L'analisi dinamica è un aspetto fondamentale dell'analisi strutturale, cruciale per capire come le strutture rispondono a forze dipendenti dal tempo come terremoti, vento, vibrazioni dei macchinari e carichi dei veicoli. A differenza dell'analisi statica, che presuppone che i carichi siano applicati gradualmente e rimangano costanti, l'analisi dinamica tiene conto degli effetti di inerzia, smorzamento e dissipazione di energia. Ciò lo rende essenziale per la progettazione di strutture resilienti in grado di resistere a eventi sismici, prevenire vibrazioni eccessive e garantire stabilità a lungo termine. Di conseguenza, nell'ingegneria civile, l'analisi dinamica è ampiamente utilizzata in:
- Analisi sismica
- Controllo delle vibrazioni
- Fondazioni di macchine
- Analisi della frequenza naturale
Dlubal Software fornisce potenti soluzioni per affrontare queste sfide dinamiche. Con RFEM 6 e RSTAB 9, insieme ad add-on specializzati per analisi modale, dello spettro di risposta, pushover e time history, è possibile eseguire senza problemi analisi sismiche, progettare strutture resistenti alle vibrazioni, valutare fondazioni di macchine e valutare le frequenze naturali. Il seguente testo offre una panoramica di ogni add-on, insieme a preziose risorse di apprendimento dal sito web di Dlubal per supportarti nella loro applicazione pratica.
Add-on Analisi modale
L'analisi modale è uno strumento cruciale nell'ingegneria strutturale, fornendo informazioni sulle caratteristiche di vibrazione naturale di una struttura. Identificando le frequenze naturali e le forme modali di una struttura, gli ingegneri possono prevenire la risonanza, ottimizzare la progettazione e migliorare la stabilità e la sicurezza complessive.
L'add-on Analisi modale di Dlubal Software consente una valutazione rapida ed efficiente delle frequenze naturali e delle forme modali per modelli contenenti aste, superfici e solidi ed è un prerequisito per tutti gli altri add-on dinamici. Tutti i dati di input necessari vengono importati senza problemi dal programma principale RFEM 6/RSTAB 9. Dopo il calcolo, la forma modale, l'autovalore, la frequenza angolare, la frequenza naturale, il periodo, la massa modale efficace e il coefficiente di partecipazione per ciascun modo vengono forniti e completamente integrati nell'interfaccia principale del programma.
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Add-on Analisi con spettro di risposta
L'add-on Analisi dello spettro di risposta in RFEM 6 e RSTAB 9 consente un'analisi sismica efficiente utilizzando il metodo dello spettro di risposta multimodale. Gli utenti possono selezionare spettri predefiniti in base agli standard internazionali o definire spettri personalizzati secondo necessità. L'add-on consente anche di considerare la torsione accidentale, garantendo un'analisi più completa. Combinando le forme di deformazione dei singoli modi con le accelerazioni corrispondenti dallo spettro di risposta, il software calcola direttamente gli spostamenti generalizzati del sistema e le forze interne, eliminando la necessità di generare carichi statici equivalenti.
- Seismic Design in RFEM 6 and RSTAB 9 According to Eurocode
- KB 1721 | Analisi sismica con RFEM 6
- KB 1860 | Analisi dello spettro di risposta modale NBC 2020 e considerazioni sul taglio delle basi in RFEM 6
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- KB 1833 | Utilizzo delle non linearità nell'analisi dello spettro di risposta in RFEM 6
Add-on Analisi pushover
L'add-on Analisi pushover offre un potente strumento per valutare l'impatto dei terremoti su un modello, aiutando a prevedere deformazioni e potenziali danni strutturali. Consente agli utenti di definire parametri come la distribuzione del carico orizzontale, la direzione del carico, i carichi costanti e gli spettri di risposta per determinare lo spostamento obiettivo.
Durante l'analisi, i carichi orizzontali vengono applicati in fasi incrementali, con un'analisi statica non lineare eseguita ad ogni fase fino al raggiungimento di un limite predefinito. I risultati ottenuti forniscono tutti i risultati standard di un'analisi statica, con i dati disponibili per ogni fase di carico. I risultati per ogni fase possono quindi essere utilizzati per creare una curva di capacità della struttura, tipicamente presentata in un diagramma di forza-deformazione.
Inoltre, la capacità della struttura può essere trasferita nel formato accelerazione-spostamento (AD) insieme allo spettro di risposta. Ciò si traduce nella creazione sia dello spettro di capacità che dello spettro di risposta accelerazione-spostamento (ADRS). Un formato di presentazione unificato consente un confronto diretto tra la capacità della struttura e la domanda sismica all'interno dello stesso grafico.
Lo spostamento obiettivo viene calcolato automaticamente in base ai risultati dell'analisi, che possono essere rivisti sia graficamente che sotto forma di tabella. Ciò facilita la valutazione dei singoli criteri di accettazione, non solo per la fase del carico di spostamento obiettivo, ma anche per tutte le altre fasi di carico. Inoltre, i risultati dell'analisi statica per ogni fase sono disponibili per un'ulteriore valutazione dettagliata.
- Webinar | Introduzione al nuovo add-on Analisi pushover
- KB 1829 | Ermittlung einer Bilinearisierung für die Push Over Kurve (N2 Methode)
Add-on Analisi time history
L'add-on Time History Analysis consente l'analisi strutturale dinamica per eccitazioni esterne, come carichi sismici, vibrazioni indotte dalla macchina, forze di impatto ed esplosioni. Gli utenti possono inserire diagrammi forza-tempo o accelerazione-tempo e definire i parametri di calcolo, incluso il metodo di analisi e il tempo massimo di calcolo. L'analisi viene condotta utilizzando l'analisi modale o il metodo lineare implicito di Newmark. Si noti che questo add-on è limitato ai sistemi strutturali lineari, il che significa che gli elementi non lineari vengono ignorati o convertiti in equivalenti lineari.
Un'estensione essenziale delle capacità dell'analisi time history è l'uso del tipo di asta damper. Questa caratteristica consente l'integrazione di sistemi di dissipazione dell'energia locale, come gli smorzatori di massa sintonizzata, migliorando significativamente la capacità della struttura di mitigare le risposte dinamiche.
Una volta completato il calcolo, i risultati sono organizzati in tabelle e possono essere visualizzati per ogni time step o come un inviluppo. Inoltre, i risultati possono essere visualizzati graficamente, come nei diagrammi di calcolo, e animati per ulteriori analisi.
- Webinar | Introduzione all'analisi time history in RFEM 6 (USA)
- Webinar | Add-on Analisi delle vibrazioni indotte nell'analisi time history in RFEM 6
- Webinar | Analisi delle vibrazioni indotte da pedoni usando l'analisi time history lineare in RFEM 6
Analisi sismica migliorata con l'add-on Modello edificio in RFEM 6
Anche l'add-on Modello edificio in RFEM 6 può svolgere un ruolo significativo nell'analisi sismica. Questo add-on facilita la modellazione basata su piani con solette rigide, garantendo un'efficiente distribuzione della massa e una valutazione accurata della risposta strutturale. Utilizzando l'approccio di modellazione del solaio a "diaframma rigido", il modello è ulteriormente semplificato concentrando le masse a livello del solaio, che possono anche essere rappresentate visivamente nel software.
Un vantaggio chiave dell'add-on Modello edificio è la sua capacità di determinare la deriva interpiano, un parametro critico nella progettazione sismica. La valutazione della deriva del piano è essenziale per mantenere le prestazioni strutturali limitando lo spostamento eccessivo, che può portare all'instabilità del sistema o al danneggiamento dei componenti non strutturali come le partizioni. Con questa funzionalità, gli ingegneri possono anche calcolare i coefficienti di stabilità e i coefficienti di sensibilità alla deriva tra i piani, consentendo loro di determinare se gli effetti P-delta devono essere considerati nell'analisi sismica. Questi effetti possono quindi essere incorporati direttamente in RFEM 6 insieme all'add-on Analisi dello spettro di risposta per una valutazione più completa.
- KB 1877 | Considerazioni sismica P-Delta di ASCE 7-22 e NBC 2020 in RFEM 6
- KB 1866 | Bestimmung des Empfindlichkeitsbeiwertes zur Untersuchung der Notwendigkeit der Theorie II. Ordnung für dynamische Analysen
Conclusione
L'analisi dinamica svolge un ruolo fondamentale nell'ingegneria strutturale, garantendo che gli edifici e le infrastrutture possano resistere efficacemente a forze dinamiche come terremoti, vento, vibrazioni dei macchinari e carichi dei veicoli. RFEM 6 e RSTAB 9, insieme ai loro add-on specializzati, offrono un approccio completo ed efficiente per condurre queste analisi. L'add-on Analisi modale costituisce la base delle valutazioni dinamiche identificando le frequenze naturali e le forme modali. L'add-on Analisi dello spettro di risposta consente agli ingegneri di modellare il carico sismico utilizzando i metodi dello spettro di risposta multimodale, mentre l'add-on Analisi pushover valuta il comportamento strutturale e il danno potenziale sotto l'aumento delle forze laterali. Per studi più avanzati dipendenti dal tempo, l'add-on Time History Analysis consente la simulazione di vibrazioni indotte da macchinari e altri effetti dinamici.
Inoltre, l'add-on Modello edificio migliora la progettazione sismica supportando la modellazione basata su piani, le valutazioni della deriva tra i piani e le valutazioni dell'effetto P-delta. La sua perfetta integrazione con altri add-on assicura che i risultati dell'analisi sismica siano organizzati e presentati in modo efficiente all'interno di RFEM 6.
Utilizzando questi strumenti avanzati, gli ingegneri possono perfezionare i progetti strutturali, migliorare la resilienza contro le forze dinamiche e garantire l'aderenza agli standard di progettazione sismica, contribuendo in definitiva a un'infrastruttura più sicura e affidabile.
