Verifica e disegno c.a.
Dall’analisi alla verifica
La verifica delle opere in cemento armato opera il dimensionamento di travi, pilastri, setti, fondazioni, plinti, pareti, platee, solette, applicando il metodo degli stati limite (o delle tensioni ammissibili). Pienamente conforme alle norme vigenti (NTC2018 e relativa Circolare 2019), possono essere adottati anche i criteri di verifica secondo gli Eurocodici, NTC2008 e DM’96 (utili per il progetto simulato di strutture esistenti), facendo riferimento ad archivi in cui sono registrati i parametri che influiscono nel dimensionamento e i minimi statici di ogni norma.
Il dimensionamento può avvenire pochi secondi dopo la conclusione dell’analisi strutturale. La procedura riconosce automaticamente le tipologie strutturali presenti nel modello e a ciascuna assegna le proprietà idonee alla verifica, che sono quelle predefinite dall’utente, ma non viene preclusa la possibilità di impostare appropriati e specifici criteri di progettazione anche al singolo elemento: la rapidità non preclude quindi la versatilità. Il dimensionamento sismico prevede la scelta fra un comportamento struttura dissipativo o non dissipativo, con (nel primo caso) l’applicazione delle regole della gerarchia delle resistenze previste dalla normativa.
Viene in generale attuata la progettazione in capacità,i cui effetti, però, non possono però essere più gravosi di un dimensionamento con comportamento non dissipativo. ciò comporta una riduzione degli effetti più severi della gerarchia delle resistenze trave-pilastro, della verifica a taglio sismico dei pilastri (con ottimi risultati per i pilastri tozzi) e della verifica dei nodi trave pilastro.
Per le travi e travi di fondazione vengono eseguite le verifiche s.l.u e s.l.e. dimensionando a presso-tensoflessione, taglio e torsione ma rispettando anche i limiti progettuali liberamente fissati dall’utente, come ampiezza delle fessure o rapporto massimo freccia/luce. Vengono così determinate le armature minime sul perimetro della sezione, gli indici di resistenza (s.l.u.) e lo stato tensionale, deformativo e di fessurazione (s.l.e.). MasterArm verifica anche situazioni derivanti da tutte le possibili combinazioni dei carichi permanenti e variabili ed impone momenti positivi di sicurezza in campata.
Per i pilastri, nell’applicazione della gerarchia delle resistenze vengono riconosciute tutte le travi convergenti a ciascun pilastro, vengono letti i momenti resistenti, superiori e inferiori delle travi che determinano, per effetto della gerarchia trave-pilastro, i momenti flettenti delle colonne e le condizioni generali per il dimensionamento dell’armatura. Come nel caso delle travi il disegno dei pilastri viene completato aggiornando le staffe sulla base dei momenti resistenti di estremità (in applicazione della gerarchia taglio-flessione).
Vengono eseguite automaticamente, contestualmente alla verifica dei pilastri e a valle del dimensionamento delle travi, in quanto la domanda a taglio sul nodo è funzione delle armature presenti nelle travi che vi convergono, anche le verifiche previste per i nodi trave-pilastro, anche in classe di duttilità bassa e anche per comportamento strutturale non dissipativo.
Vengono gestite anche situazioni specifiche di armatura, quali quelle dei pilastri delle strutture prefabbricate, per cui l’altezza della zona critica viene valutata in modo diverso da quanto previsto per gli edifici ordinari.
E’ anche possibile effettuare il dimensionamento di pilastri di forma qualsiasi, anche con distribuzione generica dell’armatura, come avviene, ad esempio, proprio nel campo della prefabbricazione. Viene inoltre verificato che l’armatura assegnata liberamente dall’utente soddisfi le verifiche s.l. (slu e sle), i minimi di norma e l’applicazione della gerarchia delle resistenze.
Per i setti è necessario aggiornare le sollecitazioni ottenute dall’analisi ricostruendo l’andamento dei momenti flettenti e del taglio lungo l’intero sviluppo dell’elemento come previsto dalla norma. MasterArm applica i dettagli di armatura previsti, compreso il minimo di duttilità, che consente di evitarne la verifica esplicita. Vengono eseguite le verifiche a taglio e scorrimento specificatamente previste per i setti.
Si possono verificare anche “pareti semplici” e “pareti composte”, come definite dalla norma. MasterSap 4U provvede infatti all’integrazione dello stato tensionale per determinare le sollecitazioni derivanti dall’analisi, da cui vengono ricavate, infine, le forze da utilizzare nel dimensionamento.
Nel caso di scelta di comportamento strutturale non dissipativo, come richiesto dalla norma, non viene applicata la progettazione in capacità imposta per le strutture dissipative, omettendo quindi la gerarchia delle resistenze, i dettagli di armatura e i controlli geometrici, compresi i minimi di duttilità. Per le sole combinazioni di carico sismiche e per tutti gli elementi strutturali, viene eseguito il dimensionamento delle sezioni limitando il momento resistente allo SLU al momento resistente massimo in campo “sostanzialmente elastico”. La verifica dei nodi trave-pilastro viene eseguita con le regole della CD “B”.
Già calcolate nelle due “fasi” di analisi previste (1^ e 2^ fase) in MasterSap, la procedura verifica le travi reticolari miste nelle sezioni in cui il contributo di armatura proprio della trave reticolare è trascurabile, quindi alle estremità delle travi.
Nei casi in cui sia necessario riverificare, a fronte di nuove sollecitazioni agenti a seguito di una variante, delle travi che già sono state dimensionate e disegnate , “Riverifica esecutivi travi” è in grado di leggere le armature degli esecutivi già predisposti e di evidenziare gli elementi i cui disegni non rispettano le nuove condizioni di lavoro. L’Utente potrà quindi limitarsi ad aggiornare solo tali esecutivi.
I risultati possono essere esaminati, oltre che su stampa, anche graficamente; vengono rappresentati gli indici di resistenza a rottura (a presso-tensoflessione e a taglio/torsione), le armature e, per le travi, il rapporto x/d che caratterizza il comportamento locale duttile delle sezioni. Altri strumenti grafici consentono il controllo immediato dei nodi trave-pilastro per cui è stata eseguita la gerarchia delle resistenze. Nei plinti viene determinato anche lo stato di pressione sul suolo allo stato limite ultimo e in esercizio.
In solette, platee e pareti tozze viene definita una rete di base, alla quale potrà essere aggiunta ulteriore armatura. In questi casi viene fatto largo uso delle mappe a colori, che evidenziano le zone in cui è necessario inserire armatura oltre alla rete di base. Se necessario viene calcolata anche l’armatura a taglio e viene controllato il punzonamento.
La procedura di verifica può essere utilizzata anche nel dimensionamento degli edifici esistenti: le norme prevedono infatti la possibilità di “simulare” il progetto di una struttura esistente (e di ricavare quindi la presunta armatura posta in opera) applicando la norma dell’epoca. Pertanto la procedura continua a prevedere anche la possibilità di adottare i metodi di verifica adottati nel passato.
Disegno Esecutivo
Disegno C.A.
Disegno C.A. realizza il disegno esecutivo di travi, pilastri/setti, platee, piastre e pareti, operando in un ambiente grafico integrato con MasterSap 4U. Si possono distinguere due funzioni principali: la prima provvede alla generazione automatica degli esecutivi, la seconda consente di apportare modifiche o integrazioni (denominata View).
Il disegno delle travi viene ottenuto per sezioni anche variabili da campata a campata e con eventuali disassamenti dei pilastri convergenti alla travata. Vi è una ricca scelta di opzioni costruttive, registrate in apposite tabelle. Vengono effettuati ovviamente tutti i controlli di normativa e ad ogni trave è associata una distinta di taglio.
Sulla base dei risultati viene generato l’esecutivo preliminare di ogni travata, ottenuto rispettando anche i criteri personali di disegno stabiliti dall’utente. Si determinano i momenti resistenti agli appoggi, che vengono impiegati per stabilire definitivamente la staffatura (gerarchia taglio-flessione) e verranno utilizzati nella verifica dei pilastri, ottenendo così il disegno definitivo della travata. Ogni modifica delle armature longitudinali agli appoggi comporta l’automatico aggiornamento del disegno.
I momenti resistenti delle travi convergenti ai pilastri determinano, per effetto della gerarchia trave-pilastro, le condizioni generali per il dimensionamento dell’armatura nei pilastri. Anche qui il disegno viene completato aggiornando le staffe sulla base dei momenti resistenti di estremità.
Nei pilastri viene disegnata l’intera pilastrata, visionabile anche in 3D, riportando le sezioni longitudinali e trasversali, quotature e la distinta delle armature. Anche qui se l’utente apporta modifiche vengono controllate attraverso una procedura di riverifica, con il ricalcolo delle staffe sismiche.
Vengono realizzati automaticamente anche i disegni delle pareti semplici, anche con modalità interattive per quel che riguarda la gestione delle altezze e delle larghezze confinate.
Nelle platee e nelle piastre dalla mesh di elementi finiti il programma è in grado di individuare il contorno esterno e gli eventuali fori interni, oltre che tutti gli elementi strutturali convergenti al piano.
I disegni di tutti gli elementi strutturali sono organizzati in layer, distinti per tipologia di oggetto. Su più layer vengono poi riportate le disposizioni di armatura, relative alle due direzioni ortogonali e alle due posizioni (inferiore o superiore) di posa, tutte debitamente quotate. Anche in questo caso viene realizzato il computo metrico.
Tutti i computi possono dar luogo a un computo finale riepilogativo dei materiali utilizzati, relativo all’intero progetto o a una sua generica parte.
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