Esempio guidato n.ro 1

Si voglia realizzare la struttura seguente, situata nel piano XZ globale.

Per avviare il programma si prema il pulsante Start->Programmi->IngegneriaSoft->Stru3D Win.

Il programma si avvia, mostrando gli assi coordinati globali XYZ e la griglia del piano su cui andranno a posizionarsi i punti inseriti col mouse.

In basso a sinistra appaiono gli assi piccoli, che consentono di conoscere l’orientamento della struttura anche quando gli assi reali non siano visibili.

Configurazione del solutore.

Attenzione: se si possiede il file sap90.zip, esso va decompresso, con Winzip (scaricabile dal sito www.winzip.com) o con Windows, all’interno di una cartella, es. C:\Solutore\.

Si selezioni il comando del menù Opzioni =>Configurazione…; si apre la finestra di configurazione, in cui inserire la versione del solutore e la cartella contenente il file MSP32.exe per Microsap, Sap90.exe o Sap2000.exe.

Se il programma è stato installato per la prima volta, dovrebbe essere già configurato col Microsap ver. 8.3B - 8.3G e cartella C:\Microsap_demo.

Se non si conosce la cartella contenente MSP32.exe , Sap90.exe o Sap2000.exe, si faccia clic col tasto destro sul pulsante Start di Windows e si selezione Trova; si inserisca MSP32.exe, sap90.exe o sap2000.exe nella casella Nome e c:\ nella casella Cerca in; si prema Trova; una volta trovato, si annoti il dato della colonna Nella casella e lo si riscriva nella casella Cartella col solutore della finestra di configurazione.

Per conoscere la versione del Sap90, si faccia doppio clic sul file (Sap90.exe) indicato nella colonna Nome della finestra Trova di Windows.

Elementi fondamentali delle strutture sono i nodi, necessari per delimitare gli elementi costruttivi e per unirli.

La creazione dei nodi avviene automaticamente al momento della creazione degli elementi, o dopo la loro suddivisione; in alcuni casi potrà essere necessario creare dei nodi singolarmente.

Creazione dei nodi 1, 2 e 3 della struttura.

Dal menù Modellazione =>Nodi =>Crea singoli...

Appare una finestra per l’inserimento delle coordinate. Si faccia doppio clic sulla prima casella e si inserisca 0.0; si prema il tasto TAB della tastiera, per spostarsi nella casella successiva, e si inserisca 0.0; si prema ancora TAB e si inserisca 0.0; si prema il pulsante OK. E’ stato inserito il nodo 1 di coordinate (0.0, 0.0, 0.0); il nodo viene visualizzato sullo schermo grafico.

Allo stesso modo si inserisca il nodo 2 di coordinate (6.0, 0.0, 0.0).

Per inserire il nodo 3 si utilizzi ora il mouse. Si sposti il cursore a croce nella posizione X=11, Y=0, Z=0, controllando la posizione corrente nel riquadro in basso a destra nella barra di stato, e si faccia clic col pulsante sinistro del mouse (si prema il pulsante per allontanare la struttura, se il punto fosse fuori campo). Si prema Fine, per terminare l’inserimento di nodi singoli.

Si noti che tutte le coordinate inserite col puntatore appartengono al piano Z=0; tale piano è modificabile, come pure l’orientamento, col comando Ambiente=>Piano d’inserimento, griglia, snap... del menù.

Copia di nodi. Si selezioni il comando Modellazione=>Edita=>Copia... del menù.

Appare la finestra di selezione; si faccia clic nelle vicinanze dei nodi per selezionarli (diventeranno di color giallo); si prema Fine.

Di seguito appare una finestra per la scelta del metodo di copia, si selezioni Traslaz. + Rotaz. e si prema il pulsante OK.

Quindi appare la finestra per l’inserimento del punto base della traslazione, si prema OK per inserire il valore (0,0,0). Di seguito appare la finestra per l’inserimento del punto finale della traslazione, si faccia doppio clic nella casella della coordinata Z e si inserisca 3. Si prema OK.

Si prema OK anche nelle tre finestre che seguono per l’inserimento dell’asse e dell’angolo di rotazione. Verranno creati i nodi 3, 4 e 5 a quota 3 metri dal piano XY.

Si salvi la struttura col comando File =>Salva (o premendo il pulsante ); alla richiesta si inserisca il nome della struttura.

Creazione delle aste. Le aste sono elementi costruttivi a due nodi e possono essere travi in elevazione, travi di fondazione, pilastri e bielle.

Si selezioni Modellazione=>Aste=>Crea Singole concatenate... dal menù.

Per ogni asta dovranno essere indicati i due nodi estremi, o selezionando dei nodi esistenti od inserendo le coordinate (per selezionare dei nodi esistenti, si faccia clic col pulsante destro del mouse nelle vicinanze del nodi; per inserire le coordinate, si faccia clic col pulsante sinistro nel punto desiderato).

Aste n.ro 1 e 2: si faccia clic col pulsante destro del mouse vicino al nodo 1 e poi vicino al nodo 4 (verrà creata l’asta n.ro 1); si inseriscano le coordina X=0, Y=0 e Z=6 nella finestra e si prema OK (verrà creata l’asta n.ro 2); si faccia clic col pulsante destro nelle vicinanze del nodo n.ro 7 appena creato, per chiudere la serie di aste concatenate.

Non si utilizzi il mouse per creare il nodo 7, altrimenti il nodo andrà sul piano XY anziché nel punto (0,0,6).

Allo stesso modo si creino le aste 3 e 4 (il nodo 8 sarà nel punto X=6, Y=0, Z=8.5) e 5 e 6 (il nodo 9 sarà nel punto X=11, Y=0, Z=6).

Si creino le aste orizzontali 7 e 8, e quelle inclinate 9 e 10, utilizzando il pulsante destro del mouse per selezionare i nodi esistenti.

Si noti che, premendo il pulsante destro del mouse, si seleziona il nodo solo quando è visibile la finestra che permette anche l’inserimento delle coordinate, negli altri casi si utilizzi il pulsante sinistro, altrimenti verrebbe chiusa la finestra.

Per definire nuove sezioni trasversali di aste, si prema Definizioni =>Definisci sezioni...; apparirà la finestra Archivio sezioni, con l’elenco delle sezioni esistenti; si prema Nuova; si inserisca il nome 30x40 e si prema OK; nella successiva finestra, si modifichi l’altezza in 40 cm e si prema OK. Si prema Chiudi, per uscire dall’Archivio sezioni.

Si modifichino le proprietà della trave corrente, premendo Modellazione =>Aste =>Definisci asta corrente => Trave in elevazione corrente...; si modifichino i valori delle sezioni ai nodi iniziale e finale, selezionando la sezione 30x40; si prema OK. Da questo momento le travi in elevazione create avranno tali proprietà.

Le aste create verranno distinte in travi in elevazione, travi di fondazione e pilastri, in base all’inclinazione e la posizione dei nodi estremi, definiti in Modellazione =>Parametri elementi correnti... del menù.

Creazione degli spioventi e delle mensole come prolungamento delle aste.

Si selezioni il comando Modellazione =>Aste =>Prolunga/Accorcia....

Si selezioni l’asta n.ro 9 e poi il nodo n.ro 7, utilizzando il pulsante sinistro del mouse.

Si introduca la lunghezza del prolungamento 2.0 in metri e si prema OK; verrà creato lo spiovente al nodo 7. Si ripeta il procedimento per lo spiovente al nodo 9 e la mensola al nodo 4.

Si prema il tasto F12 (o il pulsante ), per adattare il disegno allo schermo.
 

Per ruotare il punto di vista attorno alla struttura visibile: premere il tasto sinistro del mouse e muovere il mouse.

Per traslare la struttura (funzione PAN): premere il tasto centrale del mouse con la rotellina (o tasto sinistro + Ctrl) e muovere il mouse.

Per ingrandire e rimpicciolire (Zoom): ruotare la rotellina del mouse (o tasto sinistro + Shift/Maiuscolo e muovere il mouse).

Creazione dei plinti.

Si selezioni il comando Modellazione =>Plinti =>Crea nuovi plinti....

Si selezionino, col pulsante sinistro del mouse, i nodi 1, 2 e 3 (sarà possibile anche selezionare tutti i punti del piano Z=0, premendo il pulsante _|_ Z e selezionando il nodo 1, od un altro a quota 0); si prema Fine;

Apparirà la finestra per l’inserimento delle dimensioni dei plinti, si prema OK per accettare le dimensioni visualizzate. Il programma è anche capace di predimensionare automaticamente i plinti.

La lettera W, nei nodi coi plinti, indica che verrà applicato un vincolo necessario per tener conto del terreno elastico alla Winkler.

Non è necessario inserire vincoli espliciti alla struttura.

Definizione di travate e pilastrate. Si selezioni il comando del menù Modellazione =>Definisci travate e pilastrate =>Definisci nuovi telai; si selezioni prima il nodo n.ro 1 e poi il nodo n.ro 3, per definire il piano del telaio; verranno subito individuate le travate e le pilastrate contenute nel telaio; si prema Fine, per terminare con l’inserimento dei telai.

Inserimento dei carichi.

Selezionare il comando del menù Carichi =>Nella aste =>Assegna gruppo carichi....

Si selezionino tutte le travi (aste non verticali); se qualche trave non fosse visibile, perché nascosta dalla finestra di selezione, si sposti quest’ultima trascinandola. Si prema Fine.

Apparirà la finestra per l’inserimento dei carichi. Si prema il pulsante Definisci carichi per accedere nell’Archivio carichi per aste. Si prema Nuovo, si inserisca q1000 e si prema OK; si selezioni il tipo Uniformemente distribuito gravitazionale (-Z), per inserire un carico diretto verso il basso e si prema OK; si inserisca 1000 (supponendo si stia utilizzando il Kg forza come unità di misura) e si prema OK; si prema Chiudi per chiudere l’archivio.

Si prema la freccia della prima casella della colonna Carichi e si selezioni q1000; nella casella alla destra (colonna Condizioni), si selezioni QAbit per selezionare la condizione indipendente a cui appartiene il carico. Le condizioni di carico possono essere create, modificate od eliminate, premendo il pulsante Condizioni di carico, oppure dal menù Definizioni =>Condizioni di carico. Si prema OK ed appariranno i carichi nel disegno.

Si salvi la struttura premendo il pulsante .

I pesi propri delle aste e dei plinti sono stati assegnati automaticamente come proprietà e saranno visualizzati con delle linee spesse. Per visualizzare la condizione a cui appartiene il peso proprio di un’asta, si prema Modellazione =>Aste =>Assegna/Modifica proprietà... e si selezioni un’asta; la condizione sarà quella indicata nella casella b) Cond pp.

Sarà possibile visualizzare le condizioni dei pesi propri di tutte le aste nel grafico, premendo il pulsante e selezionando, nella casella Vedi proprietà aste, la voce Condizione carico p.p..

Per selezionare la normativa ed i dati sismici di esegue Definizioni=>Normativa e dati sismici, si scorrano le finestre visualizzate senza modificarle.

Modifica di condizioni indipendenti di carico e combinazioni di carico.

Le condizioni indipendenti di carico potranno essere modificate, aggiunte od eliminate, col comando Definizioni =>Condizioni di carico statiche....

Si elimini la condizione Cperm (non utilizzata nell’esempio), selezionandola nell’elenco e premendo Elimina. Non si eliminino le condizioni già assegnate ai carichi.

Per ogni condizione di carico indipendente verrà calcolata la struttura, quindi verranno fatte le combinazioni per le verifiche agli s.l.u. e s.l.e., oppure l’inviluppo per le verifiche alle tensioni ammissibili.

I carichi (compresi i pesi propri) aventi la condizione nulla non verranno considerati (condizione inesistente).

Si selezioni il comando del menù Definizioni =>Combinazioni..., per visualizzare le combinazioni. Si prema il pulsante ? della relativa finestra, per maggiori dettagli.

Per visualizzare le combinazioni di carico si esegua il comando Definizioni=>Combinazioni di carico, premendo poi il pulsante Vedi della finestra. E' possibile lasciare al programma il compito di calcolare le combinazioni o personalizzarle a piacimento.

A questo punto, tutti i dati della struttura sono stati inseriti.

Ora si selezioni il comando del menù Elaborazioni =>In successione analisi, progetta e verifica tutto.

Essendo la struttura un telaio interamente contenuto in un piano parallelo al piano XZ globale, se si esegue l'analisi sismica statica equivalente, il programma richiederà se si vogliano bloccare gli spostamenti e le rotazioni fuori piano; si prema il pulsante Si.
Il programma creerà il file per il solutore, lancerà il solutore (che leggerà il file creato ed effettuerà l’analisi strutturale), leggerà i risultati dell’analisi, eseguirà le combinazioni di carico, il progetto delle armature, le verifiche degli elementi strutturali in cemento armato e delle tensioni sul terreno. 

Per visualizzare i grafici, si utilizzino i comandi Risultati =>Deformazioni, Risultati =>Diagrammi azioni aste, Risultati =>Diagrammi shell, ecc..

Dalle caselle che appaiono sotto il menù (Toolbar), si selezioni la condizione indipendente di carico ed il tipo di azione (azione normale N, momenti flettenti M22 e M33, azioni taglianti T22 e T33, azione torcente) che si desideri visualizzare. Si prema Esci grafici, per terminare con la visualizzazione della azioni.

Visualizzazione dei risultati e creazione della relazione.

Si selezioni il comando del menù Risultati =>Vedi risultati/Stampa relazione...; si spuntino le caselle con i dati ed i risultati da visualizzare e si prema OK.

Verrà visualizzata la relazione tramite il programma di scrittura indicato nella configurazione. Chiudere l’editor per tornare al programma (se l’editor fosse quello interno, si prema Esci dall’editor).

Durante l’installazione è stato installato anche un font per Windows Cour IngegneriaSoft.com (tipo Courier New Compresso) che permetterà la stampa di pagine a 132 colonne.

Creazione dei disegni esecutivi.

Per definire le piante, si selezioni il comando Disegni =>Definisci piante disegni =>Definisci orizzontali auto; verranno creati due piani orizzontali passanti per gli estremi delle aste orizzontali e dei plinti. Si crei manualmente il piano 3 comprendente le travi inclinate col comando Disegni =>Definisci piante disegni =>Definisci nuove piante.... Si selezioni due volte il nodo 7 alla base del tetto, per definire un piano orizzontale a quota 6 m, Si aggiungano le travi inclinate al piano 3, col comando Disegni =>Definisci piante disegni =>Includi aste in pianta....; si selezioni la pianta a