Presentazione Software DOMINI per la verifica sezionale per elementi in calcestruzzo armato e precompresso.

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Programma di verifica sezionale per elementi in calcestruzzo armato e precompresso.

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Presentazione Software DOMINI per la verifica sezionale per elementi in calcestruzzo armato e precompresso.

  1. 1. DOMINI Programma di verifica sezionale per elementi in calcestruzzo armato e precompresso Prof. Ing. Franco Bontempi e-mail: franco.bontempi@uniroma1.it Ing. Luisa Giuliani e-mail: luisa.giuliani@uniroma1.it SAIE 2008 – Salone internazionale dell’edilizia – 15-18 Ottobre 2008 1/07 UNIVERSITY OF ROME “ LA SAPIENZA”
  2. 2. STRUTTURA DELLA PRESENTAZIONE L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroductionPartIPartIIConclusions2/25 L’analisi sezionale: problematiche e obiettivi Domini: modulo di elaborazione cenni sull’algoritmo risolutivo e organizzazione logica Domini: interfaccia grafica descrizione delle finestre e funzionalità Valutazioni conclusive validazioni del codice di calcolo e confronti IntroduzioneParteIParteIIConclusioni
  3. 3. 258 barre 27 cavi Problematiche:  parzializzazione della sezione;  sollecitazioni composte;  geometria di forma arbitraria. Obiettivo:  determinare i domini di rottura  determinare il diagr. momento - curvatura  considerare diversi formati di verifica 176 barre 12 cavi L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni3/25 Problematiche e obiettivi
  4. 4. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni4/25 Organizzazione logica del programma Il programma DOMINI esegue l’analisi non lineare sezionale di elementi strutturali in calcestruzzo con armatura lenta, pretesa e con barre speciali di connessione. Il programma è suddiviso in due moduli distinti: Modulo di elaborazione esegue l’analisi sezionale ed è sviluppato in Fortran Interfaccia grafica gestisce l’immissione dei dati di input e la creazione dei grafici dei risultati e dei file di output
  5. 5. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni5/25 Modulo di elaborazione s EcEc ec2 e s fcd Ec euec2 s fcd Ec eu e0 e / e0 s / s 0 s 0 Ec eu e0 e / e s / s 0 s 0 Ec eu Lineare Parab.-Rett. Formato di verifica T.A /SLE SLU REALISTICO Verifica effettuata σ ≤ σamm ε ≤ εu ε ≤ εu Legame costitutivo utilizzato del CLS Valori di resistenza consigliati Design Design Valore medio (EC2) o sperimentale Parab. Saenz Algoritmi S.L.E. S.L.U S.L.I.S M-c E1 D1 S1 M-N E2 D2 S2 Mx-My E3 D3 S3 Formulazioni 3 FORMATI DI VERIFICA: diversi legami costitutivi dei materiali da considerare 3 PROBLEMI PER 3 DIVERSE FORMULAZIONI  9 algoritmi diversi
  6. 6. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni6/25 Modulo di elaborazione Cenni sulla soluzione numerica xθyθww yx0p IPOTESI DI BASE: la sezione ruota restando piana. 0 P(x,y) xχyχε dz dw ε yx0 p p  )y,x(ε)y,x(E)y,x(σ  LEGAME COSTITUTIVO              y x 0 χ χ ε xy1)y,x(ε CONGRUENZA TEOR. LAVORI VIRTUALIqD(x,y)   qDEPq   )y,x()y,x(dA)y,x(σ)y,x(δεδ A T
  7. 7. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni7/25 Modulo di elaborazione Cenni sulla soluzione numerica xθyθww yx0p IPOTESI DI BASE: la sezione ruota restando piana. 0 P(x,y) xχyχε dz dw ε yx0 p p  qkP  s   dA xxyx xyyy xy1 EdAxy1)y,x(E x y 1 A 2 2 As                                     k E non è costante!  integrale complesso  necessità di discretizzare la sezione LEGAME COSTITUTIVO CONGRUENZA TEOR. LAVORI VIRTUALI
  8. 8. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni8/25 Modulo di elaborazione   dA xxyx xyyy xy1 EdAxy1)y,x(E x y 1 A 2 2 As                                     k E non è costante!  integrale complesso  necessità di discretizzare la sezione AREE NODI Sottosezione e distribuzione dei p.ti di integrazione (Gauss): ad ogni punto corrisponde un’area di influenza la funzione viene valutata solo in questi punti e si considera costante nell’intervallo Discretizzazione e p.ti di Gauss
  9. 9. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteIIConclusioni9/25 Modulo di elaborazione  A seconda del numero di punti di calcolo richiesto, si individua l’angolo da considerare ad ogni passo*  Per il dato angolo angolo, si individua una retta dall’origine  Si parte da una soluzione di tentativo e si verifica l’equilibrio.  Se c’è equilibrio il punto è dentro il dominio altrimenti è fuori  Tramite metodo dicotomico, si individua con poche iterazioni il punto di frontiera, per il quale la differenza di distanza tra due punti successivi calcolati è al di sotto di un valore stabilito di tolleranza  Incremento l’angolo e ripeto il procedimento Ricerca dei p.ti di frontiera del dominio *L’ampiezza dell’incremento di angolo ad ogni passo è pari all’angolo giro diviso il numero di p.ti di calcolo del diagramma. Questo parametro di analisi può essere fissato dall’utente.
  10. 10. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni10/25ParteII Interfaccia grafica Finestra principale:  possibilità di scegliere l’unità di misura di lavoro e di modificarla in corso d’opera: tutti i dati immessi verranno automaticamente convertiti nella nuova unità di misura U.M. disponibili: 1. Kg – cm 2. kN – m 3. N – mm 4. Kg – m 5. N - m
  11. 11. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni11/25ParteII Interfaccia grafica Finestra principale:  possibilità di effettuare le verifiche secondo tre diversi formati: S.L.E.: Cls: lineare Acc: lineare S.L.U.: Cls: parabola-rett. Acc: elasto-plastico SLIS: (realistico) Cls: parabola Saenz Acc: elasto-plastico
  12. 12. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni12/25ParteII Interfaccia grafica Finestra principale:  possibilità di modificare i parametri di analisi o lasciare quelli suggeriti in automatico dal programma (valori di default) N° p.ti di integrazione: Numero di punti di Gauss in ogni regione di discretizzazione della sezione: valore di default 5 N° p.ti di calcolo: Numero di punti del diagramma richiesto: valore di default 60
  13. 13. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni13/25ParteII Interfaccia grafica Finestra principale:  possibilità di scegliere tre diversi tipi di analisi: Diagramma M-c: Andamento del momento all’aumentare della curvatura Dominio M-N: Andamento del momento ultimo al variare dello sforzo assiale Dominio Mx-My: Andamento del momento ultimo al variare del momento perpendicolare
  14. 14. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni14/25ParteII Interfaccia grafica Finestra principale:  possibilità di inserire le caratteristiche della sollecitazione da considerare per la determinazione dei diagrammi Dominio Mx-My: Viene considerato il valore dello sforzo assiale N per la determinazione del dominio Diagr. M-X: Viene considerato il valore dello sforzo assiale N per la determinazione del diagramma e del momento ultimo
  15. 15. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni15/25ParteII Interfaccia grafica Finestra principale:  possibilità di verificare contemporaneamente la fase di transitorio (montaggio) TRANSITORIO: Durante la fase di montaggio, solo alcuni ferri risultano attivi e non è presente il calcestruzzo, perché non è stato ancora effettuato il getto di completamento. E’ possibile visualizzare il diagramma della sezione durante il transitorio sovrapposto a quello della sezione in condizioni usuali. E’ possibile inoltre visualizzare l’ ingombro dei manicotti di connessione nel disegno della sezione.
  16. 16. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni16/25ParteII Interfaccia grafica Finestra dei dati geometrici e meccanici del calcestruzzo:  Scelta rapida tra 4 tipi di sezioni differenti  Scelta rapida del tipo di calcestruzzo e calcolo automatico dei valori di resistenza e progetto  coefficienti parziali dei materiali e di modello suggeriti in automatico (default) in base al formato di verifica scelto  Possibilità di inserire o modificare manualmente i valori di progetto 1. RETTANGOLARE 2. PROFILO A T 3. PROFILO AD I simm. o asimm. 4. CIRCOLARE piena o cava
  17. 17. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni17/25ParteII Interfaccia grafica Finestra dei dati geometrici e meccanici dell’acciaio:  possibilità di considerare due acciai differenti (dolce e armonico)  stessa flessibilità della finestra precedente per il calcolo dei valori di progetto  pannello di aiuto per il calcolo dell’area di acciaio e la scelta del diametro dei ferri e tabella per il rapido inserimento delle coordinate di barre e cavi
  18. 18. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni18/25ParteII Interfaccia grafica Finestra per il disegno della sezione:  possibilità di verificare la corretta immissione dei dati  funzionalità di ingrandimento e riduzione del disegno della sezione (zoom)  possibilità di esportare il disegno della sezione come file immagine FILE BITMAP
  19. 19. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni19/25ParteII Interfaccia grafica Finestra dei risultati  riepilogo dei dati immessi e accesso alla visualizzazione delle caratteristiche sezionali  funzionalità di zoom del grafico secondo due scale differenti (in x ed y) e di zoom separato dei punti del grafico e delle sollecitazioni di verifica  possibilità di inserire un valore di imperfezione  possibilità di verificare insieme fino a 5 diverse combinazioni delle sollecitazioni  possibilità di esportare come file immagine il disegno del grafico e dei punti di verifica  visualizzazione e esportazione come file di testo dei risultati, con riepilogo dei dati di input (materiali, geometria e parametri di analisi) e delle caratteristiche sezionali
  20. 20. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIConclusioni20/25ParteII Dati della sezione: FILECLS.DAT Dati delle armature: FILEACC.DAT File di input dell’interfaccia: SEZINFO.TXT File di input delFile di input del programma centrale:programma centrale: SEZFIN.DATSEZFIN.DAT File di output delFile di output del programma centrale:programma centrale: DOSE.DATDOSE.DAT Finestra cls: pressione pulsante: “CarIca dati sezione” Finestra principale: pressione pulsante “Risultati” Finestra acciaio: pressione pulsante: “CarIca dati armature” Apertura di un file salvato (Apri file) Elaborazione da parte del programma centrale Finestra principale: pressione di uno dei tre pulsanti di analisi Lancio dell’eseguibile dal prompt di DOS su un file di testo creato senza l’ausilio del modulo di interfaccia grafica Elaborazione da parte del modulo di interfaccia MODULO CENTRALE DEL PROGRAMMA MODULOMODULO CENTRALE DELCENTRALE DEL PROGRAMMAPROGRAMMA MODULO DI INTERFACCIA GRAFICA MODULO DIMODULO DI INTERFACCIAINTERFACCIA GRAFICAGRAFICA Grafico del dominioGrafico del dominio o diagramma eo diagramma e verifica sezionaleverifica sezionale Dati della sezione: FILECLS.DAT Dati delle armature: FILEACC.DAT File di input dell’interfaccia: SEZINFO.TXT File di input delFile di input del programma centrale:programma centrale: SEZFIN.DATSEZFIN.DAT File di output delFile di output del programma centrale:programma centrale: DOSE.DATDOSE.DAT Finestra cls: pressione pulsante: “CarIca dati sezione” Finestra principale: pressione pulsante “Risultati” Finestra acciaio: pressione pulsante: “CarIca dati armature” Apertura di un file salvato (Apri file) Elaborazione da parte del programma centrale Finestra principale: pressione di uno dei tre pulsanti di analisi Lancio dell’eseguibile dal prompt di DOS su un file di testo creato senza l’ausilio del modulo di interfaccia grafica Elaborazione da parte del modulo di interfaccia MODULO CENTRALE DEL PROGRAMMA MODULOMODULO CENTRALE DELCENTRALE DEL PROGRAMMAPROGRAMMA MODULO DI INTERFACCIA GRAFICA MODULO DIMODULO DI INTERFACCIAINTERFACCIA GRAFICAGRAFICA Grafico del dominioGrafico del dominio o diagramma eo diagramma e verifica sezionaleverifica sezionale Organizzazione logica dell’interfaccia: Interfaccia grafica
  21. 21. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteII21/25Conclusioni Valutazioni conclusive e confronti REAL CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 12 As: 12 -4.00E+05 -3.50E+05 -3.00E+05 -2.50E+05 -2.00E+05 -1.50E+05 -1.00E+05 -5.00E+04 0.00E+00 5.00E+04 1.00E+05 -6.00E+06 -4.00E+06 -2.00E+06 0.00E+00 2.00E+06 4.00E+06 6.00E+06Mx N SLE SLU REAL -8.00E+05 -6.00E+05 -4.00E+05 -2.00E+05 0.00E+00 2.00E+05 4.00E+05 6.00E+05 8.00E+05 -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 Mx My SLE SLU REAL -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 -1.50E-04 -1.00E-04 -5.00E-05 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 Mx CHI SLE SLU REAL Affidabilità di DOMINI -8.00E+05 -6.00E+05 -4.00E+05 -2.00E+05 0.00E+00 2.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 Mx SLU REAL CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 12 As: 12
  22. 22. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteII22/25Conclusioni Valutazioni conclusive e confronti Affidabilità di DOMINI Confronto accuratezza SLE-SLU-REAL sez Rettan -6.00E+05 -4.00E+05 -2.00E+05 0.00E+00 2.00E+05 4.00E+05 6.00E+05 -2.00E+06 -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 Mx My SLE SLU REAL CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 2 16 As: 3 18 Confronto accuratezza SLE-SLU-REAL sez Rettan -5.00E+05 -4.00E+05 -3.00E+05 -2.00E+05 -1.00E+05 0.00E+00 1.00E+05 -5.00E+06 -4.00E+06 -3.00E+06 -2.00E+06 -1.00E+06 0.00E+00 1.00E+06 2.00E+06 3.00E+06 4.00E+06 5.00E+06Mx N SLE SLU REAL CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 2 16 As: 3 18 Confronto analisi sez rettangolare barre simm -6.00E+05 -4.00E+05 -2.00E+05 0.00E+00 2.00E+05 4.00E+05 6.00E+05 -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06Mx My SLE SLU REAL CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 2 18 As: 2 18 Confronto analisi sez rettangolare barre simm -5.00E+05 -4.00E+05 -3.00E+05 -2.00E+05 -1.00E+05 0.00E+00 1.00E+05 -5.00E+06 -4.00E+06 -3.00E+06 -2.00E+06 -1.00E+06 0.00E+00 1.00E+06 2.00E+06 3.00E+06 4.00E+06 5.00E+06Mx N SLE SLU REAL a mano CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 2 18 As: 2 18
  23. 23. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteII23/25Conclusioni Valutazioni conclusive e confronti Confronto precisione sezione rettangolare Mx-My -600000 -400000 -200000 0 200000 400000 600000 -2000000 -1500000 -1000000 -500000 0 500000 1000000Mx My Domini Domini.exe inca CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 2 16 As: 3 18 Confronto precisione sezione rettangolare -350000 -300000 -250000 -200000 -150000 -100000 -50000 0 50000 100000 -4000000 -3000000 -2000000 -1000000 0 1000000 2000000 3000000 4000000 Mx N Domini Domini.exe inca CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 2 16 As: 3 18 Confronto precisione sezione TT -800000 -600000 -400000 -200000 0 200000 400000 600000 800000 -1500000 -1000000 -500000 0 500000 1000000 1500000Mx My Inca Domini.exe CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 12 As: 12 Confronto precisione sezione TT -300000 -250000 -200000 -150000 -100000 -50000 0 50000 -5,000,000 -4,000,000 -3,000,000 -2,000,000 -1,000,000 0 1,000,000 2,000,000 3,000,000 4,000,000 5,000,000 Mx N inca Domini.exe CARATTERISTICHE: ACCIAIO: FeB38K fyd 3324 Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg/cm˛ A's: 12 As: 12 Validazione con altri codici di calcolo
  24. 24. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteII24/25Conclusioni Valutazioni conclusive e confronti Potenzialità di DOMINI -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 -1.50E-04 -1.00E-04 -5.00E-05 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 Mx CHI SLE SLU REAL -100 0 100 200 300 400 500 -0.025 -0.02 -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 CHI M 3Φ18 6Φ18 6Φ28 6Φ36 EFFETTI DELL’AUMENTO DI ARMATURA SUL GRADO DI DUTTILITA’ DELLA SEZIONE maggiore armatura minore duttilità MODELLAZIONE REALISTICA DEL COMPORTAMENTO DELLA SEZIONE (tesion-stiffening)
  25. 25. L. Giuliani, F. Bontempi – Programma di verifica sezionale elementi in c.a. e c.a.p. “DOMINI” IntroduzioneParteIParteII25/25Conclusioni Valutazioni conclusive e confronti Potenzialità di DOMINI -3.00E+05 -2.50E+05 -2.00E+05 -1.50E+05 -1.00E+05 -5.00E+04 0.00E+00 5.00E+04 -5.00E+06 -4.00E+06 -3.00E+06 -2.00E+06 -1.00E+06 0.00E+00 1.00E+06 2.00E+06 3.00E+06 4.00E+06 5.00E+06 Mx N C.A.P. C.A. CARATTERISTICHE: A. LENTA: FeB38K fyd 3324 Kg//cm˛ TREFOLO fP(1)K 1570 MPa 3/8 Tiro 1Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg//cm˛ A's: 12 As: 12 -8.00E+05 -6.00E+05 -4.00E+05 -2.00E+05 0.00E+00 2.00E+05 4.00E+05 6.00E+05 8.00E+05 -2.00E+06 -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06Mx My C.A.P. C.A. CARATTERISTICHE: A. LENTA: FeB38K fyd 3324 Kg//cm˛ TREFOLO fP(1)K 1570 MPa 3/8 Tiro 1Kg/cm˛ CLS: 25/30 fcd 1349 Kg//cm˛ A's: 12 As: 12 -1.50E+06 -1.00E+06 -5.00E+05 0.00E+00 5.00E+05 1.00E+06 1.50E+06 -1.50E-04 -1.00E-04 -5.00E-05 0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 CHI M C.A. C.A.P.  valutazione immediata degli effetti della precompressione  possibilità di ottimizzare il grado di precompressione in funzione degli obiettivi di progetto, tendendo in considerazione gli effetti sul grado di duttilità della sezione

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