Modellazione avanzata con FaTA Next: il problema del martellamento

Modellazione avanzata con FaTA Next: il problema del martellamento
Il problema del martellamento tra due edifici è da sempre il più difficile da valutare. Le comuni analisi modali lineari non consentono un adeguato studio del fenomeno, in quanto non è possibile valutare più modelli contemporanei e, inoltre, la stima degli spostamenti con metodi “equivalenti” risulta troppo cautelativa.

L’analisi più indicata per questo tipo di modellazioni è l’analisi dinamica non lineare, associata alle varie “non linearità” sia di materiale che geometriche (effetti P-Delta).
Oltre al tipo di analisi, è fondamentale in questo caso l’utilizzo di appositi elementi finiti come il “Gap”. A riguardo, in Fata Next sono presenti vari tipi di oggetti non lineari chiamati Link (elementi finiti a 6 gradi di libertà che connettono due nodi, personalizzando ogni cinematismo).

Questi oggetti, possono essere utilizzati per la modellazione di varie problematiche, come ad esempio: martellamento, controventi dissipativi, cerniere plastiche concentrate, dissipatori isteretici, dispositivi antisismici, appoggi elastici e non elastici, bielle per solai e pannelli deformabili, bielle per tamponature e muratura confinata, disassamenti e collegamenti tra parti o elementi strutturali, maschi murari, contatto tra parti struttura e/o terreno.

Il Gap è un link non lineare che si attiva ad un assegnato valore di spostamento relativo, come ad esempio può essere la distanza tra due strutture adiacenti. Per spostamenti inferiori le due strutture non interagiscono e il link risponde con rigidezza nulla.

Nei casi studio analizzati, si è studiato il martellamento tra due strutture aventi diverso numero di piani, alle quali è stato applicato la stessa storia temporale. In questi casi, essendo i modi di vibrare delle due strutture molto diversi, il moto è caratterizzato da deformate in “fase” e in “controfase”.

Mediante Fata Next, selezionando i Link applicati tra le due strutture, è possibile visualizzare il diagramma “N/tempo” che contiene tutti gli impatti (e le forze scambiate) tra di esse. La lettura dei risultati sul modello consente di evidenziare i vari fenomeni legati al martellamento tra le due strutture come: inversione di moto dopo gli impatti, incremento di spostamenti e accumulo delle perturbazioni del moto delle due strutture.

Mediante una modellazione non lineare a fibre è possibile, inoltre, valutare le conseguenze dei vari impatti sulla stabilità delle due strutture e calcolarne la vulnerabilità, cioè, attribuire una PGA alla quale avviene il martellamento e valutare le conseguenze in termini di risposta dopo gli urti.

Utilizzando storie temporali artificiali (o naturali) è possibile analizzare i fenomeni di collasso causati dal martellamento e per quali accelerazioni avvengono. Grazie alle numerose opzioni di output e ai diversi grafici esportabili, è stato possibile approfondire gli esempi eseguiti analizzando la risposta delle due strutture mediante diagrammi di spostamenti e sollecitazioni in funzione del tempo della storia temporale.

In conclusione, FaTA Next consente di elaborare e personalizzare i modelli di calcolo, in aggiunta alle numerose opzioni ed automatismi già presenti nel software, che oggi si pone ancor di più come strumento potente e versatile per l’analisi strutturale.
 
 

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