INPUT SEMPLIFICATO E INTERATTIVO
Edisis utilizza una interfaccia di input a finestre multiple che comprende sia viste grafiche 2D (piante da DXF, sezioni ed esecutivi armature) e 3D (modello solido ed animazioni delle deformate) che tabelle numeriche con le caratteristiche di dettaglio degli elementi. Tutte le finestre sono sincronizzate con le operazioni di input e con l’avanzamento dell’analisi.
SOLUTORI FEM INTEGRATI
Edisis usa modellatori FEM e solutori numerici integrati, sviluppati in Newsoft sin dal 1979, potenziati e ottimizzati nel tempo grazie ad un forte investimento in R&S. La rapidità dell’analisi, sia lineare che nonlineare, insieme alla facilità con cui i dati possono essere variati e l’analisi essere ripetuta, consente una effettiva ottimizzazione del progetto attraverso il confronto tra le diverse alternative progettuali possibili. La modellazione FEM usa elementi (travi, pilastri, pareti, solai, platee e plinti) tutti basati su una formulazione 3D con 6 gdl per nodo e ulteriormente arricchiti da parametri cinematici interni (formulazione “high performance”) che controllano la deformata locale dell’elemento fornendo una restituzione accurata del suo comportamento sotto azioni dinamiche. Tutti gli elementi hanno dimensione trasversale finita e sono collegati tra loro tenendo conto dei mutui disassamenti sia nell’analisi dei carichi, sia nella modellazione cinematica e meccanica e sia nelle verifiche degli elementi. L’analisi tiene conto automaticamente del contributo dei solai, sia in piano che fuori del piano, alla rigidezza complessiva e alla distribuzione dei carichi sull’edificio modellando il singolo campo solaio come ordito (semplice o doppio) di travetti esteso sull’area interna alle travi di bordo. Gli elementi di fondazione, travi rovesce, plinti e platee, sono anche questi considerati nell’analisi, calcolati e verificati come per gli elementi di elevazione.
VERIFICA SISMICA
Oltre ad eseguire le verifiche per carichi statici, Edisis impiega da sempre per le verifiche sismiche sia l’Analisi Lineare Dinamica o Analisi Modale e l’analisi statica nonlineare o Analisi Pushover (quest’ultima recepita solo di recente dalla normativa). L’utilizzo combinato e non esclusivo delle due tipologie di analisi consente una progettazione più ponderata difficilmente perseguibile.
Analisi Lineare Dinamica
Edisis utilizza una modellazione dinamica 3d completa che non richiede le usuali approssimazioni quali “a piani sismici” o “a masse concentrate”. L’analisi modale utilizza una variante, sviluppata ed ottimizzata da Newsoft, del metodo di Lanczos. L’algoritmo fornisce anche un completamento modale che tiene conto dei modi di vibrazione a basso periodo rilevanti ai fini della risposta per sisma verticale ed altrimenti del tutto trascurati. A valle di questa fase di analisi, Edisis permette la visualizzazione delle griglie delle sollecitazioni, dei diagrammi di sollecitazione, degli istogrammi delle tensioni medie nei vari elementi, i modi deformativi, sia statici che dinamici, in modalità grafica 3D. Per le azioni sismiche dinamiche sono disponibili i fattori di partecipazione di ciascun modo e la percentuale di massa totale attivata dal sisma. E' possibile infine controllare le tensioni sul terreno, ricavate secondo normativa dalla combinazione dei valori nominali delle azioni.
Analisi Statica Non Lineare (Pushover)
Edisis esegue l'analisi statica nonlineare assumendo un carico base costante corrispondente alla condizione quasi-permanente ed una azione sismica orizzontale crescente fino al collasso della struttura. Viene impiegato un algoritmo nonlineare al passo di tipo path-following misto alla Riks con rientro al Haar-Karman, anche questo sviluppato in Newsoft e molto efficiente, evitando i problemi di convergenza tipici in algoritmi classici alla Newton-Raphson a controllo di carico o spostamento. Ciascun passo dell’analisi è realizzato attraverso un effettivo incremento di deformazione in campo elasto-plastico e quindi fornisce deformazioni plastiche meccanicamente coerenti e direttamente utilizzabili ai fini di un confronto con la duttilità degli elementi, senza richiedere l’uso di quantità quali “la rotazione alla corda” di ambigua definizione. Le sollecitazioni nelle sezioni sono calcolate in modo analitico esatto (senza introdurre approssimazioni quali integrazione alla Gauss o a fibre) e viene utilizzata una legge di danno che valuta le cadute di resistenza in funzione dell’escursione plastica raggiunta. L'analisi è ripetuta considerando di default 2 distribuzioni di accelerazioni (costante o lineare lungo l'altezza), 8 valori dell'angolo di incidenza orizzontale del sisma e 3 valori di eccentricità della forzante sismica (positiva, negativa e nulla). Per ciascuna analisi viene eseguita una verifica pushover (tipo N2) che fornisce l'accelerazione ammissibile di riferimento al suolo (pga) corrispondente ai tre stati limite considerati (Danno, Salvaguardia Vita e Collasso) , viene costruita la curva di capacità pushover e sono salvate le soluzioni corrispondenti al raggiungimento degli stati limite che è possibile evidenziare in grafica in termini di mappe di impegno e di animazioni 3D. Il numero notevole di analisi che è possibile eseguire, data l’efficienza dell’algoritmo utilizzato, fornisce un quadro esauriente del comportamento della struttura evidenziando con chiarezza possibili modi o direzioni fragili ed individuando gli elementi su cui si concentra la richiesta di duttilità.
Analisi ad adattamento plastico
L'analisi ad adattamento plastico o “shakedown” consente di valutare e mettere in conto in modo corretto la ridistribuzione di tensioni conseguente all'adattamento in campo plastico della struttura. L’analisi usa algoritmi sviluppati in Newsoft frutto di una ricerca specifica in questo campo ed è, al momento, una opzione presente solo in Edisis e non disponibili su altri programmi di calcolo strutturale. L’analisi porta in genere ad una riduzione delle punte tensionali ed una migliore uniformità nella disposizione delle armature. Il suo utilizzo è particolarmente efficace nel caso di verifica di edifici esistenti e, più in generale, di strutture in cui il dimensionamento delle armature non è strettamente tarato sulle sollecitazioni di calcolo o è fortemente condizionato da vincoli di uniformità o da minimi geometrici.
PROGETTO E VERIFICHE STRUTTURALI
Edisis fornisce un progetto strutturale completo, corredato di disegni esecutivi di cantiere, relazione di calcolo e consuntivo dei materiali. Le caratteristiche e le funzioni presenti, lo rendono adatto sia per interventi progettuali ex novo, sia per operazioni di verifica e di adeguamento di edifici esistenti. E’ possibile impostare opzioni personalizzate per ottenere una disposizione delle armatura più aderente alle proprie necessità, inoltre è possibile modificare localmente le armature sul singolo elemento, opzione molto utile nel caso di edifici esistenti. Gli esecutivi vengono rappresentati per via grafica ed è possibile esportarli in DXF oppure inviarli direttamente alla stampa. Il programma esegue tutte le verifiche richieste indicate dalla normativa:
• Verifica delle punte tensionali per S.L. Esercizio;
• Verifiche di resistenza per S.L. Ultimo;
• Verifiche alla fessurazione per S.L. Esercizio;
• Verifiche alla deformazione per S.L. Esercizio o Ultimo
A valle delle analisi e del progetto delle armature, Edisis mette a disposizione una serie di indicatori sintetici dei risultati conseguiti, quali griglie, mappe di impegno degli elementi strutturali, curve pushover, ecc. Il loro esame aiuta il progettista a perfezionare il dimensionamento iniziale e ad ottimizzare l'uso dei materiali nella struttura in C.A..
Tabulati di calcolo ed elaborati grafici
In Edisis, le funzioni di stampa consentono di avere in uscita un elaborato finale di calcolo completo di dati, risultati e disegni, in accordo con le più recenti disposizioni legislative. Tutti i dati relativi alla struttura analizzata, inclusi i criteri che ne hanno consentito l'analisi, ed i risultati numerici delle verifiche condotte, possono essere organizzati e personalizzati nella composizione della relazione progettuale. Il tabulato può essere consultato a video in anteprima e quindi stampato o esportato come documento Rtf su qualsiasi word-processor.
CLASSIFICAZIONE DEL RISCHIO SISMICO
Il Sisma bonus è una corposa agevolazione fiscale per interventi di miglioramento sismico da realizzarsi nell'arco temporale 2017-2021. L'aliquota di detrazione fiscale è commisurata alla riduzione del rischio sismico che si ottiene con l'intervento e può arrivare fino al 80% del costo sostenuto, salvo la limitazione posta dal tetto massimo di spesa. Il compito del progettista è certificare il miglioramento conseguito, calcolando la classe di rischio della struttura negli stati pre e post intervento, secondo le indicazioni fornite nelle Linee Guida per la classificazione del rischio sismico delle costruzioni, pubblicate col D.M. n.58/2017. In Edisis è già predisposta la funzione di calcolo della classe di rischio, per cui con un semplice comando si ottengono i valori di interesse e i grafici sintetici correlati. Il calcolo è eseguito col cosiddetto metodo convenzionale, obbligatorio fra l'altro per edifici non in muratura, che a fronte di una maggiore complessità operativa rispetto al metodo semplificato, offre una maggiore affidabilità dei risultati, essendo basato direttamente sui risultati dell'analisi sismica eseguita (analisi dinamica lineare o statica non lineare) e non soffre di alcuna restrizione sul miglioramento ottenibile in termini di classi di rischio.
INTERFACCIABILITA’ CON PIATTAFORME REGIONALI
Edisis prevede alcuni moduli aggiuntivi che consentono l'esportazione dei dati verso le piattaforme informatiche regionali per l'autorizzazione degli interventi edilizi in zona sismica. Allo stato attuale sono già disponibili i moduli di interfacciamento con il Sistema SISMI.CA della Calabria, i Servizi di Genio Civile dell'Abruzzo, la Piattaforma OpenGenio del Lazio. Altri moduli saranno resi disponibili col varo di nuove piattaforme, quando la loro complessità dovesse precludere al progettista di interfacciarsi in maniera autonoma con esse.