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Calcolo e dimensionamento di plinti
Mediante il modulo Plinti, i programmi CYPECAD e CYPE 3D sono in grado di dimensionare fondazioni realizzate tramite plinti rigidi in calcestruzzo armato o in calcestruzzo non armato, isolati o combinati da più pilastri e pareti di taglio con disposizione libera. Questo modulo dimensiona anche i cordoli e le travi di collegamento tra plinti e, inoltre, in CYPECAD dimensiona plinti continui al di sotto di un muro.
INDICE
Generalità del modulo Plinti
Gli strumenti per introdurre una fondazione con plinti sono ubicati in:
- CYPECAD
Menu Fondazione delle linguette Inserimento di travi o Risultati. - CYPE 3D
Menu Elementi di fondazione della linguetta Fondazione
In entrambi tali programmi, il modulo Plinti consente di dimensionare i plinti (in calcestruzzo armato o in calcestruzzo non armato) ad altezza costante o variabile (piramidali) e di ottenere plinti quadrati, rettangolari centrati e rettangolari eccentrici (in funzione della selezione dell’utente e delle azioni interne agenti).
In CYPECAD e in CYPE 3D è possibile selezionare più pilastri e pareti di taglio per assegnarli un plinto comune.
Insieme al modulo Plinti, si può acquistare un altro modulo che lo completa, garantendo così maggiori prestazioni nel progetto di plinti. Si tratta del modulo Fondazioni, che consente a CYPECAD e a CYPE 3D di progettare fondazioni con plinti che comprendano ritagli nella loro geometria e incontri speciali (intersezioni di cordoli e travi di collegamento).
Generazione automatica di plinti, cordoli e travi di collegamento
In CYPECAD il modulo Plinti consente di inserire automaticamente i plinti e le travi di collegamento necessarie con delle dimensioni iniziali prima di procedere a loro dimensionamento. Il programma deduce quali sono i plinti d’angolo, zoppi o centrati e dispone automaticamente le travi di collegamento che devono centrare il carico dei plinti eccentrici. A tale scopo, l’utente deve solamente indicare l’angolo e la distanza di visione affinché il programma rilevi la disposizione di pilastri della struttura.
La generazione automatica di plinti e travi di collegamento può risultare molto utile in strutture costituite da numerosi pilastri, in quanto consente di evitare di inserire i plinti e le travi di collegamento una a una. L’utente può modificare in seguito qualsiasi elemento di fondazione che reputi che è stato generato non adeguatamente.
Il funzionamento della generazione automatica di plinti in CYPE 3D è differente.
Qui, il programma genera tutti i plinti centrati e dispone cordoli di collegamento tra i pilastri costituenti il contorno, dato che è la cosa più comune in fondazioni di capannoni. Analogamente a CYPECAD, l’utente può disporre manualmente il tipo di plinto desiderato sotto ciascun pilastro.
Plinti continui al di sotto di un muro
La fondazione dei muri dimensionata da CYPECAD può presentare Vincolo esterno (plinto continuo al di sotto del muro) o Senza vincolo esterno (trave di fondazione). Nel caso in cui la fondazione del muro si definisca come un plinto continuo (Con vincolo esterno), il modulo Plinti dimensiona il plinto a partire da alcune dimensioni minime, allo stesso modo di come fa con i plinti dei pilastri. Se il plinto del muro è eccentrico (ad esempio, con mensola esterna ma senza mensola interna), le travi di collegamento che lo collegano ai pilastri interni si dimensioneranno per centrare il carico del plinto.
Modifica di plinti
In seguito al calcolo e al dimensionamento della struttura e della fondazione, l’utente può modificare qualsiasi plinto per visualizzare il suo dimensionamento e la sua armatura.
L’editor di plinti consente inoltre di cambiare il tipo di plinto, modificare le sue dimensioni e armature, e di cambiare le opzioni di crescita durante il dimensionamento del plinto. In seguito alle specifiche inserite dall’utente, l’editor può verificare il plinto con le modifiche introdotte, oppure dimensionarlo.
Il dimensionamento dispone di tre opzioni:
- Completo
Il plinto si dimensiona tenendo in considerazione le modifiche eseguite dall’utente, che devono soddisfare il tipo di plinto, i materiali e le opzioni di crescita. Non si tengono in considerazione le modifiche delle dimensioni o delle armature inserite. - Dimensioni minime
Il programma verifica il plinto con le dimensioni inserite dall’utente tenendo in considerazione i cambi di materiali che si siano potuti inserire. Se necessario, si aumentano le dimensioni del plinto conformemente alla tipologia selezionata e alle opzioni di dimensionamento inserite. Dimensiona inoltre l’armatura. - Riarmare
Il programma riarma e verifica il plinto senza modificare le sue dimensioni
Calcolo e dimensionamento di plinti
Durante lo sviluppo del software sono stati eseguiti cambi sia nel calcolo delle azioni interne “con vincolo esterno”, sia per quanto concerne plinti e plinti su pali, cordoli e travi di collegamento.
Una volta ottenute le reazioni agli appoggi degli elementi di sostegno della struttura (pilastri, pareti di taglio e muri), si crea un modello con tutti gli elementi di fondazione “con vincolo esterno” e le sue travi, rappresentato dalla loro matrice di rigidezza. Quest’ultima, insieme alle ipotesi definite come azioni sulla fondazione (reazioni ottenute), si risolve tramite metodi frontali per ottenere gli spostamenti e le azioni interne in tutti gli elementi, ottenendo le rigidezze di tutte quelle che intervengono e le interazioni tra di loro.
Iterazioni nella procedura di calcolo
Prima iterazione
Il processo di calcolo è iterativo e parte dalle dimensioni iniziali di ciascun elemento. Nella prima iterazione si stabiliscono le seguenti considerazioni per determinare la rigidezza e il vincolo di ciascun tipo di elemento:
- Plinto isolato o plinto su pali
Si considera come un solido rigido con un appoggio al centro, il cui vincolo in ciascuna direzione può essere un appoggio incernierato se in esso concorre una trave di collegamento, o incastrato se in esso concorre un cordolo di collegamento o non concorre nessun cordolo. - Plinto continuo al di sotto del muro
Si definisce come un solido rigido con un appoggio in corrispondenza del suo centro, nel verso trasversale; si considera incernierato se in esso concorrono travi di collegamento e/o altri muri, e, nel verso longitudinale, si considera incastrato. - Cordolo di collegamento
Si considera come un’asta con le sue dimensioni e i suoi estremi incernierati che arrivano fino all’asse che passa per il centro dell’elemento che controventano. - Trave di collegamento
Si considera come un’asta con le sue dimensioni. I suoi estremi si incastrano al bordo dell’elemento da essa centrato nei seguenti casi:- Plinti zoppi, d’angolo, e, per quanto riguarda plinti su pali, nelle direzioni che richiede centrare.
- Quando l’utente seleziona il centramento manualmente.
- Plinti centrati o plinti su tre o più pali.
- Plinti zoppi, d’angolo, e in plinti su uno e due pali, nelle direzioni che richiedono centrare.
- Quando l’utente disattivi il centramento manualmente.
- Muri perimetrali e travi di collegamento che concorrono trasversalmente in un plinto al di sotto di un muro
Questo insieme di elementi rappresenta un caso speciale, sebbene comune in edilizia. Si può osservare nella seguente figura.
A causa della grande rigidezza che caratterizza i muri perimetrali trasversali (4) e (5), il loro effetto sarebbe enorme paragonato con le travi (1), (2) e (3), per cui si è optato per eseguire una semplificazione, in modo tale che l’effetto del centramento si ripartisca a parti uguali tra tutti gli elementi che che concorrono trasversalmente, eseguendo una media delle rigidezze della trave di collegamento e assegnando questa rigidezza media a tutti gli elementi che centrano, inclusi i muri, affinché tutti loro contribuiscano in modo equilibrato ed equo.
Per ottenere un’analisi raffinata, bisognerebbe ricorrere alla considerazione dell’interazione terreno-struttura e a un modello adeguato del terreno, tuttavia, data la complessità di tale analisi, risulta ragionevole ricorrere alla semplificazione menzionata, dato che si sta inoltre considerando che il plinto è rigido e non subisce torsioni.
Resto delle iterazioni
Il programma esegue più o meno iterazioni a seconda dell’opzione scelta dall’utente:
- Dimensionamento veloce
una volta eseguita la prima iterazione, si dimensionano i plinti e i plinti su pali sulla base delle azioni interne ottenute, effettuando una seconda iterazione di calcolo e tornando a dimensionare gli elementi, travi comprese. Mediante quest’ultima geometria si esegue un terzo e ultimo calcolo e si verificano tutti gli elementi, con la possibilità che rimanga qualcun elemento che non verifica. - Dimensionamento completo
In seguito alla prima iterazione, si proseguirà iterando fino a trattare di ottenere che tutti gli elementi verifichino, ad eccezione che si arrivi ai limiti massimi di dimensioni consessi per ciascun elemento, nel cui caso qualcuno non verificherebbe.
Altri moduli di CYPE 3D e CYPECAD
Moduli di CYPE 3D:
Moduli di CYPECAD:
- Pilastri in acciaio
- Pilastri in legno
- Travi in acciaio
- Solai unidirezionali (travetti in calcestruzzo generici)
- Solai con travetti in legno
- Solai con travetti gettati in opera, prefabbricati e in acciaio (richiede il modulo Solai unidirezionali)
- Solai nervati
- Solai in getto pieno
- Verifica a punzonamento
- Solai misti
- Solai precompressi a cavi post-tesi per edifici
- Solai a piastre alleggerite
- Pareti di taglio
- Muri portanti
- Muri a tensione piana
- Scale
- Piastre e travi di fondazione
- Muri in blocchi di calcestruzzo
- Sistemi di protezione collettiva
- Interazione della struttura con gli elementi costruttivi
- Strutture 3D integrate (Si attiva acquistando Strutture 3D)
Moduli comuni a CYPE 3D e CYPECAD:
- Pilastri in calcestruzzo
- Travi in calcestruzzo
- Profili in legno
- Colonne composte in calcestruzzo e acciaio
- Plinti su pali (comprende reticoli di travi di collegamento)
- Plinti (isolati e continui) (comprende reticoli di travi di collegamento)
- Piastre di ancoraggio
- Calcolo avanzato di fondazioni superficiali
- Inserimento automatico di progetti: DXF, DWG e modelli CAD/BIM
- Verifica di resistenza al fuoco
- Calcolo in parallelo con due processori
- Calcolo in parallelo (fino a otto processori)
- Unioni I. Saldate. Capannoni con profilati laminati e saldati a doppio T
- Unioni II. Bullonate. Capannoni con profilati laminati e saldati a doppio T
- Unioni III. Saldate – Telai per edifici con profilati laminati e saldati a doppio T
- Unioni IV. Bullonate – Telai per edifici con profilati laminati e saldati a doppio T
- Unioni V. Travature reticolari con profilati tubolari
- Esportazione in formato CIS/2
