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Sismicad: dall’input grafico al dimensionamento strutture, passando per sofisticate analisi FEM

Alcuni consigli su quale software di calcolo orientarsi e un interessante caso studio da Concrete sulla realizzazione di un fabbricato ad uso residenziale derivante dalla demolizione di una struttura esistente e soggetto a Sismabonus

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La progettazione strutturale richiede l’uso di strumenti che supportano il progettista nella quotidianità lavorativa. Il software di calcolo è il principale alleato del professionista.

Ecco alcuni consigli da Concrete su quale software orientarsi e quali sono le caratteristiche fondamentali, delle quali deve essere dotato questo indispensabile strumento, per eseguire analisi ad elementi finiti con input 3D e verifiche normative per strutture in cemento armato, murature, acciaio e legno e produrre così gli elaborati grafici esecutivi, necessari alla professione.

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Con il software Sismicad attraverso il semplice disegno delle piante del manufatto si perviene automaticamente alla formulazione completa del modello tridimensionale in termini di geometria e carichi e poi, a soluzione avvenuta, al progetto esecutivo degli elementi strutturali di edifici di nuova costruzione o alla valutazione della vulnerabilità ed al progetto di recupero di edifici esistenti.

Vediamo nel dettaglio come avviene l’input, quali sono le funzionalità BIM disponibili e un caso studio riferito alla progettazione di un fabbricato ad uso residenziale derivante dalla demolizione di una struttura esistente e soggetto a Sismabonus.

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Input: dal disegno 2D al modello 3D

L’input in Sismicad consiste nel semplice disegno 2D delle piante del manufatto che il programma trasforma automaticamente in disegno 3D attraverso un proprio CAD interno o interfacciandosi direttamente con AutoCAD®, AutoCAD LT®, IntelliCAD, etc .

La definizione geometrica di elementi e carichi può partire appoggiandosi ad una tavola qualsiasi: si può utilizzare, ad esempio, lo stesso disegno architettonico proveniente anche da ambienti grafici diversi da quello utilizzato, per mezzo di un file dxf o dwg.

Le modalità di input sono influenzate dalle prestazioni del CAD interno e dall’impiego di un modellatore solido. Nel disegnare gli elementi strutturali l’utilizzatore deve preoccuparsi solamente del loro corretto posizionamento nel disegno senza doversi occupare di qualsiasi problematica di modellazione; le connessioni tra gli elementi sono infatti gestite dal modellatore solido che provvede a collegare tra loro nel modello matematico gli elementi che presentano interferenza geometrica nella rappresentazione grafica di input.

Tutte le proprietà degli elementi strutturali possono essere visualizzate e modificate tramite semplice selezione nel disegno di elementi singoli o di gruppi di elementi. A questo si aggiunge l’efficienza di comandi CAD di editing quali undo/redo, copia/incolla (nella stessa commessa ma anche tra commesse diverse), inserimento/esportazione di parti di struttura, estensione, serie, copia, sposta, specchio, le funzioni di generazione automatica tra piani e falde.

Sono presenti potenti generatori di mesh per elementi bidimensionali che consentono di inserire piastre e pareti senza spezzarle in corrispondenza di connessioni con altre entità. Il risultato è un input di eccezionale semplicità e rapidità di esecuzione non solo nell’inserimento degli elementi ma anche nella loro manipolazione. Sono disponibili fondazioni di qualsiasi tipo (superficiali, profonde, continue o isolate, a platea anche su pali) poste su più livelli e su terreni di stratigrafie variabili in pianta.

L’input in origine progettato specificatamente per edifici è in grado di gestire attualmente con la medesima semplicità e rapidità qualsiasi tipo di struttura (reticolari, vasche, cupole, etc.). In presenza di situazioni particolarmente complesse la modellazione può essere gestita in maniera puntuale dal progettista attraverso un input analogo a quello di un solutore general purpose, escludendo localmente l’intervento del modellatore solido.

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Funzionalità BIM

In Sismicad sono disponibili funzionalità legate al Building Information Modelling che prevedono importazione ed esportazione di informazioni necessarie alla gestione di un progetto coordinato. Dall’importazione di informazioni attraverso lo standard IFC (Industry Foundation Classes), per agevolare la definizione geometrica della struttura, è stata sviluppata una procedura di riconoscimento degli elementi strutturali.

Oltre a questo è disponibile un plugin per Autodesk Revit®, chiamato Sismicad BIM Integration, in grado di: esportare la geometria della struttura e anche del “modello analitico” editato in un lavoro di Sismicad; importare l’intera geometria strutturale, armature per c.a. comprese, definendo elementi con famiglie native di Revit®. Il software consente, in alcune condizioni, di aggiornare gli elementi strutturali che subiscono modifiche nel processo di progettazione.

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Caso studio: progettazione di un fabbricato residenziale in cemento armato a Campobasso

Il progetto in esame, realizzato con il supporto di Sismicad, è riferito alla realizzazione di un fabbricato ad uso residenziale derivante dalla demolizione di una struttura esistente e, sfruttando le detrazioni fiscali del cosiddetto Sismabonus, la consecutiva realizzazione del nuovo complesso strutturale.

Tale fabbricato risulta avere un ingombro dei garage in pianta a sezione rettangolare con dimensioni pari a 44,80×21,75m e completamente realizzato con elementi in cemento armato, quali setti, pilastri e travi. Il fabbricato si sviluppa su sette livelli: un piano interrato destinato a garage, un piano terra dove sono ubicati l’ingresso principale ed i locali tecnici, quattro piani fuori terra destinati ad appartamenti residenziali ed un ultimo livello sottotetto parzialmente adibito a residenza.

La copertura del fabbricato è stata realizzata a falde sfalsate. L’altezza complessiva, misurata dalla testa delle travi di fondazione sino al colmo della copertura più alta, è pari a 22,46m.

Il piano interrato dei garage è stato realizzato perimetralmente con setti in cemento armato contro terra mentre per la rimanente struttura gli elementi principali saranno costituiti da pilastri e travi in cemento armato.

Il nucleo centrale della struttura di forma scatolare, dove sono localizzate le scale e l’ascensore, è costituito da pareti in c.a. dello spessore di 30 cm e di altezza complessiva pari a 21,10 m, misurata dalla testa della zattera di fondazione al solaio ultimo. È presente, inoltre, una parete in cemento armato di controterra dello spessore di 40 cm che si sviluppa sino ad una altezza complessiva di 6,55 m sul lato nord del fabbricato, collegata alla struttura principale con elementi trave in cemento armato.

Gli elementi orizzontali di chiusura sono costituiti da solai nervati con travetti in precompresso ed elementi di alleggerimento in EPS. Gli elementi di collegamento verticale del fabbricato risultano essere scale a soletta rampante, ognuna a tre rampe con pianerottoli intermedi dello spessore di 20 cm. Gli ultimi due livelli del fabbricato sono collegati tra loro con una scala interna in acciaio.

Fig.1_ Progettazione con Sismicad di un fabbricato residenziale in cemento armato a Campobasso. Studio Scarano Ingegneria ©Concrete

Per ulteriori informazioni
concrete.it

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