Edifici in muratura con FaTA Next

FaTA Next, il software di Stacec per la modellazione, l’analisi e la verifica di strutture, nasce dall’esperienza di oltre 30 anni di sviluppo di software dedicati alla progettazione strutturale. Il software è stato implementato nell’ambito della nuova e moderna piattaforma dei prodotti Stacec, basata sulle ultime tecnologie informatiche, e che offre una serie di innovazioni operative.
Una delle ultime novità è il modulo di calcolo per elementi in muratura che consente l'elaborazione di analisi non lineari e verifiche di anche in presenza di strutture miste.
La tecnica di modellazione implementata all’interno del solutore non lineare è quella del macro-elemento 3D sviluppato dall'Università di Catania (I. Caliò, M.Marletta, B.Pantò); questa, nell’ambito della macro-modellazione e specialmente nel caso di strutture irregolari, consente di ottenere una risposta strutturale più realistica rispetto ai classici metodi che utilizzano elementi monodimensionali (metodo SAM).
Tale macro-elemento viene utilizzato per discretizzare un pannello murario secondo le sue reali dimensioni nel piano ed il suo spessore, il suo comportamento meccanico riproduce i tre principali meccanismi di rottura dell’elemento strutturale, ovvero presso-flessione, taglio e scorrimento dei giunti.

Visualizzazione della deformata globale della struttura

I legami costitutivi implementati per le molle di interfaccia sono del tipo elastico perfettamente plastico con duttilità limitata sia in trazione che in compressione, per le molle a scorrimento si utilizza un legame rigido- plastico con criterio di rottura alla Mohr-Coulomb e per le molle diagonali resistenti a taglio nel piano del pannello si utilizza un legame elasto-plastico con incrudimento dipendente dallo sforzo normale medio del pannello e criterio di rottura alla Mohr-Coulomb o Turnšek e Cačovic.
Sebbene la tecnica di modellazione per elementi mono e bidimensionale comunemente utilizzata nelle analisi strutturali in campo sismico sia quella del metodo degli elementi finiti (FEM), l’approccio utilizzato nel caso del macro-elemento è tipico del metodo degli elementi discreti (DEM), il solutore deve quindi essere capace di trattare entrambi gli approcci e l’interazione tra queste due famiglie di elementi attraverso opportuni elementi detti “links”.
A tal fine il solutore FEM di Fata-Next è stato ulteriormente potenziato in modo da rispondere a tale esigenza consentendo la modellazione anche di strutture miste. Per quanto riguarda la risposta non lineare degli elementi asta questa viene ottenuta mediante una modellazione a plasticità diffusa lungo tutto l’elemento ed integrazione mediante metodo a fibre all’interno della sezione.
Le analisi non lineari vengono condotte mediante la tecnica dell’integrazione al passo; questa nel caso di analisi statiche, a secondo della necessità, può avvenire a controllo di forza, spostamento o mediante il metodo della lunghezza dell’arco di curva (metodo di Riks 1972). L’algoritmo di ricerca della soluzione non lineare all’interno del passo può avvenire sfruttando l’algoritmo di Newton Raphson a matrice tangente, iniziale, come combinazione lineare delle due o mediante il metodo detto “Line-Search”.


Stato limite sismico singolo elemento

Le alte prestazioni del solutore vengono ottenute sfruttando, per le operazioni matriciali, la libreria di calcolo algebrico parallelo Intel Math Kernel Library ed in particolare per i sistemi di equazioni il solutore parallelo diretto PARDISO che implementa la fattorizzazione di Cholesky nel caso di matrici simmetriche sparse. Inoltre è possibile eseguire in parallelo diverse analisi non lineari riducendo notevolmente i tempi di calcolo per i vari scenari di carico previsti dalla normativa e sfruttando in pieno i processori multi core di nuova generazione.

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