Analisi sismica in code_aster: parte 1 – analisi modale

EN | Seismic Analysis with code_aster: part 1 – modal dynamic analysis

IT | La risposta sismica lineare delle strutture civili può essere valutata attraverso l’approccio RSA (Response Spectrum Analysis): nella pratica è una delle metodologie più utilizzate per il dimensionamento degli elementi strutturali alle azioni del terremoto. Tale approccio consiste principalmente di due fasi:

  • analisi modale, per l’identificazione del comportamento dinamico “vergine” della struttura;
  • risposta spettrale, in funzione dell’input sismico, sotto forma di “spettro” di risposta, che dipende principalmente dal sito in cui la struttura è collocata.

Entrambe le funzionalità sono disponibili all’interno dei comandi di code_aster. In questo articolo illustreremo la prima fase, ossia come generare l’analisi modale con CALC_MODES.

EN | The seismic behaviour of civil structures can be evaluated with the help of the RSA (Response Spectrum Analysis) approach: in application, this is one of the most used techniques to check the structural elements under seismic effects. It consists in two main phases:

  • the modal analysis, to identify the dynamic behaviour of the structure;
  • the response spectrum, to characterize the dynamics with the earthquake input (spectrum).

Both functionalities are present among the code_aster commands. In this article, we will illustrate how to deal with the first phase, with the CALC_MODES command.

Forme modali di una struttura semplice. | Modal shapes of a simple civil structure.


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Applicazione di forze concentrate

Almeno una volta nella vita di un ingegnere capita la necessità di applicare delle forze concentrate di grossa entità in un modello bi o tri-dimensionale (ad esempio quando trattiamo la verifica di nodi complessi in acciaio su cui dobbiamo applicare forze derivanti da un modello a travi), cosa che può generare singolarità in termini di risultati, a meno che non venga correttamente gestito distribuendo le forze sul loro reale dominio di applicazione.

Applicazione di forze concentrate alla sezione di sommità su un elemento pilastro 3D incastrato alla base.
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Instabilità lineare

In questo breve post si descrive come fare un’analisi di instabilità lineare (buckling). Il problema è tratto da questo sito. Si tratta di calcolare il carico critico euleriano per (in questo caso) una semplice trave. La trave è libera solo di traslare in senso verticale nel suo estremo destro, dove viene applicato un carico nodale.

Trave caricata verticalmente all’estremo destro

Per l’impostazione del problema (creazione della mesh, impostazione dello studio, definizione dei materiali etc.) si rimanda ai post precedenti, qui tratteremo solo le caratteristiche specifiche di questo tipo di analisi. Per questa analisi occorre:

  • Eseguire un’analisi statica lineare con carichi e vincoli
  • Calcolare una matrice di rigidezza geometrica usando i soli vincoli
  • Eseguire un’analisi modale
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Risposta in frequenza su base modale

Questo articolo descrive come realizzare in Code_Aster un’analisi di risposta in frequenza su base modale. L’esempio è tratto da uno studio disponibile su internet e realizzato in Nastran. Si tratta di un elemento piastra sottoposto a due carichi: una pressione uniforme ed una forza nodale sfasata di 45 gradi. Per permettere un confronto tra i risultati verranno usati i dati dell’esempio originale (sistema imperiale). Per una descrizione più dettagliata della procedura è possibile riferirsi alla documentazione di formazione “Linear transient and harmonic analysis“.

Elemento piastra, sono rappresentati i vincoli e i carichi applicati.
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Come eseguire un’analisi elastica lineare in ambito civile da salome_meca

In buona parte dei casi, eseguire un’analisi elastica lineare su una struttura o su componenti strutturali di un edificio o una costruzione civile è sufficiente per poter dare delle risposte sullo stato di sollecitazione e di sicurezza dell’oggetto analizzato (almeno in forma cautelativa). Nell’ambito di questo breve tutorial verrà spiegato come generare un semplice risultato da un’analisi meccanica lineare di un oggetto semplice ma tipico in ambito civile. Il video della procedura è disponibile a questo link. Il file della mesh e quello dei comandi sono reperibili in fondo all’articolo.

Solaio su pilastri d’angolo come semplice tema dell’analisi.

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