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Metodi di modellazione
1. Disegno diretto con oggetti (travi, pilastri, setti, pareti, solai, fondazione, copertura) direttamente in 3D.
La modellazione con il disegno diretto di oggetti in 3D, è il metodo più immediato per creare un modello direttamente in Axis VM. Permette l’inserimento diretto di elementi 3D, quali: colonne, travi, muri, solette piene, solette nervate, solette cave e forature, dopo averne definite le caratteristiche.
2. Creazione di modelli utilizzando le funzioni di Editor Geometria
L’utilizzo delle funzioni di editor nella sezione Geometria consente una modellazione classica con nodi e linee, che rappresentano gli assi degli elementi.
Axis VM mette a disposizione un set di strumenti grafici, che permette di costruire rapidamente ogni di tipo di struttura anche molto complessa.
Disegnato così il modello a fili, è possibile assegnare la tipologia di elemento finito lineare e superficiale, il materiale, la sezione, i vincoli interni ed esterni.
3. Creazione di modelli importando un modello architettonico.
4. Input grafico e input da tabella
I valori numerici dei dati introdotti graficamente, sono visualizzati in una tabella
Per alcune strutture può essere comodo assegnare i dati importandoli direttamente da un foglio Excel.
In questo modo, utilizzando semplici formule inserite nel foglio di Excel, è possibile inserire strutture complesse da costruire (archi, volte, superfici di rotazione e rivoluzione, scale elicoidali).
I dati passano automaticamente dalla tabella al modello grafico, e viceversa, esportando rapidamente i dati del modello.
Il gestore di revisioni, è lo strumento ideale per l’utente che vuole salvaguardare le varie fasi implementative del progetto, ottimizzare l’archiviazione, ridurre i tempi di ricerca ed evitare la perdita di dati.
Questo strumento offre diversi vantaggi:
• Standardizzazione del metodo di archiviazione dei file, effettuata in automatico dal software, e non più a carico dell’utente;
• Creazione di una copia di revisione del modello ad ogni salvataggio;
• Personalizzazione del numero massimo e delle caratteristiche dei salvataggi memorizzati;
• Finestra di gestione con anteprima grafica delle 0revisioni salvate.
I materiali
Axis VM prevede materiali di tipo elastici lineare ed elasto-plastici.
I primi sono basati sulla legge di Hooke, isotropi o ortotropi (per elementi trave, nervatura, membrana, piastre e shell).
AxisVM prevede una modellazione ancora più precisa del materiale, valutando anche parametri non lineari del materiale, consentendo la creazione automatica di una legge costitutiva bilineare elastica-perfettamente plastica oppure elasto-plastica incrudente, permettendo di valutare la deformazione plastica e l’eventuale incrudimento del materiale sotto l’azione dei carichi.
La libreria contiene le proprietà dei materiali basata su NTC, Eurocodice, DIN, NEN, SIA ed altre normative specifiche.
Sezioni
Le librerie standard delle sezioni
Per le sezioni trasversali, Axis VM offre la possibilità di scegliere tra le sezioni presenti nelle librerie apposite precaricate all’interno del software, o di creare delle sezioni personalizzate attraverso l’Editor sezioni trasversali. Le librerie, presenti in Axis VM, includono i prodotti più usati in tutto il mondo: dai profili d’acciaio alle sezioni in calcestruzzo più diffuse. Inoltre, è possibile creare un set di proprietà per le sezioni trasversali standard utilizzabile più volte per modelli differenti.
L’editor per le sezioni generiche
L’Editor dedicato alle sezioni trasversali consente di creare sezioni trasversali costituite da profili sottili o spessi. Per modificare le sezioni trasversali composte è possibile utilizzare forme parametriche circolari, rettangolari, anelli e poligonali, o qualsiasi forma elencata nelle librerie di sezione.
Quando si aggiunge una nuova sezione per la creazione della sezione composta, sono ricalcolati gli assi principali e le proprietà trasversali della sezione trasversale composita.
È possibile importare sezioni complesse, ad esempio profili in alluminio, attraverso file DXF e calcolare automaticamente le caratteristiche geometriche.
Elementi finiti
I modelli possono essere costituiti da diversi tipi di elementi finiti: lineari e superficiali.
Elementi lineari
Tra gli elementi lineari: reticolari, travi e nervature. L’elemento trave è un elemento cubico a due nodi e trasferisce le sei componenti di sollecitazione; l’elemento nervatura è un elemento quadratico, isoparametrico a tre nodi, e trasferisce le sei componenti di sollecitazione, come la trave; l’elemento reticolare, invece, è un elemento isoparametrico a due nodi e trasferisce solo sforzo normale ai nodi.
Elementi di superficie
Tra gli elementi di superficie: le membrane, le piastre e i gusci. L’elemento membrana è un elemento in cui i carichi sono complanari con la struttura, e quindi si sviluppano solo sollecitazione e tensioni nel piano. L’elemento piastra è un elemento che consente la modellazione di strutture complanari, con carichi esclusivamente perpendicolari al piano medio, il cui comportamento è dominato dagli effetti flessionali. L’elemento guscio consente la modellazione di superfici complesse, comunque orientate nello spazio. Questo elemento è una sovrapposizione dell’elemento membrana e dell’elemento piastra.
Elementi di collegamento
Tra gli altri elementi, troviamo: i link rigidi ed i collegamenti. Il link è un collegamento infinitamente rigido che permette di connettere due elementi disassati. Gli elementi di collegamento connettono due nodi (N-N) o due linee (L-L), e dispongono di sei componenti di rigidità (definiti nel loro sistema di coordinate) connessi su un’interfaccia (posizionata tra i nodi / linee collegate).
Riduzione della rigidezza
Modellazione soletta
Oltre ad una modellazione classica di un elemento bidimensionale solido a sezione rettangolare, è possibile modellare alcuni tipi di solette particolari con elementi di alleggerimento innovativo tipo Cobiax o tipo Airdeck, solette nervate in c.a., solette con solaio a nucleo cavo, e solette costituite da pannelli XLAM.
Matrice di rigidezza personalizzata per gli elementi superficiali
Nei casi di modellazione della soletta descritti in precedenza e, in generale, per ogni elemento bidimensionale di tipo membrana, piastra e guscio è possibile leggere la propria matrice di rigidezza, ed eventualmente modificare gli elementi che la costituiscono, personalizzando il comportamento dell’elemento bidimensionale. In questo modo, si riesce a modellare e valutare strutture non contemplate tra quelle standard.
Vincoli
I vincoli possono essere di vario genere: elastici, di contatto, cerniere di bordo, appoggi elastici lineari, bidimensionali, o nodali. Il vincolo di contatto è un elemento non lineare usato per gestire un contatto puntuale. L7
e cerniere di bordo stabiliscono un vincolo tra due domini adiacenti. I valori di rigidezza devono essere definiti nel sistema locale di coordinate del bordo.
Gli appoggi elastici lineari, bidimensionali, e nodali stabiliscono, rispettivamente, una condizione di vincolo lineare, superficiale e puntuale della struttura. Tutti questi vincoli possono essere a comportamento lineare o non lineare.
I diaframmi sono corpi rigidi speciali in cui la posizione relativa dei nodi degli elementi rimane costante in un piano globale. L’utilizzo dei diaframmi semplifica significativamente il modello, influenzando positivamente anche il tempo di esecuzione dell’analisi.
Mesh
Il metodo degli elementi finiti (FEM) si può considerare come estensione dell’analisi matriciale delle strutture. Questa si applica praticamente solo a strutture lineari (travi e pilastri), ed il passaggio dal continuo al discreto per questi elementi è decisamente semplificato. Infatti, la modellazione ad elementi finiti coincide con la divisione fisica dell’elemento.
Gli elementi di superficie e gli elementi nervatura invece devono essere suddivisi, e tale divisione prende il nome di mesh. Particolare attenzione va posta alla fase di creazione della mesh, al fine di ottenere una maggiore precisione della soluzione, dipendente dalla densità della maglia. In particolare, nel caso di elementi di superficie, la fase di suddivisione in elementi (meshatura) non è univoca, ed è funzione del problema da studiare.
Axis VM mette a disposizione una ricca serie di strumenti che consentono di facilitare questa operazione, compresi strumenti per il controllo della meshatura, in grado di fornire indicazioni qualitative prima ancora di effettuare il calcolo.
Sono disponibili vari tipi di maglie: triangolari o quadrilatere. Inoltre, la mesh può essere generata automaticamente nelle superfici selezionate specificando una lunghezza media di infittimento. Sono disponibili anche funzioni di raffinamento mesh, ed un controllo di forma degli elementi finiti generati. La rilevazione automatica delle linee di sovrapposizione e delle intersezioni mancanti, riduce gli errori nella geometria del modello.
