Allora, iniziamo!!! Preciso che la guida si riferisce alla
versione 14 del Sap e i comandi descritti ed indicati sono in
italiano!!! Per chi ha la versione in inglese, può tranquillamente andare sul sito
http://www.csi-italia.eu e scaricare la .dll per cambiare i menu da inglese ad italiano. In pratica, copiate la .dll nella cartella di installazione del programma, avviate Sap e selezionate dalla tendina
Aiuto l'ultima voce in basso per cambiare la lingua.
* * * * * * * *AGGIORNAMENTO VERSIONE 15A distanza di un anno dalla prima stesura della guida, ci troviamo oggi ad utilizzare la
versione 15, che oltre al solito language pack in italiano prevede una
libreria dei materiali italiani. Basta scaricare il file sul sito della Csi Italia nella sezione download e seguire le istruzioni.
Inoltre, nella nuova versione sono stati inseriti gli
spettri di risposta secondo quanto dettato dalla normativa italiana.
* * * * * * * *1. NORMATIVA DI RIFERIMENTO Dal menu a tendina cliccare su:
> Verifica > Verifica Frame C.A. > Vedi/Revisiona PreferenzeSelezionare la normativa di riferimento ed impostare i valori corretti (non essendoci l'NTC 2008), eventualmente si può selezionare l'
EC2-1992 e controllare che i valori corrispondano a quelli appunto dell'NTC 2008, in particolare:
.Nu = 0,01.Gamma (Steel) = 1,15.Gamma (Concrete) = 1,5.Fattore Carico Variabile per Campate = 0,75.Limite Fattore di Utilizzo = 0,95Per cui, utilizzando come normativa di riferimento l'
EC2-1992 si possono lasciare i
valori di default.
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2. INSERIMENTO DELLA STRUTTURA Personalmente vi consiglio di creare il
modello a fil di ferro (wireframe) in Autocad,
ponendo tutti i frame su un layer nuovo diverso da quello di default (0) e utilizzare la
stessa unità di misura sia in Autocad che in Sap. Se in Autocad disegnate il vostro modello in metri, prima di tutto all'apertura di un nuovo file col Sap selezionate in basso a destra una unità di misura che contenga i metri (per le forze e le temperature scegliete quello che più vi aggrada, tanto li potete cambiare in qualsiasi momento). Ricordatevi che per verificare il corretto disegno della struttura in Autocad dovete sempre andare a visualizzare le viste assonometriche, per controllare che l'altezza sia concorde con l'asse Z!!
Consiglio: prima di esportare il .dxf, spostate il disegno al centro degli assi X-Y di Autocad, prendendo il primo filo fisso più vicino al centro degli assi, semplicemente selezionando il comando sposta e dando le coordinate 0,0 per X e Y. Questo eviterà (
per quanto possibile) che le coordinate dei vostri fili fissi non si trovino, ad esempio a 4,4999999 metri ma precisamente a 4,5.
Esportate il modello wireframe in .dxf ed
importatelo in Sap nel seguente modo:
> File > Importa > AutoCAD .dxf File-nella prima finestra selezionate
Z come
Direzione Globale in Alto-selezionate poi l'unità di misura con la quale avete disegnato in Autocad, ad esempio "
KN, m, C"
-nella seconda finestra, alla voce "
Telai" selezionate dalla tendina il layer col quale avete disegnato la struttura (non deve essere quello di default di Autocad!!!!). Se non visualizzate ancora nulla, cliccate subito sulla vista
3D per controllare la corretta immissione del modello in particolare l'asse Z come sviluppo verticale.
Avrete notato come il Sap permetta di importare tutta una serie di elementi supplementari, come nodi speciali, link, ecc... Il mio consiglio è quello di importare solo i frame relativi a travi e pilastri, tutto il resto (e cioè setti, scale, eventuali nodi aggiuntivi) conviene crearlo successivamente direttamente in Sap, sia per evitare errori che per semplicità di modellazione.
Per controllare eventuali errori di disegno in Autocad, selezioniamo
>Edita>Mostra Duplicati. Se il responso è negativo non abbiamo commesso errori.
Oltre a questo metodo facile e veloce c'è quello classico di
inserimento di griglie all'interno delle quali andare a disegnare la struttura. Una volta creato un nuovo modello cliccando su
File>Nuovo Modello... selezioniamo la voce
"Solo Griglia" e confermiamo. Per modificarla in qualsiasi momento basta cliccare due volte su una delle linee grigie della griglia oppure
clic destro>edita dati griglia>mod./mostra sistema.- - - - - - - - - -
3. DEFINIZIONE MATERIALI E SEZIONI una volta importato il nostro dxf in Sap, passiamo a definire prima di tutto i
MATERIALI. Dal menu a tendina selezioniamo:
> Definisci > Materialinella finestra selezionare
Aggiungi Nuovo Materiale, iniziamo col calcestruzzo:
nella tendina slezionare
"Concrete" ed inserire poi tutti i parametri relativi a peso, E, Poisson, G, ecc..., facendo attenzione alll'ultimo parametro in basso relativo alla scritta
"Resistenza a Compressione Calcestruzzo Specificata f'c", altro non è che il nostro Rck*0,83 cioè fck.
Per inserire le proprietà delle barre d'armatura selezionare dalla tendina
"Rebar" e non Steel che servirà per costruzioni in acciaio. Anche qui inserite tutti i parametri da normativa, ponendo attenzione agli ultimi 4 valori in basso relativi alla voce
"Altre Proprietà per Materiale Armature", inserendo sia per
Fy che per
Fye il
valore della tensione di snervamento (
450 N/mmq per il B450C), mentre per i parametri
Fu ed
Fue inserire il valore della
tensione di rottura (
540 N/mmq per il B450C).
OCCHIO ALLE UNITA' DI MISURA!!!!!!
* * * * * * * *AGGIORNAMENTO VERSIONE 15Con la nuova versione e scaricando l'apposito file per le librerie dei materiali italiani (come indicato sopra), è possibile selezionare direttamente i vari materiali già preimpostati, semplicemente cliccando su:
> Definisci > Materiali > Aggiungi Nuovo Materiale...nella finestra che si apre selezionate dalla prima tendina la voce
Italy e successivamente la tipologia di materiale (steel, concrete, rebar) e la relativa classe di resistenza nell'ultima tendina in basso. Potete cliccare successivamente su modifica (selezionando la voce appena inserita) per controllare o modificare manualmente i valori.
* * * * * * * *Passiamo ora a definire le
SEZIONI, selezionando dal menu a tendina:
> Definisci > Proprietà Sezione > scegliere tra le opzioni: (facciamo l'esempio per le classiche aste), scegliendo
Sezioni Frame:
dalla finestra scegliere
"Agg. Nuova Prop.", selezionate dalla tendina
"Concrete" e scegliete la tipologia di sezione che vi occorre. Una volta scelta la sezione definire le dimensioni e selezionare il materiale nella tendina, appunto,
"Materiale", poi cliccare in basso su
"Armatura Calcestruzzo": sia per gli elementi pilastri che per quelli trave occorre definire il materiale per le armature, selezionandolo nelle due tendine in alto (cioè B450C se avete così chiamato l'acciaio per armature);
- per gli elementi
pilastro selezionare, nella sezione "Tipo di Progettazione", la voce
"Pilastro (P-M2-M3)"- per gli elementi
trave selezionare, nella sezione "Tipo di Progettazione", la voce
"Trave (Solo Progetto M3)"Selezionare poi in basso le tipologie di armatura tipo che dovranno poi essere progettate o verificate a seconda delle esigenze, ricordando che i nostri "
fi-12 o
fi-16" corrispondono a "
d12 o
d16" selezionabili nelle tendine.
Per modificare o attribuire le proprietà sezione ad un frame, basta selezionare il frame stesso e cliccare su:
>Assegna>Frame>Sezioni Framee scegliere la sezione interessata.
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4. VINCOLI Per inserire i
vincoli alla base della nostra struttura, basta selezionare tutti i nodi alla base ponendosi in una vista piana X-Y oppure tridimensionale ruotando il modello in maniera tale da visualizzate i nodi alla base quasi sullo stesso livello. Con un rettangolo di selezione (in vista 3D da sinistra verso destra così evitiamo di selezionare le aste), selezioniamo tutti i nodi cliccando su:
>Assegna>Nodo>Vincoli Esternie nella finestra che ci appare selezioniamo la condizione di vincolo che ci interessa. (generalmente per strutture convenzionali pare sia consigliato porre sempre un incastro alla base, facendo la verifica delle fondazioni a parte).
Per quanto riguarda i cosiddetti
vincoli interni alla struttura inseriamo il
Piano Rigido, definendolo in questo modo:
Definisci>Vincoli Int Nodie nella finestra selezioniamo dalla tendina la voce
"Diaphragm" e clicchiamo su
"Aggiungi nuovo vincolo", e nella finestra che ci appare alla voce "asse vincolo" selezioniamo
Auto per evitare casini di ogni genere (altrimenti selezioniamo l'asse Z). Ripetere l'operazione per tutti i piani che costituiscono la struttura.
Per assegnare ai vari piani i relativi diaframmi, poniamoci in una visuale comoda, anche 3d, selezioniamo tutti gli elementi nodo del piano e poi clikkiamo su:
>Assegna>Nodo>Vincoli Internie selezioniamo il diaframma di riferimento per ogni piano, quindi Diaph1 per il primo piano, Diaph2 per il secondo e così via...
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5. SCHEMI DI CARICO Gli Schemi di Carico rappresentano le varie tipologie di carichi che inseriremo nel modello (pesi propri, permanenti, accidentali, ecc...). Per definirli basta cliccare su:
>Definisci>Schemi di Cariconella finestra che appare notiamo che è già presente la condizione
DEAD, che molti consigliano di lasciare e non modificare per averne una che rappresenti e tenga conto dei Pesi Propri degli elementi strutturali. Si nota infatti che sotto la voce
"Peso Proprio Moltiplicat." c'è il coefficiente
1 che tiene conto appunto del peso proprio degli elementi strutturali, coefficiente che solo in uno schema di carico deve essere pari ad 1, altrimenti si terrà conto più di una volta del p.pr. degli elementi.
A questo punto per aggiungere un nuovo schema di carico basta
inserire il nome (ad es. PERM),
selezionare la tipologia dalla tendina a fianco (per questo vi rimando alla letteratura tecnica, comunque solitamente si usa DEAD o SUPER DEAD per i Permanenti e LIVE per gli Accidentali),
lasciare 0 come moltiplicatore del peso proprio (se lo si è già attribuito al caso DEAD) e selezionare aggiungi.
Ripetere la procedura per ogni schema di carico che si vuole inserire.
Per modificarne uno già inserito, selezionarlo, cambiare i parametri nelle caselle di modifica in alto e infine cliccare su
"Modifica".
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6. ASSEGNAZIONE DEI CARICHI Cominciamo col dire che, in base alla tipologia di carichi che si deve inserire, ci sono tanti modi in SAP per poter assegnare i carichi al modello, qui di seguito illustrerò quelli classici.
Per maggiori dettagli vi invito a consultare i manuali ufficiali in pdf della CSI Italia presenti sul sito www.csi-italia.eu.
a) Carichi distribuiti sulle aste (frame):il metodo più semplice e diretto per attribuire carichi ad un'asta (o frame) consiste nel selezionare l'asta o un insieme di aste, e poi cliccare su:
>Assegna>Carichi Frame> "selezionare la tipologia di carico interessata"nella finestra che appare fate attenzione nel:
- selezionare lo schema di carico appropriato,
- impostare le opportune unità di misura,
- verificare il sistema di riferimento (globale o locale),
- controllare se il carico che state inserendo va aggiunto, in modifica o cancellato rispetto ad altri eventualmente già inseriti per lo stesso schema di carico ed elemento strutturale!!Per verificare la corretta assegnazione del carico, selezionare:
>Visualizza>Mostra Assegnazioni Carichi>Frame/Cavo/Tirante...selezionate dalla tendina lo schema di carico corrispondente come in figura.
b) Campi di solaio Una maniera molto comoda e rapida per inserire i carichi per superficie dei solai ed i relativi scarichi per unità di lunghezza direttamente sulle aste, è quella di selezionare e disegnare una
AREA NULLA, cliccando su:
>Disegna>Disegna Area Poligonalee nella finesta che appare, impostare la voce
None selezionandola dalla tendina. Disegnare l'area selezionando tutti i nodi che essa comprende assicurandosi che si stia disegnando su una superficie perfettamente piana!!! Il disegno dell'area nulla si estrinseca nel cliccare sui vari nodi del piano in senso orario o antiorario per chiudere la poligonale.
Una volta disegnata l'area nulla, cliccarci sopra (si noterà un tratteggio appena all'interno) e selezionare:
>Assegna>Carichi Area>Uniformi Verso Frame(Shell)...inserire il carico per unità di superficie (ad esempio il peso del solaio a mq) facendo attenzione sempre allo schema di carico, all'unità di misura, ecc..., in particolare alla voce
"Distribuzione", dove occorre selezionare
"One-Way" per far si che lo scarico sia lungo una sola direzione.
Solitamente la direzione del solaio avviene secondo l'Asse X del riferimento Globale. Se vi occorre capovolgerla in direzione Y, la via più semplice è la seguente:
- selezionare l'area col tasto destro del mouse
- nella tendina
Assegnazioni cliccare due volte sulla voce
"Assi Locali"- impostare come
angolo "90" per ruotare la direzione di carico lungo Y.
Per controllare i carichi distribuiti sulle aste mediante l'inserimento delle aree, basta cliccare su:
>Visualizza>Mostra Assegnazioni Carichi>Area...nella finestra selezionare lo schema di carico che si vuole controllare e in basso spuntare la voce
"Risultanti Carico Uniforme su Frame" con distribuzione One-Way, come in figura.
c) Per i
carichi nodali è semplicissimo, selezionare i nodi interessati e cliccare su:
>Assegna>Carichi Nodo>Forze...impostare la forza o il momento facendo attenzione sempre ai soliti paramentri ed in particolare al sistema di riferimento.
Anche in questo caso, per verificare la corretta assegnazione dei carichi nodali, selezionare:
>Visualizza>Mostra Assegnazioni Carichi>Nodo...dalla tendina selezionare lo schema di carico di riferimento
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7. CALCOLO SPETTRI DI PROGETTO Facciamo l'ipotesi di dover costruire in Abruzzo, provincia di Chieti, comune di Casoli (dove abito io), quindi zona sismica di 1° categoria (tanto per usare la vecchia terminologia). Creiamo gli spettri di progetto tramite l'utilizzo del file excel
"SpettriNTC_ver1.0.3" scaricabile dal sito del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici al seguente link:
http://www.cslp.it/cslp/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=295&&Itemid=10Procediamo con la determinazione degli spettri seguendo passo passo le varie fasi:
- FASE 1:selezioniamo dalle tendine "Abruzzo" come Regione, "Chieti" come Provincia, "Casoli" come Comune. Il semaforo è verde per cui l'interpolazione dei dati è corretta. Altrimenti possiamo inserire le coordinate precise del sito.
* se c'è qualcuno che intende specificare la differenza tra "media ponderata" e "superficie rigata" nella tendina Interpolazione pregherei lo facesse!
- FASE 2: il primo valore da impostare è la
Vita Nominale Vn, che in questo caso è pari a 50 trattandosi di un'opera ordinaria essendo un edificio per civile abitazione;
il
Coefficiente d'uso Cu è pari ad 1 poichè siamo in presenza di Classe d'uso II e cioè "
Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti" (capitolo di riferimento 2.4.2 e successivi); notiamo subito che la
Vita di Riferimento Vr è pari a 50 essendo Vr=Vn x Cu. Appena sotto controlliamo i valori per i vari Stati Limite e il grafico relativo alle 2 tipologie di strategia di progettazione, che in questo caso coincidono perchè la nostra costruzione è ordinaria (Vn=50 e Cu=1);
- FASE 3: 3.1 Spettro di progetto per gli Stati Limite di Esercizio (SLE):per questa tipologia selezioniamo dalle varie tendine:
- SLD- Categoria di sottosuolo C- Categoria Topografica T2 e un
rapporto h/H pari a
0,5 cioè a metà pendio, notiamo infatti che il relativo codice St=1,1;
nella sezione sottostante selezioniamo
"Spettro di Progetto Elastico (SLE)", controllando solo lo smorzamento, dato che cambiare il fattore di struttura non ha senso essendo 1 per gli SLE e pur inserendo un valore diverso da 1 non lo considera. Il fattore di struttura verticale è impostato a 1,5 come impone la normativa e lasciamolo così tanto per strutture "ordinarie non ci serve". Da una prima occhiata ai grafici sottostanti possiamo notare 3 spettri, quello blu non ci interessa perchè è la componente vericale, mentre quello che a noi serve è di colore
NERO! Lo spettro di colore rosso è l'equivalente di quello nero ma su suolo A cioè su roccia, quindi è giusto avere uno spettro di progetto amplificato proprio perchè il nostro terreno è di tipo C.
Clikkiamo sulla freccia a fianco alla scritta
"Parametri e punti spettri di risposta",
selezioniamo entrambe le colonne di valori sulla destra e incolliamo i valori su un file
txt.
3.2 Spettro di progetto per gli Stati Limite Ultimi (SLU):per questa tipologia selezioniamo dalle varie tendine:
- SLV- Categoria di sottosuolo C- Categoria Topografica T2 e un
rapporto h/H pari a
0,5 esattamente come prima;
nella sezione sottostante selezioniamo
"Spettro di Progetto Inelastico (SLU)", impostiamo il
fattore q0 come definito da
Normativa al paragrafo 7.4.3.2, che in questo caso ipotizziamo essere pari a 3,9 (CDB con 3x1,3) e
non regolare in altezza (corrisponde al parametro
Kr che in questo caso è pari a
0,8). Notiamo che stavolta lo
spettro di progetto, di colore
NERO, è più basso di quello rosso, questo perchè stiamo progettando in duttilità, infatti lo spettro di progetto elastico di riferimento rosso su suolo A è più alto, abbattuto proprio grazie al fattore di struttura! Anche in questo caso likkiamo sulla freccia a fianco alla scritta
"Parametri e punti spettri di risposta",
selezioniamo entrambe le colonne di valori sulla destra e incolliamo i valori su un file
txt.
* * * * * * * *AGGIORNAMENTO VERSIONE 15Come ho già anticipato all'inizio del post, con la nuova versione sono stati inseriti gli
spettri di risposta secondo le
NTC2008 (ci sono anche quelli della 3274). Per creare uno spettro direttamente nel SAP, basta selezionare:
>Definisci>Funzioni>Spettro di Risposta...nella finestra che si apre, selezioniamo dalla tendina la voce
"Italian NTC 2008", cliccare su
"Aggiungi nuova funzione" e impostare tutti i parametri per la definizione dei vari spettri che occorrono.
NB: fate molta attenzione al fattore di struttura q, sia perchè si tratta del valore totale ovvero del prodotto tra q0 e Kr (cioè il coefficiente di regolarità in altezza), sia perchè la casella non viene oscurata mentre si stanno impostando gli SLE (SLO e SLD), che essendo spettri elastici non hanno nulla a che vedere col fattore di struttura, per cui occhio a LASCIARE IL VALORE 1 quando state impostando gli spettri per gli Stati Limite di Esercizio!!!!
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8. INSERIMENTO DEGLI SPETTRI NEL SAP Una volta salvati su 2 file di testo differenti i valori degli spettri SLD ed SLV passiamo alla fase successiva, inseriamoli nel programma selezionando i seguenti comandi:
>Definisci>Funzioni>Spettro di Risposta... dalla tendina selezioniamo
"From File", poi clikkiamo su
"Aggiungi nuova funzione" e nella finestra successiva su
"Sfoglia"e selezioniamo uno dei 2 file txt (
se non lo vedete filtrate selezionando "tutti i file"); una volta caricato il file selezioniamo sulla destra
"Periodo vs Valore" e controlliamo i valori cliccando in basso su
"Visualizza Grafico". Stesso discorso per l'altro spettro.
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