Progettazione e Calcolo Nodi Acciaio

FAQ: Progettazione

  • Come avviene la progettazione di un nodo?
    • Il nodo è decomposto in giunti elementari e questi vengono progettati separatamente. Poi, quando il nodo è completo, esso viene ri-verificato nel suo complesso: infatti nel nodo completo le azioni affluenti ai componenti possono cambiare per la mutua interazione tra i giunti. Se il nodo passa tutte le verifiche può essere adottato. Se il criterio è “prima progettazione ok” la prima progettazione che passa tutte le verifiche è adottata. Se no, tra tutte le progettazioni generate che passano le verifiche si sceglie quella di minimo costo.
  • Ma come fa il programma a scegliere?
    • Ogni giunto ha un certo numero di parametri che variano entro certi intervalli, in gran parte specificati nei criteri di progettazione. Un progetto è una particolare combinazione di questi parametri. Esso è considerato accettabile se tutte le verifiche sono passate.
    • Dato che è stato fatto un gran lavoro per la riduzione dei tempi di calcolo, il programma può esaminare centinaia di progetti in pochi secondi.
  • Che verifiche vengono eseguite?
    • Le verifiche sono tutte verifiche “in forma chiusa” ovvero mediante formule che vengono riportate nel report e che quindi sono facilmente leggibili e controllabili. Indici, pedici, lettere greche, radici quadrate, seni e coseni, tutto è leggibile in modo molto chiaro grazie a LateX.
    • In generale le tipiche verifiche eseguite sono:
      • Resistenza bulloni a taglio, trazione e effetti combinati.
      • Resistenza dei cordoni d’angolo e a penetrazione.
      • Spaziatura bulloni.
      • Dimensioni cordoni.
      • Rifollamento.
      • Taglio a blocco.
      • Sezioni nette e lorde.
      • Whitmore section.
      • Instabilità irrigidimenti o pannello d’anima o fazzoletti.
      • T-stub.
      • Altre verifiche speciali in casi che lo richiedano.
  • Come vengono calcolate le azioni affluenti ai connettori partendo dalle azioni interne delle membrature?
    • Nella maggior parte dei casi vengono calcolate con uno specifico modello agli elementi finiti semplificato (cap. 9 Steel Connection Analysis). Tale modello garantisce l’equilibrio per qualsiasi configurazione geometrica.
    • Il programma è in grado di trovare le relazioni algebriche che legano le une alle altre e le scrive nel report.
    • In altri casi, la scelta delle azioni da considerare (per esempio appoggi a sedia) è fatta direttamente per assegnare certe proporzioni a favore di sicurezza a questo o quel componente.
  • Si può dire che vengono usate regole di calcolo tradizionali?
    • Sì sostanzialmente il calcolo avviene con i metodi tradizionali. Ciò implica che:
      • Si possano considerare disgiuntamente gli effetti sulla membratura master.
      • Siano applicabili le formule semplificate degli approcci tradizionali.
  • Ma qual è il vantaggio nell’uso delle regole tradizionali?
    • Premesso che Castalia è ben consapevole dei limiti degli approcci tradizionali, come riportato nel libro Steel Connection Analysis e come testimoniato dal fatto che proprio CSE, prima di qualsiasi altro programma al mondo, ha automatizzato la modellazione FEM con elementi plate-shell dei nodi, va detto che gli approcci tradizionali conservano importanti meriti.
    • Primo i risultati sono controllabili da chiunque perché ci sono le formule. Non così i risultati total FEM che rischiano di essere una black box.
    • Secondo, il tempo di progettazione è brevissimo là dove con una progettazione full fem non sarebbe possibile progettare automaticamente centinaia o migliaia di nodi in tempi ragionevoli.
    • Terzo, l’una non esclude l’altra: a una prima tornata con gli approcci tradizionali si può, per certi nodi, far seguire un approfondimento full fem con lo stesso identico programma.
  • E se per un certo nodo si vuole fare un calcolo più approfondito?
    • Basta chiedere. CSE è in grado di fare automaticamente il modello FULL fem in campo lineare e non lineare (NL di materiale, geometrica e di contatto).
  • Come si deve considerare la progettazione automatica fatta dal servizio?
    • Il programma “progetta” nel senso che sceglie i dimensionamenti che passano tutte le verifiche che sono state indicate nei nodi parametrizzati, per svariate tipologie di giunto. Sono possibili infinite soluzioni (diverse infinità) e il programma ne trova una, partendo dai giunti di tipo più semplice e andando via via verso quelli più complessi.
    • I criteri di progetto li stabilisce l’utente. Anche se scartare certe tipologie di giunto o includere solo quelle.
    • Le azioni di calcolo le stabilisce l’utente.
    • La metrica del costo, nel caso di progettazione di minimo costo, la stabilisce l’utente.
    • Noi abbiamo creato le parametrizzazioni e indicato le verifiche necessarie secondo il nostro giudizio.
    • Il servizio va inteso come una progettazione in questo senso.
    • Ma nessun programma si potrà mai sostituire al progettista. Pertanto, l’utente è comunque tenuto al controllo di quanto ha fatto il programma e, nei casi in cui ravvisi questa necessità, approfondire con ulteriori indagini, anche utilizzando modellazioni più sofisticate (CSE fa anche la modellazione full FEM anche in campo non lineare).
    • La nostra esperienza è che in moltissimi casi, la maggior parte, la progettazione fatta dal programma possa essere accettata senza ulteriori modifiche, ma l’utente è tenuto al controllo ed è sua la responsabilità finale della progettazione.
    • I costi del servizio tengono conto di tutto questo. Non si acquista un programma ma di fatto un servizio di pre-progettazione che dovrà poi essere vagliato dall’utente.
  • Ma quali sono i vantaggi di questo servizio?
    • Noi riteniamo che i vantaggi siano questi:
      • Tutti i nodi, o la gran parte, possono essere effettivamente controllati, mentre ora molti nodi non sono di fatto verificati data la proibitività dell’onere di calcolo.
      • I tempi si abbattono enormemente. Questo è in sé un enorme vantaggio e ha ricadute economiche enormi. Possiamo progettare 1400 nodi in due o tre ore.
      • Gli approfondimenti possono essere indirizzati ai nodi più importanti, più frequenti (per il costo), o più complessi. Lì meglio può intervenire il progettista con l’ausilio di analisi più sofisticate, avendo il nodo già pronto per gli approfondimenti FULL FEM di CSE.
      • Grazie a CSE Reader i nodi possono essere tutti passati in rassegna in tempi molto brevi, e lo sguardo esperto del progettista capirà subito dove sarà necessario approfondire.
      • Il costo del servizio sgrava il progettista di una marea di calcoli, consentendogli rapidamente di capire come e dove mettere le mani. Il servizio sgrossa il lavoro. Lo riduce enormemente lasciando al progettista la parte più nobile, quella che nessuna macchina potrà fare mai.
      • I costi del nostro servizio sono stati pensati immaginando che il nostro utente li ricarichi sul suo utente finale, maggiorandoli per la parte che riguarda il suo fondamentale controllo/approfondimento/integrazione.