Caratteristiche delle shell (per Sap2000)

Per l’assegnazione delle proprietà delle shell, si utilizza la finestra seguente

in cui inserire:

• Materiale - Si prema la freccia a lato per selezionare un materiale presente in archivio; per definire nuovi materiali, o modificarli, si prema il pulsante Archivio Materiali.
  NB. Se il nome appartenesse ad un materiale non definito non potrebbe crearsi il file per il solutore.
   

• Crit. Calc. - Si prema la freccia a lato per selezionare un criterio di calcolo presente in archivio; per definire nuovi criteri, o modificarli, si prema il pulsante Archivio Criteri.
  NB. Se il nome appartenesse ad un materiale non definito non potrebbe crearsi il file per il solutore. 

 

• Spessore membranale - E’ lo spessore utilizzato per calcolare la rigidezza membranale della shell;
   

• Spessore flessionale - E’ lo spessore utilizzato per calcolare la rigidezza flessionale della shell.
  In genere i due spessori coincidono.
   

• Angolo armatura - Angolo tra l’asse locale 1 e la direzione principale delle armature.

• Scostamento - Scostamento dei nodi estremi rispetto la superficie media della shell; si ponga -999 se il nodo fosse all’intradosso, 999 se all’estradosso (la superficie di estradosso è quella positiva della shell, vedere Generalità).

• Temperatura per tensioni nulle - E’ la temperatura che non produce tensioni termiche; ad es., se la struttura fosse sottoposta ad una temperatura di 600 gradi e questo dato fosse di 100 gradi, le tensioni verrebbero calcola per un incremento di 500 gradi.
   

• Condiz. pp - Condizione indipendente di carico a cui apparterrà il peso proprio della shell.

• Tipo di comportamento, che potrà essere:
  - a Guscio - Comprenderà sia il comportamento membranale che flessionale;
  - Membranale - La shell non avrà rigidezza flessionale ma resiste solo a trazione e compressione lungo il suo spessore (si ha solo resistenza per forma).
  - A Piastra - La shell avrà solo resistenza flessionale (si esclude la resistenza per forma).

• Formulazione spessore. La formulazione dello spessore determina se le deformazioni trasversali di taglio sono o meno incluse nel comportamento a piastra flettente di un elemento con comportamento a piastra o a guscio.
  Thick - viene usata una formulazione a piastra spessa (Mindlin/Reissner) che comprende gli effetti della deformazione di taglio trasversale.
  Thin - viene usata una formulazione a piastra sottile che trascura la deformazione di taglio.
  In genere si consiglia di usare la formulazione a piastra spessa. La formulazione dello spessore non ha effetto sul comportamento a membrana. Per maggiori dettagli vedasi il manuale del Sap2000. 

• Tipo Elemento - Che potrà essere:
  - elemento in elevazione;
  - parete verticale;
  - piastra di fondazione. 

• Dati per piastre di fondazione. La modifica di tali dati sarebbe possibile solo se l'elemento fosse una piastra di fondazione.

• Tipo terreno - Si prema la freccia a lato, per selezionare un terreno presente in archivio; per definire nuovi terreni, si prema il pulsante Archivio terreni.

• Spessore sott. Magrone - Spessore della sottofondazione in cemento magrone.

• Composiz. Magrone - Composizione del cemento magrone del sottofondo.

• Aumento azioni % . Si inserisca l’aumento, in percentuale, da applicare alle azioni sollecitanti la shell.

• Aumenta solo il taglio. Spuntare la casella se l’aumento debba riguardare solo il taglio. Tale opzione, assieme al valore 50% nella casella precedente, serve per verificare le pareti secondo il punto 7.4.4.5. per le strutture in CD “B”, delle NTC 2008. Per le strutture in classe CD “A”, ancora le shell non possono essere utilizzate come elementi principali portanti, ma solo come elementi secondari.

• Manutenz.. Selezionare la scheda presente in Archivio Manutenzione per la creazione del Piano di Manutenzione (vedere Creazione del Piano di Manutenzione). E’ possibile riassegnare automaticamente i dati col comando Assegnazione dei dati di manutenzione in automatico.

Orientamento degli assi locali

La definizione degli assi locali delle shell nel Sap2000 è completamente differente rispetto a quella del Sap90; quindi se si cambiando solutore a modellazione avvenuta sarà necessario rivedere tali orientamenti.

Per una dettagliata descrizione dell'orientamento delle shell vedasi il manuale del Sap2000.

Ciascun elemento shell ha un proprio sistema di coordinate locali usato per definire le proprietà del materiale, i carichi ed i risultati. Gli assi di questo sistema locale sono indicati con i numeri 1, 2 e 3. I primi due assi giacciono nel piano dell'elemento con orientamento specificato dall'utente, il terzo è l'asse normale.

Il sistema 123 è un sistema destrorso. L'asse 3 è sempre normale al piano dell'elemento. Questo asse è diretto verso l'osservatore quando il percorso dei nodi 1-2-3, con cui è stata definita la shell, è antiorario.

Per shell quadrangolari, il piano dell'elemento è definito dai vettori che compongono i punti mediani delle due coppie di lati opposti.

L'orientamento di default, cioè quando nella casella Tipo orientamento c'è scritto Default, degli assi locali 1 e 2 è determinato dalla relazione tra l'asse locale 3 e l'asse globale Z:

- il piano locale 3-2 viene preso verticale, cioè parallelo all'asse Z;

- l'asse locale 2 viene preso in direzione positiva verso l'alto (+Z) a meno che la shell non sia orizzontale nel qual caso l'asse locale 2 è preso orizzontale diretto lungo la direzione globale +Y;

- l'asse locale 1 è sempre orizzontale cioè giace in un piano parallelo al piano XY.

Una shell viene considerata orizzontale se il seno dell'angolo tra l'asse locale 3 e l'asse Z è minore di 0.001.

Angolo delle coordinate. L'angolo delle coordinate dell'elemento shell (casella Angolo nella finestra), viene usato per definire gli orientamenti dell'elemento diversi dall'orientamento di default. Esso è l'angolo di cui gli assi locali 1 e 2 sono ruotati intorno all'asse locale positivo 3 rispetto all'orientamento di default. La rotazione positiva dell'angolo si ha quando la rotazione è antioraria e l'asse +3 punta verso l'osservatore.

Per shell orizzontali, l'angolo è misurato tra l'asse locale 2 e l'asse orizzontale +Y.

Nella figura seguente: fila superiore ang=45°; seconda file ang=90°; terza fila ang=0°; quarta fila ang=-90°.

Per tutti gli elementi l'asse 3 punta verso l'esterno, in direzione dell'osservatore.

• Per comprendere meglio il funzionamento si provi a cambiare il valore dell'angolo, dopo aver visualizzato gli assi locali.

• Per visualizzare gli assi locali, si utilizzi il comando del menù Ambiente =>Parametri di visibilità (pulsante ) e si spunti la casella Assi locali shell.
   

Pulsanti:

• Archivio Materiali - Per definire nuovi materiali, o modificarli.

• Archivio Criteri - Per definire nuovi criteri di calcolo, o modificarli.

• Archivio Terreni - Per definire nuovi terreni di fondazione, o modificarli

• Archivio Condizioni - Per definire nuove condizioni di carico indipendenti, o modificarle.

• Archivio Manutenzione - Per definire nuove schede di manutenzione, o modificarle.

Dal disegno della shell si potranno ottenere le seguenti informazioni (visualizzati in base ai parametri descritti in Parametri di visibilità):

gli assi locali (1, 2, 3); il numero dell’elemento (tra parentesi); l’angolo tra la direzione dell'armatura principale e asse 1 (30.00 gradi); la direzione dell’armatura principale (freccia Ar); i segmenti spessi, che uniscono i nodi estremi, significano che è stato assegnato il peso proprio; le W nei nodi significano che vi sono dei vincoli elastici alla Winkler (infatti la shell è parte di una piastra di fondazione); lo spessore.