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CDM Dolmen DOLMEN MURATURE

Masonry and mixed construction calculation

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CDM Dolmen

Turin, Italy
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Nell'offrire gli strumenti per il calcolo delle strutture in muratura portante, DOLMEN dà la scelta tra più filosofie di modellazione, in dipendenza della tipologia strutturale.

 

Per edifici pensabili come scatola muraria DOLMEN propone la modellazione a telaio equivalente, prevista dalle NTC 2008. La scatola muraria viene descritta costruendo all’interno del CAD 3D Struttura degli elementi di tipo “interpiano”: questi rappresentano una porzione di muratura omogenea giacente su un unico piano e compresa tra due orizzontamenti anche inclinati; di essi può essere definita l’eccentricità rispetto all’interpiano di base, l’altezza ai due estremi, la sezione del cordolo sovrastante, lo spessore, le caratteristiche meccaniche e di resistenza del materiale. All’interno dell’interpiano vengono poi praticate delle aperture.

Il disegno della scatola muraria risulta particolarmente veloce nel momento in cui ci si appoggia su una pianta importata nel CAD 3D Struttura.

Definiti gli interpiani che rappresentano la struttura da calcolare, DOLMEN traduce questo insieme di informazioni in un modello agli elementi finiti a telaio equivalente: questo si compone di elementi asta, generati però con ben precise proprietà di svincolo interno e estremi rigidi (per esempio, il maschio murario nasce svincolato relativamente ai momenti fuori piano).

Al modello così generato si possono aggiungere altre parti di struttura, come un telaio in C.A. o in acciaio, una copertura in legno o le fondazioni. Il modello può poi essere caricato in modo del tutto generale da tutte le varie tipologie di carico definite nell’ambiente tridimensionale (carico su nodi, aste, gusci, aree, solai...). Tutte queste caratteristiche comportano estrema flessibilità e facilità d’uso, ma soprattutto la possibilità di intervenire liberamente sul modello. Si può, inoltre, richiedere di ridistribuire il taglio all'interno dell'interpiano, qualora vi siano delle riserve di resistenza utilizzabili, come consentito delle NTC 2008. È possibile, con un’analisi di plasticità progressiva, modificare le condizioni di svincolo dell’elemento rappresentativo del maschio murario, al fine di graduarne la collaborazione strutturale.

 

Il modulo murature esegue l'analisi statica non lineare (pushover) per lo studio dei meccanismi di risposta sismica globale dell'edificio; questa analisi condivide con l'impostazione globale le caratteristiche di semplicità e flessibilità del modello.

 

Il DW12 consente anche il progetto e la verifica della muratura armata: l’armatura viene assegnata ai pannelli murari tramite schede di disposizione che definiscono le modalità con le quali si vuole posizionata l’armatura stessa: DOLMEN provvede poi a disporla secondo queste indicazioni, a controllarne la rispondenza ai massimi e minimi di normativa (NTC 2008), ad effettuarne le verifiche e a visualizzarle per mappe colorimetriche, rendendo con ciò semplice e veloce la progettazione interattiva della struttura.

 

Il programma prevede l'applicazione di rinforzi in materiali compositi o in reti elettrosaldate (è disponibile un'ampia libreria con i materiali di diversi produttori), e fornisce tutte le informazioni utili per una scelta progettuale ragionata della tipologia di intervento.

 

L’intervento infatti deve essere mirato, tale cioè da colmare le carenze strutturali dell’elemento murario, ed è quindi fondamentale conoscere tali carenze; queste informazioni si ricavano agevolmente. Il programma genera i domini di resistenza dell’elemento non rinforzato, facilitando la diagnosi delle problematiche strutturali, e genera, inoltre, diagrammi di interazione muratura - FRP che consentono di avere una visione chiara delle modifiche alle resistenze apportate dal rinforzo, facilitando così il progetto dell’intervento. È possibile analizzare il comportamento dei rinforzi in FRP secondo la revisione del 10 ottobre 2013 delle Istruzioni CNR-DT200.

Fra i rinforzi è disponibile il "sistema CAM" che rientra nella categoria delle "tirantature orizzontali e verticali"; viene realizzato mediante nastri in acciaio inossidabile, in modo da eliminare ogni problema di durabilità.

 

I risultati delle analisi sono costituiti da una relazione di calcolo, contenente le verifiche richieste dalle NTC 2008 e dalle rappresentazioni grafiche a mappatura di colore. Si può ad esempio visualizzare la mappatura dei coefficienti di sicurezza, nella quale possono essere messi in evidenza i maschi non verificati.

 

Per questa tipologia di edifici DOLMEN fornisce anche un ambiente di verifica di possibili meccanismi locali di collasso. Il progettista “ritaglia” nel modello globale uno o più macroelementi, che verranno considerati come corpi rigidi suscettibili di un cinematismo che potrà essere:

- ribaltamento semplice o composto

- flessione verticale di parete

- ribaltamento del cantonale

- ribaltamento del timpano

- flessione orizzontale non efficacemente confinata

Tutti le informazioni deducibili dal modello globale vengono importate in automatico in questo ambiente. Il programma valuta il moltiplicatore di collasso corrispondente al cinematismo e lo confronta con la richiesta della zona sismica. E’ possibile rinforzare la struttura con tiranti o cordoli in FRP.

 

In DOLMEN sono, inoltre, implementati elementi finiti di tipo “guscio”, con comportamento sia a piastra che a membrana: questi elementi sono utilizzabili nel contesto delle murature per modellare e verificare strutture di tipo diverso dalla comune scatola muraria. Ad esempio è possibile modellare volte in muratura di sagoma complessa, generando mesh cilindriche nel CAD 3D Struttura; ciò consente di completare la verifica di edifici storici.

Sia la fase di creazione del modello che le successive verifiche sono completamente automatizzate; la lettura dello stato tensionale e dei fattori di sicurezza viene fatta tramite mappature colorate.

Grazie all’utilizzo del modulo IS Fuoco è anche possibile effettuare la verifica delle volte sotto incendio.

 

Un comando specifico è dedicato alla valutazione degli interventi locali (principalmente aperture di vani, ma anche riparazioni o piccole modifiche locali): questo comando effettua un confronto fra le caratteristiche di rigidezza, resistenza e duttilità di due interpiani, rappresentativi rispettivamente di uno stato pre e post-intervento.


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