Mini tutorial: strutture a tetto

Oggi iniziamo la pubblicazioni di una serie di temi per i quali riceviamo ricorrenti richieste di assistenza. Sono temi di modellazione con i quali non tutti hanno familiarità e che, quindi, ipotizziamo possano essere di interesse per tutti.

Come modellare un tetto?

Ecco una delle domande più frequenti che i clienti mi rivolgono durante la mia attività di assistenza tecnica. Passiamo subito alla pratica facendo un piccolo esempio di struttura semplice con copertura a tetto. Modelleremo passo passo la struttura in modo da avere anche una sorta di mini tutorial riconsultabile in qualunque momento.

Modelliamo la struttura tracciando i nodi a terra con lo strumento di “generazione nodo” attivabile con un doppio click sulla icona “coordinate nodo” della palette, assegnando le seguenti coordinate con quota z=0:

Nodo 1 (x=0, y=0) , nodo 2 (x=500, y=0) , nodo 3 (x=1000, y=0) , nodo 4 (x=0, y=500) , nodo 5 (x=500, y=500) , nodo 6 (x=500, y=1000) , nodo 7 (x=1000, y=0) , nodo 8 (x=1000, y=500) , nodo 9 (x=1000, y=1000).

estrudiamo dei pilastri con l'opportuno strumento quindi tracciamo le travi con lo strumento di tracciamento degli elementi monodimensionali.

estrudiamo un nuovo piano alla quota di estradosso della trave di colmo z=230cm dalla quota del solaio

quindi abbassiamo le travi di gronda di 230cm per avere una unica trave di gronda con la funzione “sposta duplica” attivabile dal menù funzioni. Dopo aver dato l' OK selezioniamo con il lazo come in figura.

ottenendo la nostra struttura a tetto.

Assegniamo le caratteristiche delle sezioni

e quindi i carichi di peso proprio gravitazionale

e dei solai con la funzione di generazione di carico da solaio sia per il solaio del tetto che di sottotetto. Attenzione la funzione opera solo con le travi parallele e complanari.

assegnare i vincoli con la procedura della figura seguente

assegniamo le masse

Quindi selezionando il menù funzioni “generazione impalcati rigidi” ottenendo i nodi master e slave.

Arriviamo quindi a modellare il tetto come indicato

L'inserimento degli elementi piani è molto importante perché simula la rigidezza orizzontale della falda inclinata. Qualora si volesse semplificare la struttura si potrebbero utilizzare elementi asta a croce di Sant'Andrea.

La struttura è terminata. Assegneremo poi lo spettro di risposta se ci troviamo in zona sismica seguendo la procedura riportata in figura.

Avviando l'analisi dinamica la struttura verrà analizzata e sarà pronta per la visualizzazione dei risultati e per essere successivamente progettata con EasyBeam. Ma questo sarà argomento di un prossimo post.

Buon lavoro a tutti!!!

Ing. Giuseppe Pascucci, Responsabile Assistenza Tecnica, Softing Srl

Quarmon, l'ambiente per la valutazione della resistenza al fuoco

All'inizio de Febbraio è stato rilasciato un nuovo ambiente per Nòlian All In One: Quarmon, finalizzato alla valutazione della resistenza al fuoco di travi e pilastri in calcestruzzo armato. Trae il suo nome dalle equazioni differenziali che governano il problema della conduzione del calore e che vanno sotto il nome di Quasi Armoniche.

Benché questo ambiente sia progettato per un uso molto lineare e semplice, esso racchiude alcuni “gioielli” dei più moderni metodi numerici. Infatti, dato il contorno di una sezione ed assegnati tramite un'apposita finestra di dialogo le condizioni al contorno (lati esposti direttamente, indirettamente, in regime adiabatico, ricoperti da strati di isolante), Quarmon:

• costruisce automaticamente una mesh di elementi finiti della sezione e degli eventuali ricoprimenti e pertanto è dotato di un sofisticato mescher frontale

• risolve il problema della diffusione del calore in regime transitorio tramite il metodo degli elementi finiti e quindi dispone di un elemento finito per tale problema, di un metodo skyline di fattorizzazione del sistema di equazioni e di un integratore nel dominio del tempo.

• è in grado, ottenute le temperature, di calcolare il degrado delle caratteristiche meccaniche del materiale. Poiché tali caratteristiche variano da punto a punto e la sezione può essere sottoposta a sollecitazioni deviate, il problema della valutazione del momento e del taglio ultimo viene eseguita costruendo un modello a fibre della sezione dove ogni fibra ha le caratteristiche meccaniche del materiale in quel punto, il legame costitutivo è non lineare e viene eseguita un'analisi non lineare della sezione.

Benché Quarmon sia dedicato ad un ambito prevalentemente edile, la sua formulazione è totalmente basata sui più sofisticati metodi di analisi numerica e non su semplificazioni che non sarebbero le più adatte in un sistema computazionale.

Un piccolo grande gioiello che racchiude: un mesher frontale, un solutore ad elementi finiti del transitorio termico, una gestione a fibre della sezione per integrazione delle prestazioni flessionali ed a taglio. Tutto questo, contenuto in un ambiente semplice e compatto che consente la verifica della resistenza al fuoco direttamente sul modello generato con gli strumenti di Nòlian All In One.

Per conoscere Quarmon, più che le parole possono parlare i fatti:

• per chi ha Nòlian All In One è sufficiente far partire l'ambiente come dimostrativo ed accedere a Quarmon.
• per chi non ha Nòlian All In One e volesse conoscerlo, insieme a Quarmon, basta scaricare il dimostrativo dal nostro sito www.softing.it.

Arch. Roberto Spagnuolo, Amministratore Unico, Softing Srl

Rilasci ed aggiornamenti

Dalla versione EWS 33 il nostro software viene distribuito esclusivamente via Internet. Tra i motivi di questa scelta, che ovviamente è stata anche dettata da ragioni di ottimizzazione dei costi, tornano a vantaggio dei nostri utenti l'eliminazione dei tempi (due o tre settimane) necessari alla stampa dei CD-ROM, dei tempi di spedizione e degli inconvenienti legati alla loro occasionale scomparsa nei meandri del sistema postale.

Attualmente il nostro software viene distribuito con scadenza semestrale mediante "rilasci" semestrali che portano un numero di versione progressivo, ad esempio EWS 34, EWS 35, etc. Ogni rilascio comprende un programma di installazione per ciascuna delle nostre applicazioni, scaricabile in formato compresso .zip dall'area "Download" del sito www.softing.it .

Tra un rilascio semestrale ed il successivo vengono inoltre generalmente resi disponibili degli "aggiornamenti", in numero variabile a seconda delle esigenze contingenti, che possono comprendere l'eliminazione di un malfunzionamento o l'introduzione di una nuova funzione o il perfezionamento di una esistente. Questi aggiornamenti non vengono distribuiti sotto forma di un nuovo programma di installazione da scaricare dal nostro sito, bensì vengono scaricati ed installati in modo pressoché automatico direttamente da una qualsiasi delle nostre applicazioni.

Posto naturalmente che si disponga di una connessione ad Internet funzionante, il comando "Cerca aggiornamenti..." del menu "?" consente di verificare esplicitamente la disponibilità di eventuali aggiornamenti. Tuttavia, a partire dal rilascio EWS 35, tale disponibilità viene automaticamente controllata (ed eventualmente segnalata) dalle nostre applicazioni alla partenza.

Ogni versione del software distribuita da Softing, che si tratti di un rilascio semestrale o di un aggiornamento, è identificabile in modo univoco da un numero di "build", ad esempio "4521", indicato nella finestra che appare utilizzando il comando "Informazioni su..." del menu  "?". Il vantaggio di poter identificare con precisione ogni versione è palese e il nostro sistema di assistenza consente infatti con un comodo menu di indicare a quale versione una segnalazione si riferisca.

Naturalmente il processo di sviluppo del nostro software è continuo, e dopo l'abbandono della distribuzione basata su CD-ROM potremmo probabilmente ridurre drasticamente il numero dei rilasci, limitandoci a fornire degli aggiornamenti, ma i rilasci semestrali sono anche un modo per marcare un punto di riferimento, utile sia a noi sia ai nostri clienti.

Arch. Amedeo Farello, Responsabile Sviluppo Software, Softing Srl

A chi tocca?

Mentre Renzo porta i galli ad una mala sorte, essi che fanno? Litigano tra loro....

Qual è il ruolo di una software house? Nel mondo dell'ingegneria, dagli estensori della normativa al professionista, passando per gli ordini professionali, qualcuno se lo è mai chiesto?

Una software house non è una struttura che risolve in modo astratto i problema dell'utente ma è una struttura che traduce in istruzione eseguibili su un calcolatore elettronico gli algoritmi che derivano da una interpretazione delle specifiche dell'utente.

0ra, nel caso dell'ingegneria, dove sono queste specifiche?

Sono la normativa? Neanche per sogno. La normativa è una legge e come tale, seguendo i criteri della filosofia del diritto, non pretende di essere completa e quindi non pretende di essere una specifica per il software.

Le software house aiutano l'utilizzatore nell'assolvere ai dettami di normativa ma non essendo questi, specifiche del software, questo ovvio e necessario sforzo deve essere visto come uno strumento messo a disposizione dell'utilizzatore, non un'acritica rispondenza a ciò che di risposte acritiche neanche - giustamente - se ne aspetta.

Sono i dettami condivisi degli ordini professionali? Mai sentito. Latitano da una quarto di secolo su questi problemi.

Sono gli utilizzatori? Ognuno ha una sua personale, circoscritta visione delle specifiche, per i suoi problemi, per le sue tipologie strutturali, per la sua regione.

Ed allora? Allora la software house le specifiche le mette insieme da sola, non per protervia, ma per la latitanza degli altri organismi.

Non le condividiamo? Niente di male, ma dove è il punto di riferimento? Non c'è. Ed allora? Allora ogni volta che un utilizzatore o un ufficio del genio civile fanno una critica sulla scelta della software house, essi non ne sono coscienti, ma stanno solo dicendo: io non c'ero.

Le software house invece ci sono e ci sono sempre state, in prima linea e le prime a prendersi gli schiaffi che arrivano dalla latitanza delle altre parti in causa. Vogliamo far fronte comune con le software house, o vogliamo solo essere tra coloro che sanno solo dare agli altri le colpe delle proprie inadempienze?

Arch. Roberto Spagnuolo, Aministratore Unico, Softing Srl

Mattonelle ovunque

Negli ultimi mesi ho seguito, per ovvi motivi professionali, l'evolversi nel nuovo sistema operativo di casa Microsoft, Windows 8, il cui rilascio ufficiale sembra previsto per la fine di quest'anno.
La sua principale novità è costituita dalla nuova interfaccia "Metro", direttamente derivata da quella utilizzata da Windows Phone 7, il sistema proposto da Microsoft per i dispositivi 'mobili' (smartphone e tablet) in alternativa a Apple iOS e Google Android, con le sue ubiquitarie "tiles" (mattonelle).

Microsoft sembra voler spingere Metro con decisione, tant'è che il nuovo 'MarketPlace' per le applicazioni Windows, creato in risposta al successo degli App Store e Mac App Store di Apple,  accetterà soltanto applicazioni che supportino tale interfaccia.

Metro prevede che le applicazioni girino in sostanza sempre a tutto schermo, cosa che può essere perfino necessaria su un dispositivo con un display di ridotte dimensioni, ma che risulta abbastanza assurda su un monitor da 27 pollici. Inoltre il passaggio da un'applicazione all'altra, specialmente non utilizzando le dita su uno schermo sensibile al tocco ma un mouse, è piuttosto macchinoso.

Per non essere tacciato di partigianeria, aggiungo che Apple sta affrontando le stesse problematiche, nell'apparente tentativo di far convergere verso un unico prodotto iOS e [Mac] OS X. Direi con risultati non maggiormente apprezzabili: l'applicazione Mission Control introdotta con Lion, che presenta una griglia con le icone di tutte le applicazioni installate sulla macchina, esattamente come farebbe un iPhone, è, su un computer da tavolo e senza uno schermo "touch", semplicemente priva di qualunque utilità pratica.

Confesso, sia da sviluppatore che da utente, che questa convergenza a tutti i costi mi preoccupa. Riportare l'interfaccia utente ad una singola applicazione alla volta in luogo dei sistemi multifinestra a cui siamo ormai abituati da molti anni non mi sembra un progresso, anzi. E se è vero che è perfettamente possibile disabilitare Metro e ritrovarsi di fatto con Windows 7, mi domando quale possa essere l'incentivo ad effettuare un upgrade.

Arch. Amedeo Farello, Responsabile Sviluppo Software, Softing Srl

Analisi d'impatto della regolamentazione: chi l'ha vista?

Credo di essere il primo a chiedersi se è stata fatta un'analisi d'impatto relativamente alle nuove norme sulle costruzioni. Nel 1999, se non erro, si è deciso di fare tale analisi prima di varare una nuova legge. Mi sono chiesto quindi se si sono valutati gli effetti, che oggi si rivelano catastrofici, di varare le nuove norme tecniche in modo così scoordinato, senza linee guida per il genio civile, senza un glossario per non confondersi con la terminologia, senza degli schemi di relazioni, con tanti ripensamenti, etc.

Fattami questa domanda, che credo ogni persona di buon senso si farebbe, ho approfondito l'AIR, cioè la suddetta Analisi di Impatto della Regolamentazione. Non credo questa sia stata fatta, per le norme tecniche. Male, malissimo, soprattutto da parte di tecnici che dovrebbero essere informati sulla applicabilità di una norma. L'articolo migliore su internet sull'AIR l'ho trovato a questo indirizzo:

http://notizie.radicali.it/articolo/2011-02-08/intervento/l-analisi-d-impatto-della-regolazione-e-la-formazione-delle-leggi-ita

Naturalmente gli amanti dei luoghi comuni possono asserire che questa normativa era necessaria per salvare “vite umane” e con quest'ultima espressione ottengono l'impatto emotivo voluto per cui se uno ha dubbi diventa praticamente un assassino.

Ora chiunque sia nel settore sa che i rapporti con il genio civile sono diventati molto più difficili, che gli adempimenti richiesti sono circa quintuplicati, che l'aspetto burocratico prevale su quello dei contenuti, che è tutto da verificare che l'uso di complessi modelli matematici aumenti la sicurezza reale e che l'esasperazione del teorizzare l'ingegneria non distrugga la capacità progettuale. E sa anche un'altra cosa, che il terremoto di San Giuliano ha violato lui la norma perché lì non ci doveva essere e quindi il crollo è stato in gran parte a norma di legge, che il terremoto dell'Aquila ha messo in luce esecuzioni approssimative e concezioni progettuali infelici più che deficienze di “calcolo”. Nulla che un'equazione differenziale possa evitare.

Naturalmente l'onere di questa smagliatura è ricaduta sulle software house che in effetti sono le uniche che possono aiutare il progettista. Ma queste come possono operare? La normativa è piena di carenze gravi sotto il profilo della completezza ed inequivocità per poter essere tradotta in algoritmi. Basti pensare che ragiona quasi sempre per telai piani e mai per telai spaziali con elementi non ortogonali: in questo caso non dà mai indicazioni. Poi prescrive in certi casi dei metodi che una normativa non dovrebbe prescrivere per non limitare le possibilità di soluzioni più avanzate. Sulla muratura, ad esempio, perché non si hanno prescrizioni alternative che consentano modellazioni con elementi piani? Ci sono voluti circa venti anni perché nel progetto edile e civile entrassero le analisi ad elementi finiti ed ora con un colpo solo si torna agli anni '80? Perché una parete portante non la posso più analizzare con elementi finiti piani in quanto il modello di verifica imposto dalla normativa è sempre quello della trave inflessa? E' possibile che nessuno capisca che un modello matematico basato su formulazioni “forti” sia più affidabile di mille prescrizioni parcellizzate, discontinue, di difficile interpretazione?

L'AIST è un'ottima iniziativa che dobbiamo ad Adriano Castagnone ed a lui e agli altri soci dobbiamo la presenza dell'AIST ad alcuni tavoli ministeriali, ma la questione è che se il problema non lo si capisce non si possono certo trovare soluzioni. E vi garantisco che non si capisce il problema dello “anello debole” (come lo chiamo io) costituito dal software che collega requisiti progettuali e concezione strutturale con il cantiere, né si capisce quanto sia grave che sia debole. Se fa orrore che le software house, come fornitrici di servizi, non possano (come ad esempio i produttori di calcestruzzo) avere un “Osservatorio” presso il ministero delle infrastrutture, che chiamassero un manipolo di informatici universitari!

Un nostro utente mi fa osservare, giustamente, che oggi il processo del progetto ingegneristico si è “globalizzato” intendendo con questo che è divenuto un discorso aperto a cui tutti devono partecipare e devono poter partecipare. Ma chi ha visto gli ordini professionali tutelare gli iscritti da richieste confuse? Chi ha visto le università partecipare rendendo magari disponibili dei benchmark o degli algoritmi? Chi ha visto i progettisti prendere posizioni forti verso i maggiori oneri che gli sono stati accollati? Chi ha visto finanziamenti per lo sviluppo del software?

Facile “globalizzare” gli onori, sarebbe opportuno invece globalizzare gli oneri e che ognuno facesse seriamene la sua parte. L'impatto della regolamentazione non può essere totalmente assorbito da chi fa software e, quindi, a conferma di quanto detto in apertura: sotto il profilo dell'impatto economico questa normativa sta causando più perdite che non vantaggi.

L'immagine è stata presa dal sito: www.umsadifesa.it

Arch. Roberto Spagnuolo, Amministratore Unico, Softing Srl