Input Numerico per Griglie

L'immissione numerica dei dati è generalmente organizzata secondo un formato compatto tabellare in cui le righe raccolgono dati di tipo diverso (lunghezze, forze, tensioni ecc.) riferiti ad uno stesso elemento (materiale, asta, nodo, ecc.), mentre le colonne identificano i dati di uno stesso tipo attribuiti ai diversi elementi. Le diverse tabelle si presentano nella forma di finestra Windows standard e possono essere posizionate e scalate liberamente. Sono tra loro intercorrelate e possono essere mantenute contemporaneamente visibili sul video. Ciò consente una articolazione del livello di dettaglio nella descrizione e rende più intuitive ed immediate le operazioni di input. Il collegamento tra le tabelle è inoltre facilitato dall'uso frequente di combo-box, menù a tendina ed altri aiuti di input. E' sempre possibile inserire nuove righe, definendo così nuovi elementi, cancellarle o variare i dati. Ad ogni variazione apportata, tutte le altre finestre presenti su video, sia numeriche sia grafiche, sono aggiornate di conseguenza in modo da mantenere una descrizione coerente dell'intero edificio.

Materiali e Sezioni

Nel software Truss 2000 le due finestre permettono l'assegnazione dei dati meccanici e geometrici che caratterizzano rispettivamente i materiali e le sezioni utilizzate.

Tabella Omega

Ad ogni materiale è associata una tabella di valori Omega ai fini della verifica locale di instabilità. La griglia di input presenta 4 colonne, per ciascuna classe di sezione (dalla A alla D).

I Nodi

La finestra permette la definizione della geometria della struttura attraverso l'assegnazione delle coordinate dei nodi. Nella stessa tabella sono indicati i carichi agenti (Fx, Fy ed Fz), i vincoli e gli eventuali spostamenti impressi (Ux, Uy ed Uz)

Aste

La finestra definisce l'insieme di aste che costituiscono la struttura. Queste sono individuate assegnando gli indici dei due nodi di estremità, la sezione e il materiale utilizzati, l'indice di gruppo (ai fini della successiva visualizzazione), la riduzione percentuale della lunghezza libera d'inflessione ai fini della valutazione dell'instabilità euleriana locale (per tener conto delle effettive modalità di collegamento ai nodi) e l'eventuale pretensione iniziale.

Carichi

La finestra definisce I carichi agenti, forze concentrate nei nodi e forze ripetute sulle aste, per singole condizioni di carico. Sono considerate 7 condizioni di carico: permanente, accidentale, termico, vento, neve e sisma. Rispetto a quest'ultima, l'analisi è condotta in campo dinamico mediante tecnica di sovrapposizione modale.

Fattori di Carico

La finestra i fattori amplificativi, min e max, che definiscono all'interno di ciascuna condizione limite di verifica il contributo del singolo tipo di carico. Sono considerate 5 condizioni di verifica. Le prime quattro corrispondono agli stati limite individuati dalla normativa: quasi permanente, frequente, rara ed ultima. La quinta definisce la combinazione di carichi utilizzata nell'analisi nonlineare.

Visualizzazione della Struttura

I dati inseriti possono essere visualizzati in vista prospettica per un più agevole controllo. Agendo nella stessa finestra è possibile l'inserimento, la cancellazione e la modifica degli elementi strutturali (nodi ed aste) e dei carichi. Il disegno riprodotto su video può essere stampato o esportato in formato DXF.

Funzioni di supporto all'Input

Tutti i fogli dati condividono fra loro e con le finestre di disegno la funzione di sincronismo logico, molto utile per velocizzare le operazioni di gestione e ridurre al minimo il carico di lavoro per l'utente. La funzione di sincronismo è attivata ogni volta che l'utente scorre gli elementi. Tutte le finestre aperte in quel momento, siano esse di dati o di disegno, saranno sincronizzate al nuovo elemento attivo. Ad esempio, se nella finestra attiva di disegno si localizza un nodo, tutte le finestre attive che hanno riferimento ai nodi saranno aggiornate al nuovo nodo. Tale funzione può essere sfruttata per velocizzare le operazioni. Se ad esempio si volesse esaminare la soluzione ottenuta per un nodo individuato sul disegno, basta cliccare il nodo col mouse e la griglia scorrerà in automatico posizionandosi sul nodo selezionato. Per meglio illustrare le caratteristiche del programma Truss 2000, in relazione ad un esempio concreto, faremo riferimento alla cupola geodetica riportata in figura 1.

E' ben noto come la superficie di una calotta sferica non è realizzabile da una semplice serie di triangoli equilateri adagiati su di essa. La generazione, quindi, di una cupola geodetica costituita da triangoli che tendono il più possibile a triangoli equilateri passa per la costruzione di una piramide a base pentagonale le cui facce sono realizzate da triangoli perfettamente equilateri. Suddivisa ciascuna delle facce in un numero opportuno di triangoli equilateri, la geometria della cupola è ottenuta proiettando radialmente tali punti sulla superficie della sfera passante per i vertici della piramide. Tutto ciò è generato in automatico sulla base di poche e semplici operazioni utilizzando alcuni strumenti per la manipolazione di oggetti disponibili in Truss 2000.

Gli unici dati richiesti sono le coordinate di quattro nodi: i vertici di un generico triangolo che costituisce il lato della piramide e il nodo che realizza il centro della calotta sferica. A partire da questi quattro nodi la cupola geodetica è generata utilizzando semplicemente i comandi presenti nella finestra che riporta la vista tridimensionale della struttura. Individuati i nodi estremi, l'inserimento delle aste si effettua con il semplice click del mouse. Scelto il comando dividi, basta ancora un solo click nella vista tridimensionale per dividere un'asta in parti uguali. Un rapido susseguirsi di tali operazioni consente di inserire le aste contenute sulla superficie del triangolo equilatero. La fase successiva richiede la proiezione dei nodi sulla superficie della calotta sferica. Tale operazione si effettua semplicemente selezionando i nodi da proiettare e scegliendo il centro della proiezione e la distanza della proiezione a partire da questo. Viene generato, così, uno spicchio che rappresenta un quinto della cupola geodetica. La struttura, a questo punto, si completa riproducendo radialmente, attorno all'asse z, tutte le aste presenti su video per un numero di volte pari a quattro, ad intervallo di 72°. Le operazioni di proiezione e copia richiedono solo l'inserimento di pochi parametri in opportune finestre di dialogo visualizzate all'attivazione del comando.

Generato il modello geometrico della struttura, si passa alla definizione dei carichi e delle caratteristiche delle aste. L'operazione di inserimento dei carichi si può effettuare direttamente dalle apposite griglie o, più semplicemente, mediante l'operazione di modifica eseguita tramite i comandi grafici su uno o contemporaneamente su più elementi o nodi. La selezione degli elementi da modificare può essere effettuata sia per via grafica, indicandoli col mouse, sia per via tabellare. La modifica, a seconda delle opzioni scelte, può abbracciare tutti i dati che caratterizzano l'elemento o solo alcuni di essi. Le operazioni sono in ogni caso molto semplici ed intuitive.