Aedes 2021: comprendere il reale comportamento statico e sismico

Gli studi e le elaborazioni per il patrimonio edilizio esistente richiedono strumenti specifici. Aedes propone in questo àmbito funzionalità avanzate e contenuti innovativi, frutto di ricerche che partendo dall'osservazione della realtà fisica giungono all'applicazione in campo professionale.
 

Aedes.PCM: interoperabilità BIM ed elaborazioni avanzate

Aedes.PCM 2021 introduce la possibilità di importare o esportare file IFC, il formato di collaborazione comunemente usato nei progetti basati sul BIM.

In particolare, vengono scambiate le informazioni relative al modello architettonico, cioè il modello composto dagli elementi costruttivi: muri, aperture, colonne, travi e solai. 

Nel corso dell’importazione vengono definiti i piani dell’edificio e generati gli elementi costruttivi che fanno capo alle seguenti tipologie:

• IfcWallStandardCase (muri di tipologia standard)
• IfcOpeningElement (aperture nei muri)
• IfcColumn (colonne o pilastri)
• IfcBeam (travi) 

Il comando “Esporta modello IFC” permette di esportare il modello architettonico in un file IFC, che può essere aperto con uno dei tanti visualizzatori IFC presenti sul mercato.

Nelle illustrazioni: il modello dell’Abbazia di Sant’Antimo (Montalcino, Siena), realizzato con Aedes.PCM allo scopo di svolgere l’analisi cinematica dei meccanismi di collasso locali. 

Il modello esportato su file IFC ed aperto in BIMvision, un visualizzatore di file IFC gratuito, include anche elementi dalla geometria più complessa come i pilastri cruciformi e gli archi a tutto sesto. 

BIM in PCM: edificio monumentale. Modello in Aedes.PCM

BIM in PCM: edificio monumentale. Modello esportato su file IFC e aperto in BIMvision

Aedes.PCM 2021 propone inoltre una serie di elaborazioni avanzate, quali ad esempio l'apertura contemporanea di più istanze del software Aedes.PCM. 

Fra le possibili applicazioni, la comparazione fra Stato Attuale e Stato di Progetto consente il confronto dettagliato dei risultati ottenuti a seguito degli interventi eseguiti. Due istanze di Aedes.PCM possono essere affiancate verticalmente sullo stesso schermo o eventualmente essere visualizzate contemporaneamente su schermi diversi. 

Un'altra nuova funzione orientata alla produttività è l'esecuzione di analisi strutturali in parallelo, sfruttando a pieno le potenzialità dei processori di ultima generazione dotati di core multipli. In particolare, nel corso dell’Analisi Statica Non Lineare, le varie curve pushover vengono eseguite in contemporanea invece che in sequenza, con conseguente riduzione del tempo totale di elaborazione.

Il vantaggio è notevole e dipende dal tipo di processore utilizzato: a parità di architettura e velocità di clock, processori con un più alto numero di core fanno registrare tempi di elaborazione minori. 

I test prestazionali sono stati svolti su processori hexa-core, considerando modelli di varia dimensione e registrando i tempi di esecuzione dell’Analisi Statica Non Lineare. In tutti i casi considerati, il calcolo parallelo ha portato al dimezzamento dei tempi di elaborazione rispetto al calcolo sequenziale. Pertanto, la velocità di esecuzione delle analisi è più che raddoppiata.

Aedes.PCM e ACM: interventi locali con tecnologie FRCM

I pannelli murari e le colonne in muratura possono essere rinforzati con materiali compositi fibrorinforzati a matrice inorganica (FRCM). Le verifiche di sicurezza degli elementi rinforzati con FRCM sono svolte in accordo al documento CNR-DT 215/2018 “Istruzioni per la Progettazione, l'Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l'utilizzo di Compositi Fibrorinforzati a Matrice Inorganica”.

ACM: Intervento su singola parete per modifica apertura, con rinforzo in FRCM

Il rinforzo di pannelli murari con FRCM consente di migliorare la resistenza a pressoflessione e taglio nel proprio piano nonché la resistenza per azioni fuori del piano. 

Il rinforzo di colonne in muratura con FRCM consente di migliorare la resistenza a pressoflessione grazie al contributo di fibre disposte in direzione trasversale (confinamento) e/o longitudinale. Normalmente le colonne sono rinforzate attraverso la predisposizione di un rivestimento continuo di composito. Ciononostante, la definizione del rinforzo prevede l’inserimento di nastri trasversali e longitudinali, permettendo di disaccoppiare i due contributi. 

Sia in PCM, sia in ACM i parametri del rinforzo vengono specificati in apposite sezioni di input con controllo di ogni singolo elemento resistente. Il comportamento strutturale si determina attraverso l'elaborazione del dominio di resistenza, dove viene proposto il confronto fra la frontiera della parete originaria e quella espansa grazie all'intervento con il composito. 

Il miglioramento della capacità resistente conduce ad una modifica della curva di capacità della parete. Questo intervento antisismico può costituire una valida alternativa alla realizzazione di telai di cerchiatura, evitando le note problematiche associate al tradizionale intonaco armato.

Aedes.SLC: azioni sismiche impulsive ed effetti sui vincoli dei solai

 Il progetto di consolidamento di un solaio deve prendere in considerazione la probabilità che il contenuto impulsivo dell'azione sismica (dovuto al jerk, variazione dell'accelerazione) possa danneggiare la struttura o ancor più il vincolo: è pertanto opportuna una quantificazione del fenomeno. 

Azioni sismiche impulsive (jerk) (da: Mariani M., Pugi F.: Effects of impulsive actions due to seismic jerk and local failures in masonry structures, EuroDyn 2020, Athens, Greece, 23-26 November 2020)

SLC: Analisi degli effetti delle azioni sismiche impulsive sul nodo solaio - parete muraria

Per i solai misti in legno e calcestruzzo, Aedes.SLC 2021 introduce per la prima volta in assoluto l'analisi delle probabilità di danno per azioni sismiche impulsive, calcolata in base al comportamento dinamico del solaio.

Queste considerazioni suggeriscono l'opportunità di intervenire non solo dal lato solaio ma anche su tutto il nodo strutturale, coinvolgendo la capacità della muratura almeno per tratti significativi inferiore e superiore rispetto alla quota dell'orizzontamento, in modo da garantire una diffusione senza danni delle tensioni generate dalle azioni locali di martellamento.

Aedes.SAV: analisi e verifica di ponti esistenti in muratura

Aedes.SAV 2021 gestisce l'analisi di ponti esistenti in muratura, di tipo stradale o ferroviario, conformemente alla Normativa vigente: D.M. 17.1.2018 e Circolare 7 del 21.1.2019, linee guida CNR-DT 213/2015: "Istruzioni per la Valutazione della Sicurezza Strutturale di Ponti Stradali in Muratura", normative specifiche per i ponti ferroviari.

I ponti possono essere monocampata o multicampata. 

Nei ponti monocampata entrambi i piedritti sono costituiti dalle spalle, soggette alle spinte del terreno, calcolate automaticamente dal software ed assegnate come azioni lungo lo sviluppo in elevazione dei piedritti.

SAV: Analisi statica e sismica di un ponte monocampata

SAV distingue i casi di spalle tozze o snelle, trattate diversamente dal punto di vista delle spinte. La spinta statica si distingue fra spinta a riposo e spinta attiva, mentre la spinta passiva può essere considerata in percentuale selezionabile in input: ciò permette di inquadrare l'effettiva quota-parte di spinta passiva che può essere mobilitata per l'equilibrio della struttura.

L'incremento di spinta del terreno dovuto all'azione sismica viene distinto fra i casi di spalla snella (metodo di Mononobe-Okabe) o tozza (metodo di Wood). 

La verifica di conformità alla regola d'arte (§4.3 CNR-DT 213/2015) propone le formule di riferimento ed il calcolo del fattore di difformità: si tratta di una funzionalità molto importante, in quanto determina il valore di progetto del Fattore di Confidenza e, di conseguenza, l'esito delle verifiche di resistenza.

SAV: verifica di conformità alla regola dell'arte

Viene considerato inoltre il possibile stato di degrado delle strutture attraverso l'apposito fattore di riduzione delle resistenze. 

Aedes 2021: software leader per gli edifici esistenti in muratura, costantemente all'avanguardia nella ricerca applicata. 

Informazioni dettagliate nel documento scaricabile in PDF e nei manuali (teoria e applicazioni) in download dal sito di AEDES