SAP2000

Tipologie di Analisi

Caratteristiche di analisi

Informazioni generali di analisi

• Solutori testati da migliaia di professionisti da oltre 35 anni
• Avanzato solutore SAPFire
• Disponibili solutori multipli a 64 bit per l’ottimizzazione delle analisi
• Analisi ai vettori di Ritz

 Analisi con spettro di risposta

• L’ analisi con spettro di risposta è una tipologia di analisi statistica per la determinazione del comportamento sismico delle strutture
• L’ analisi a spettro di risposta consente di determinare i valori massimi più probabili delle quantità di risposta piuttosto che la storia temporale delle stesse
• L’ azione sismica viene modellata attraverso delle curve spettrali in termini di pseudo accelerazione rispetto al periodo strutturale corrispondente

Analisi di densità spettrale di potenza (Power Spectral Density)

• L’analisi a densità spettrale di potenza permette di determinare la risposta probabilistica di una struttura soggetta ad un carico ciclico (armonico, sinusoidale) compreso all’interno di un determinato range di frequenze. Tale analisi è utile per lo studio del comportamento a fatica degli elementi, lo studio della risposta ad eccitazione sismica generica e numerose altre applicazioni
• Possono essere applicati carichi multipli con differenti angoli di fase, sia correlati che non
• La struttura può essere smorzata o non smorzata
• Possono essere inclusi smorzamenti dipendenti dalla frequenza (impedenza complessa) per modellare gli effetti di fondazione e gli effetti di faglia
• Le curve di densità spettrale possono essere plottate per qualunque quantità di risposta e il relativo valore integrale viene automaticamente calcolato

Analisi dello stato stazionario (Steady State Analysis)

• L’analisi dello stato stazionario permette di determinare la risposta probabilistica di una struttura soggetta ad un carico ciclico (armonico, sinusoidale) compreso all’interno di un determinato range di frequenze. Tale analisi è utile per lo studio del comportamento vibrazionale di strutture soggette all’azione di macchinari vibranti
• Possono essere applicati carichi multipli con differenti angoli di fase
• La struttura può essere smorzata o non smorzata
• Possono essere inclusi smorzamenti dipendenti dalla frequenza (impedenza complessa) per modellare gli effetti di fondazione e gli effetti di faglia
• La risposta può essere visualizzata per ogni angolo di fase. L’effetto dovuto a macchinari multipli può essere ottenuto combinando i risultati di diverse analisi all’interno dello stesso modello

Analisi di instabilità (Buckling)

• I modi di instabilità, corrispondenti al carico di biforcazione dell’ equilibrio, possono essere calcolati per qualunque tipologia di carico agente
• Possono essere considerati modi di instabilità multipli, ognuno con la propria forma di instabilità ed il relativo moltiplicatore del carico
• Possono essere considerate condizioni di carico generiche. I modi di instabilità possono essere calcolati a partire da una configurazione finale corrispondente ad un caso di analisi non lineare statico, o a partire dalla configurazione finale di una analisi per fasi di costruzione
• L’ analisi di instabilità non lineare può essere condotta considerando gli effetti P-Delta e Grandi Spostamenti in un’analisi non lineare statica a controllo di spostamento. In tal modo sarà possibile studiare anche lo “snap through” fra la configurazione stabile e quella instabile
• L’ instabilità può inoltre essere studiata attraverso analisi dinamiche considerando carichi follower
• Analisi di instabilità lineari e non lineari possono essere confrontate al fine di comprendere in maniera completa il comportamento strutturale

Analisi time-history

• Due metodi di analisi time history disponibili:
  • time-history modale: sia lineare che non lineare (Fast Nonlinear Analysis) utilizzando la tecnica di sovrapposizione modale
  • time-history ad integrazione diretta sia lineare che non lineare
• La storia di carico può avere un andamento definito in base a fubnzioni standard (seno, coseno, trinagolare, costante, ecc..) oppure un andamento completamente generico definito per punti
• I casi di analisi di tipo time-history non lineari possono essere concatenati con altri casi di analisi time-history o con analisi statiche (inclusa l’analisi per fasi) al fine di coprire un gran numero di applicazioni

Analisi con elementi solo tesi o compressi

• È possibile assegnare agli elementi Frame un limite di compressione, per la modellazione di controventi o stralli, oppure un limite di trazione, per la modellazione di elementi murari o altri dispositivi strutturali
• È possibile inoltre definire dei vincoli esterni elastici che reagiscano unicamente a trazione o compressione

Analisi P-Delta e in grandi spostamenti

•  L’ effetto P-Delta si riferisce alla non linearità geometrica causata da elevate azioni assiali, di trazione o compressione, sul comportamento flessionale degli elementi. All’interno di SAP2000 è possibile specificare se includere l’effetto instabilizzante dei carichi di compressione e l’effetto stabilizzante dei carichi di trazione sugli elementi in fase di analisi
• L’ effetto grandi spostamenti fa riferimento alla non linearità geometrica causata da grandi deformazioni strutturali. All’ interno di SAP2000 è possibile specificare se considerare tale effetto attraverso un approccio Lagrangiano modificato

Analisi di pushover

• Cerniere plastiche per elementi in acciaio e c.a. conformi alla normativa FEMA 273/ATC-40
• Comportamento non lineare di pareti di taglio e solette modellabile dettagliatamente attraverso l’utilizzo di elementi Shell non lineari a strati
• Distribuzione di carico modali, proporzionali alle masse o completamente personalizzate
• Calcolo dello spettro di capacità
• Calcolo dello smorzamento effettivo
• Comparazione con lo spettro di domanda
• Calcolo del Performance Point
• Output dettagliato contenente la sequenza di formazione delle cerniere plastiche

Analisi per fasi di costruzione (Staged Construction)

• Sequanza di modellazione e carico incrementali
• Le strutture possono essere analizzate tenendo conto dell’ influenza delle fasi di costruzione, comprendenti: cambiamanento delle condizioni di vincolo, cambiamento delle proprietà delle sezioni, aggiunta e rimozione di strutture di puntellazione ecc…
• Possono essere considerati gli effetti non lineari quali l’effetto di grandi spostamenti, gli effetti di snervamento, l’apertura o chiusura di elementi gap o hook ecc…
• Gli effetti dipendenti dal tempo quali ritiro, viscosità e cambiamento delle caratteristiche dei materiali possono essere tenute in considerazione
• Le sequenze di carico possono essere completamente arbitrarie
• Gli elementi Tendon possono essere inseriti in fasi diverse e gli elementi Cables possono essere posti in opera con determinati valori di tensione. Sequenze di costruzione multiple possono essere analizzate all’interno dello stesso modello ed i risultati possono essere comparati o inviluppati
• Analisi dinamiche, analisi di instabilità e qualunque altro tipo di analisi possono essere condotte a partire dalla configurazione finale di una analisi per fasi, in modo da poter esaminare il comportamento struturale prima e dopo un determinato intervento
• Un diagramma di Gantt completo è disponibile per una facile definizione delle fasi di costruzione

Analisi di ritiro e viscosità

• Le deformate a lungo termine dovute ad effetti di ritiro e viscosità possono essere calcolate all’interno di una analisi per fasi di costruzione
• Le proprietà dei materiali dipendenti dal tempo possono essere basate su curve definite dall’utente

Analisi a target di forza

• Durante un’analisi non lineare statica gli elementi Cable e gli elementi Frame possono essere automaticamente caricati per raggiungere determinati target di forza. Questa operazione risulta più comune per forzare i cavi a lavorare a determinati valori di forza, ma può anche essere utilizzata per caricare le strutture ad un determinato livello di forza attraverso elementi Frame o altre applicazioni
• All’interno di uno stesso caso di carico possono essere considerati dei target di forza multipli e simultanei
• Durante un’ analisi per fasi di costruzione è possibile specificare target differenti per le varie fasi

Opzione Model Alive

• Per strutture di piccole o medie dimensioni può risultare conveniente analizzare “al volo” l’effetto dovuto ad una qualunque modifica nel modello. In SAP2000 questo è possibile attraverso l’opzione Model Alive
• Per ogni cambiamento fatto alla geometria, alle proprietà strutturali od ai carichi, la struttura verrà istantaneamente ricalcolata e sarà possibile visualizzaere la nuova deformata, i diagrammi delle sollecitazioni e tutti gli altri output desiderati. Tale opzione risulta molto utile per valutare immediatamente possibili scenari di intervento