di duttilità CD”B”.
Ludi3 offre inoltre la possibilità di eseguire verifiche multiple: definite le armature, la relazione di calcolo può essere creata indifferentemente con una qualsiasi delle normative disponibili. Si può quindi predimensionare le armature di travi e pilastri con il tradizionale metodo delle tensioni ammissibili e passare, solo in fase di verifica, alla stesura di una relazione di calcolo secondo altre normative.
Ciò è possibile in quanto gli strumenti di disegno di barre longitudinali e staffe, nonché quelli per la gestione geometrica del modello sono indipendenti dalla normativa prescelta: passando dall’una all’altra norma Ludi3 mantiene tutti gli elementi grafici (geometria e armature) aggiornando le proprietà dei materiali e procedendo alla stesura della relazione di calcolo secondo la normativa scelta.
La relazione di calcolo alle tensioni ammissibili contiene:
- le caratteristiche generali del modello (unità di misura, condizioni di carico, caratteristiche geometriche e meccaniche delle sezioni impiegate, materiali);
- le verifiche delle tensioni a pressoflessione e a taglio.
La relazione di calcolo agli stati limite contiene oltre alle informazioni descritte sopra:
- le verifiche allo stato limite ultimo a pressoflessione e a taglio;
- le verifiche delle tensioni di esercizio;
- le verifiche a fessurazione.
La relazione di calcolo secondo l’O.P.C.M. 3274 contiene inoltre:
- le verifiche allo stato limite di danno.
Per quanto concerne invece la relazione secondo il D.M. 14.01.2008, si ha inoltre:
- verifica a taglio delle travi secondo gerarchia delle resistenze;
- verifica a taglio dei pilastri secondo gerarchia delle resistenze;
- verifica all’equilibrio di nodo secondo gerarchia delle resistenze.
Modulo Acciaio
I metodi di verifica adottati fanno capo alle normative italiane vigenti. Per quanto concerne il modulo acciaio, Ludi3 esegue le verifiche secondo le vigenti normative italiane e nello specifico:
- CNR 10011 – Metodo alle tensioni ammissibili ed agli stati limite;
- EN 1993-1-1 (Eurocodice 3) – Metodo agli stati limite;
- D.M. 14.01.2008 (Norme Tecniche per le Costruzioni) – Metodo agli stati limite.
La relazione di calcolo alle tensioni ammissibili contiene:
- le caratteristiche generali del modello (unità di misura, condizioni di carico, caratteristiche geometriche e meccaniche delle sezioni impiegate, materiali);
- le verifiche a resistenza delle tensioni a pressoflessione, a taglio, a torsione e combinata (Von Mises);
- la verifica di stabilità degli elementi.
La relazione di calcolo agli stati limite contiene oltre alle informazioni descritte sopra:
- le verifiche allo stato limite ultimo a pressoflessione, a taglio e a torsione e la verifica sia elastica (CNR 10011) che plastica (EN 1993-1-1 e D.M. 14.01.2008) con la necessaria classificazione delle sezioni;
- la verifica di stabilità degli elementi.
Modulo C.A.
L’inserimento di staffe e armature avviene in forma parametrica. Questo consente, ad esempio, di modificare la carpenteria di travi e pilastri (variando le dimensioni delle sezioni) senza dover ridefinire posizioni e copriferri delle armature, che vengono adattate alle nuove sezioni conformemente ai criteri parametrici adottati.
Esempio di adattamento dell’armatura alla geometria della sezione
La gestione dei parametri è affidata al Catalogo delle Proprietà, personalizzabile ed estendibile secondo le esigenze. I parametri definibili sono:
- le configurazioni delle posizioni delle barre longitudinali all’interno della sezione, con i relativi copriferri;
- la geometria delle staffe, tipologia e copriferri;
- le caratteristiche di resistenza di acciaio e calcestruzzo (catalogo materiali);
- i criteri di predimensionamento e di verifica, in accordo con le prescrizioni da normativa.
Catalogo delle proprietà
Modulo Acciaio
La gestione dei parametri di verifica e dei materiali è affidata al Catalogo delle Proprietà. I parametri definibili sono:
- le caratteristiche di resistenza dell’acciaio (catalogo materiali);
- i criteri di verifica, in accordo con le prescrizioni da normativa.
Catalogo delle proprietà
Modulo c.a.
Il solutore di Ludi3 esegue il predimensionamento e la verifica dell’armatura (barre longitudinali e staffe) per travi e pilastri dei modelli creati e risolti in ambiente Straus7. Il predimensionamento dell’armatura è fornito in forma grafica. Le verifiche secondo la normativa di riferimento sono proposte nelle Tabelle, dove sono evidenziate le eventuali verifiche non soddisfatte (anche in termini di mancato rispetto delle prescrizioni di armatura).
Interfaccia di Ludi3 – Vista della Travata
Modulo Acciaio
Il solutore di Ludi3 esegue la verifica della sezione e di stabilità degli elementi dei modelli creati e risolti in ambiente Straus7. Le verifiche secondo la normativa di riferimento sono proposte nelle Tabelle, dove sono evidenziate le eventuali verifiche non soddisfatte (anche in termini di mancato rispetto delle prescrizioni di armatura).
Interfaccia di Ludi3 – Vista della trave
Ludi3 utilizza la stessa logica di Straus7 nella gestione degli attributi. Per “attributi” si intendono quelle informazioni aggiuntive, non presenti nel modello f.e.m., che si rendono necessarie la verifica di travi e pilastri (modulo C.A.) e/o degli elementi (modulo Acciaio): in Straus7 gli attributi sono associati a nodi, travi e agli altri tipi di elementi finiti; in Ludi3 sono estesi alle altre entità fondamentali non presenti nel modello di partenza (materiali, barre, staffe, lunghezze libere di inflessione, …).
Per una facile lettura degli strumenti e per rendere rapido l’utilizzo del programma, gli attributi sono stati suddivisi in più istruzioni elementari.
Le funzioni di interrogazione sono analoghe a quelle di Straus7: la pressione del tasto Shift da tastiera permette si visualizzare tutte le informazioni inerenti all’entità indicata dal puntatore del mouse. Tutte le informazioni sono quindi visibili e facilmente interpretabili per controllare i dati inseriti.
Modulo C.A.
Definita l’armatura è possibile creare automaticamente la relazione di calcolo che può essere esportata nel formato rtf. La disposizione dell’armatura longitudinale e trasversale calcolata con il predimensionamento automatico può essere modificata ed i risultati sono proposti nella forma grafica rappresentata in figura. I disegni prodotti possono essere stampati od esportati nel formato grafico dxf e costituire così una valida base di partenza per successivi ritocchi delle tavole strutturali.
Oltre alle informazioni di ambito generale del modello, la relazione fornisce, per ogni travata o pilastrata,
il disegno che la rappresenta e tutte le verifiche condotte in forma di tabelle.
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Esempio dell’armatura di una trave ottenuta con Ludi3
Modulo Acciaio
Definiti tutti gli attributi degli elementi è possibile creare automaticamente la relazione di calcolo, che può essere esportata nel formato rtf.
Calcolatrice C.A.
Ludi3 è corredato dallo strumento Calcolatrice c.a. (modulo C.A.) avente una duplice funzione:
- è uno strumento di calcolo autonomo per il progetto, la verifica e la redazione di una relazione di calcolo di sezioni di geometria qualsiasi;
- è uno strumento che consente l’investigazione accurata delle caratteristiche di resistenza di una sezione scelta nel modello corrente, importandone geometria, sollecitazioni e armatura già assegnati in modo automatico.
Con la Calcolatrice è possibile importare in formato dxf una sezione di forma qualsiasi ed eseguire verifiche di resistenza secondo la normativa prescelta.
Lo strumento permette la costruzione dei domini di resistenza sia alle tensioni ammissibili che allo stato limite ultimo.
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Calcolatrice Acciaio
Ludi3 è corredato dallo strumento Calcolatrice Acciaio (modulo Acciaio) avente una duplice funzione:
- è uno strumento di calcolo autonomo per il progetto, la verifica e la redazione di una relazione di calcolo di sezioni di svariata geometria;
- è uno strumento che consente l’investigazione accurata delle caratteristiche di resistenza di una sezione scelta nel modello corrente, importandone geometria, sollecitazioni e attributi già assegnati in modo automatico.
Altre caratteristiche di Ludi
Visualizzazione del modello: unifilare e solido.
- visualizzazione per sottostrutture.
- strumenti di visualizzazione dinamica: zoom, pan, rotazione 3D.
- diagrammi dei parametri di sollecitazione e resistenti.
- diagrammi della quantità di armatura di progetto e resistente.
- verifiche agli stati limite di fessurazione e di danno.
- visualizzazione a livello locale di coefficiente di sicurezza e tensioni.
- supporto OpenGL.
Integrazione con ambiente Windows (XP, Vista e Win7) con esportazione in formato rtf della relazione di calcolo; tutte le tabelle, i grafici, e le visualizzazioni grafiche del modello sono rese disponibili tramite copia su Appunti per altre applicazioni funzionanti in ambiente Windows.
Microsoft Windows XP e Microsoft Word sono marchi registrati Microsoft Corporation.
Straus7 è un marchio registrato della Strand7 Pty Ltd.