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Por 2000

Analisi e verifica di edifici in muratura

DESCRIZIONE GENERALE

POR 2000 è un software per la progettazione e la verifica di edifici in muratura ordinaria o armata che consente di ottenere modellazioni molto aderenti alla realtà strutturale e di eseguire tutte le verifiche richieste dalla normativa attuale e precedente (Ntc08, Ntc96).
Consente l'analisi pushover, le verifiche sismiche per gli stati limite di danno, salvaguardia vita e collasso, nonchè tutte le verifiche locali delle murature in accordo con le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni 2008. Il software permette, attraverso semplici operazioni di input specializzate per la tipologia strutturale, una definizione accurata della geometria, delle caratteristiche meccaniche della struttura e degli interventi di rinforzo per murature esistenti.
Le caratteristiche e le funzioni presenti nel programma, lo rendono adatto sia per progetti ex-novo, sia per interventi di miglioramento o di adeguamento sismico di edifici esistenti.
Il solutore di analisi è integrato e i risultati delle verifiche sono immediatamente disponibili a video in forma numerica estesa o in forme grafiche sintetiche a lettura immediata, che rendono evidenti i livelli di sicurezza raggiunti e guidano il progettista nella definizione delle soluzioni di rinforzo più efficaci.
Le fasi di stampa prevedono l’impaginazione del tabulato e dei disegni, la vista in anteprima, la stampa diretta degli elaborati o la loro esportazione in formati standard, quali Rtf per i testi e Dxf per i disegni.

Scarica Porslim3, la versione shareware di Por 2000 (calcolo muratura), limitata a 9 nodi di incrocio e 3 livelli. Conserva tutte le altre funzionalità e può essere utilizzata a fini professionali.

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CARATTERISTICHE TECNICHE

VANTAGGI di POR 2000
Strutture analizzabili
Por consente di analizzare edifici multipiano in muratura ordinaria o armata, con fondazioni piane o sfalsate, aperture ad architrave rettilineo o curvo, anche non allineate nella parete, solai inclinati o sfalsati, tiranti di piano e pannelli murari di differenti caratteristiche meccaniche. E’ prevista la definizione di rinforzi murari di vario tipo, come affiancamenti murari, intonaci armati, placcaggi con fibre composite, cuciture attive in lamine di acciaio pretese, iniezioni. Consente inoltre la definizione di cordoli con assegnata capacità di ammorsamento e tiranti di piano fra muri contrapposti.
Il programma è indirizzato ad ingegneri, architetti, geometri che operano nella progettazione o nel consolidamento di strutture in muratura ed è stato realizzato con l'intenzione di fornire un ausilio concreto ed efficace in tutte le fasi della progettazione, dal disegno iniziale al dimensionamento degli eventuali interventi di consolidamento.

La definizione della struttura
La definizione della struttura passa attraverso la definizione dei livelli, dei nodi di incrocio e degli altri elementi strutturali che la compongono: pannelli murari, solai, tiranti, rinforzi. Tale operazione può essere eseguita impostando i dati nelle tabelle o lavorando in ambiente grafico. Il programma fornisce in supporto all'input, funzioni di utilità come la duplicazione di piani, l'importazione Dxf di planimetrie di sfondo e la sincronizzazione automatica delle finestre di lavoro. Nell'insieme, l'organizzazione complessiva dell'ambiente risulta molto semplice e intuitiva, tanto che una intera sessione di lavoro può essere completata in breve tempo, col minimo sforzo da parte dell'utente.

Elementi di modellazione
Gli elementi che il programma utilizza per la definizione del modello sono i seguenti.
Tipi di murature - Sono già preimpostati i tipi di muratura più diffusi ed altri possono essere creati specificando le caratteristiche dei blocchi resistenti e della malta. I valori meccanici della muratura possono essere ricavati in automatico in base alle correlazioni di normativa o assegnati direttamente nel caso fossero ricavati da prove sui materiali.
Pannelli murari - I pannelli sono gli elementi murari definiti fra due incroci e caratterizzati dal tipo di muratura (ordinaria o armata), spessore, filo fisso o disassamento trasversale. Sui pannelli possono essere applicati rinforzi di cui si terrà conto in fase di analisi.
Tiranti e cordoli - In testa al pannello può essere definito un cordolo, che ne definisce il grado di ammorsamento col solaio. Fra due pannelli possono essere anche definiti dei tiranti di piano (catene). Gli effetti di questi elementi sono considerati nelle verifiche a pressoflessione e a ribaltamento fuori dal piano della muratura.
Rinforzi murari - I pannelli possono essere rinforzati con iniezioni, affiancamenti murari bilaterali o monolaterali, intonaci armati, fasciature con materiali compositi (fibre di carbonio, aramidiche, vetro) o con sistemi di precompressione (sistema CAM). Gli effetti dei rinforzi sulle caratteristiche meccaniche della muratura sono valutate in automatico, a meno che l'utente non imponga valori autonomi, ricavate ad esempio da una sperimentazione diretta.
Aperture - Le aperture si applicano sui pannelli, specificandone la posizione e la tipologia.
Travi - In elevazione è possibile inserire travi in cemento armato, legno o acciaio per il sostegno di solai, in mancanza del pannello murario.
Solai - I solai sono definiti assegnandone tipologia, orditura e carichi distribuiti. Il posizionamento può essere sfalsato rispetto alla quota del livello o inclinato per modellare falde o rampe. Gli scarichi sulle murature sono computati in automatico, tenendo conto delle eccentricità di scarico assegnate.
Fondazioni - Le tipologie di fondazione prevedono sezioni rettangolari o a T rovescio che consentono di modellare allargamenti anche asimmetrici della base fondale. Le tensioni limiti di verifica sul terreno possono inoltre essere differenziate per combinazioni che includono o meno l'azione sismica.

Il modello strutturale
A partire dalla definizione geometrica e meccanica dell'edificio, il programma costruisce il modello strutturale, individuando i maschi murari e valutandone le caratteristiche di rigidezza.
L'elemento maschio - E' l'elemento di base della modellazione ed è dotato di rigidezza tagliante e flessionale. La rigidezza delle fasce di piano è messa in conto con un fattore equivalente di riduzione della luce netta. Maschi contigui non intercalati da apertura sono riconosciuti solidali e omogeneizzati nella rigidezza flessionale.
Piani seminterrati - Il programma considera i contributi di rigidezza di fondazioni sfalsate e valuta il tagliante sismico direttamente assorbito da tali elementi.

Modellazione e analisi sismica
La modellazione dell'edificio per l'analisi sismica si basa su una schematizzazione a maschi murari (o setti), corrispondenti alle porzioni di muratura comprese fra due aperture o fra una apertura e un nodo d'incrocio.
L'elemento maschio è dotato di rigidezza tagliante e flessionale e tiene conto della rigidezza delle fasce di piano con un fattore equivalente di riduzione della luce netta, secondo studi disponibili in letteratura. I valori di rigidezza sono valutati assumendo per il maschio uno schema shear-type, che è una ipotesi generalmente accettabile in presenza di murature sufficientemente ammorsate negli incroci: in queste condizioni la struttura mostra un evidente effetto scatolare, nel quale le murature trasversali impediscono con buona approssimazione le rotazioni nelle sezioni di piede e di testa del maschio.
Si ipotizza per i maschi murari un comportamento elastico-perfettamente plastico, diversificato per taglio e pressoflessione longitudinale, definito dalla resistenza ultima e dai valori limite di deformazione (duttilità di danno, duttilità ultima).

L'analisi statica nonlineare (analisi pushover)
Le Ntc 2008 stabiliscono che l'analisi pushover possa essere utilizzata come metodo di verifica della capacità sismica di edifici nuovi o esistenti. Una volta che siano definite le caratteristiche di resistenza e di duttilità delle murature, con l'analisi pushover è possibile valutare l'accelerazione sismica al suolo (Pga) che porta al raggiungimento degli stati limite di danno, salvaguardia vita e collasso (SLD, SLV e SLC). Rapportando i valori di capacità ottenuti con le rispettive domande è quindi possibile calcolare l'indice di rischio della struttura nei confronti dell'azione sismica, come richiesto anche da recenti normative di erogazione finanziamenti per interventi di consolidamento sismico.
L'analisi è condotta assoggettando l'edificio all'azione contemporanea dei carichi verticali, permanenti e variabili opportunamente combinati, e delle forze statiche equivalenti al sisma, definite per una assegnata direzione del sisma e per una predefinita distribuzione di accelerazioni lungo l'altezza del fabbricato. L'analisi è ripetuta per varie direzioni sismiche e per due diverse distribuzione di accelerazioni: uniforme o lineare sull'altezza.

Verifiche locali
Sono eseguite inoltre tutte le altre verifiche richieste dalle norme e che non sono comprese nell'analisi sismica pushover. In particolare, in assenza di sisma sono eseguite verifiche di snellezza, eccentricità, pressoflessione nel piano e fuori piano, ribaltamento, tensioni sul terreno. In presenza di sisma sono eseguite verifiche di pressoflessione fuori piano, ribaltamento e tensioni sul terreno.

Dimostrazione del miglioramento sismico
Il programma consente di valutare il miglioramento sismico che si ottiene a seguito di un intervento di rinforzo di una struttura esistente. Si richiede in questo caso di effettuare l'analisi della struttura nello stato di fatto e di riportare i valori di sicurezza ottenuti per questo stato nell'analisi della struttura rinforzata.
Alla fine dell'operazione si ottiene un quadro di confronto disponibile sia a video che in stampa, esteso su tutte le verifiche sismiche e nel quale la sicurezza è espressa in termini di accelerazioni al suolo.

Sintesi grafiche delle verifiche
L'analisi porta alla costruzione delle curve di capacità pushover, dei domini di resistenza sismici e delle mappe di impegno dei setti. L'esame di questi grafici sintetizza in maniera efficace la risposta statica e sismica dell'edificio e consente di trarre utili indicazioni per eventuali interventi di rinforzo.

Le stampe
Per la relazione di calcolo e per tutti i disegni, compresi anche le mappe sintetiche dei risultati, sono disponibili funzioni di impaginazione, preview e stampa, molto versatili e con possibilità di esportazione Rtf per i testi e Dxf per i disegni.

FUNZIONALITÀ

Il processo incrementale dell'analisi statica nonlineare pushover
Fissata una direzione sismica, l'analisi pushover procede per incrementi successivi delle forze sismiche, determinando per ogni passo di carico il taglio e la duttilità residua dei setti. Il controllo della duttilità consente di controllare se nel passo di carico è stato raggiunto uno stato limite di interesse e di individuare i setti che raggiungono la soglia di collasso (duttilità limite di collasso). Tali setti non daranno più contributo all'assorbimento del tagliante sismico nei passi di carico successivi, per cui col progredire dei collassi locali la struttura perde progressivamentecapacità portante nei confronti delle azioni orizzontali.
Quando il calo della forza resistente raggiunge un limite prefissato, si assume raggiunto il limite di collasso e l'analisi ha termine.
Nel corso del processo il programma salva tutte le informazioni necessarie per la costruzione della curva di capacità o curva pushover, che sarà utilizzata per la successiva procedura di verifica per valutare l'accelerazione al suolo corrispondente al raggiungimento degli stati limite di interesse (capacità di Pga). La verifica finale consisterà quindi nel controllare che la capacità di Pga risulti maggiore della domanda di Pga richiesta dalla normativa, per gli stati limite di danno (SLD), salvaguardia vita (SLV) e collasso (SLC).

Curve di analisi pushover
Dette anche curve di capacità, rappresentano il percorso di equilibrio carico-spostamento dell'analisi pushover per ogni direzione sismica. Sono evidenziati sulla curva gli stati limite raggiunti e la schematizzazione del sistema bilineare equivalente. I risultati della verifica pushover in corrispondenza degli stati limite di interesse (SLD, SLV e SLC nel caso di analisi secondo Ntc08, SLU nel caso Ntc96) sono inoltre espressi con istogrammi di confronto fra il valore di capacità ottenuto dall'analisi e il valore di domanda richiesto dalla normativa.

Domini di resistenza
L'esame dei domini di resistenza è un mezzo molto efficace per valutare i risultati dell'analisi sismica.
Distinguiamo nel disegno i domini di capacità e i domini di domanda. Il dominio di capacità è un diagramma disegnato in pianta, il cui raggio in una certa direzione misura la capacità di accelerazione al suolo per sisma agente in quella direzione, nel dominio di domanda il raggio misura invece l'accelerazione al suolo richiesta dalla normativa per lo stato limite considerato. La verifica per una direzione sismica è soddisfatta se la capacità è maggiore della domanda, ovvero se il dominio di capacità è esterno a quello di domanda.
Confrontando il dominio di capcità col dominio di domanda possiamo quindi capire su quali direzioni le verifiche non sono soddisfatte e quali sono le direzioni di maggiore debolezza.
I domini di resistenza riportati in grafico dipendono dal sistema normativo sismico selezionato: nel caso di analisi sismica secondo il Dm96 sono riportati il dominio elastico, di fessurazione ed ultimo. Nel caso di analisi sismica secondo Dm08 sono riportati invece i domini di danno, salvaguardia vita e collasso, valutati per una doppia distribuzione di forze sismiche sull'altezza dell'edificio.

Mappe di impegno sismico
Si tratta di un disegno pianta che riporta in codice colore il quadro deformativo dei maschi murari corrispondente ad uno degli stati limiti di interesse determinati con l'analisi sismica non lineare. Si possono individuare i setti collassati e il tipo di crisi che ha determinato il collasso del maschio, per taglio o per pressoflessione longitudinale. Inoltre, è possibile riconoscere i collassi critici, quelli cioè che avvengono per bassi livelli dell'azione sismica e che risultano pregiudiziali per il soddisfacimento della verifica sismica. Cliccando il setto col mouse è inoltre possibile ottenere informazioni numeriche più dettagliate. L'informazione espressa da tali mappe risulta molto utile per interpretare le risorse di sicurezza disponibili e per localizzare i possibili interventi di rinforzo.
L'esame dei domini di resistenza e delle mappe di impegno setti rivela utili informazioni per il progetto degli interventi di rinforzo, in quanto sono individuate le direzioni sismiche di maggiore debolezza e i maschi più deboli ai vari piani dell'edificio.

Mappe di impegno verifica
Si tratta di un disegno analogo al precedente, in cui le tonalità di colore esprimono il grado di impegno dei setti murari per le verifiche locali, la tonalità diventa più intensa all'aumentare dell'impegno. La soglia di verifica è rappresentata da un impegno pari al 1, i setti con un impegno superiore non soddisfano la verifica e sono evidenziati in rosso pieno, con un doppio tratteggio diagonale. Con un semplice click, inoltre, è possibile ottenere informazioni numeriche dettagliate riguardanti la verifica del setto cliccato.
Questa mappa, insieme a quella dell'impegno sismico e dei domini di resistenza aiutano ad interpretare i risultati raggiunti con l'analisi e danno informazioni molto utili per il dimensionamento delle opere di rinforzo.

Sintesi finale delle verifiche
Sono gli istogrammi riepilogativi di tutte le verifiche effettuate, riportati in termini di impegni massimi di verifica e di fattori di sicurezza sismica. Differenziati in funzione del sistema normativo selezionato, esprimono gli esiti finali di tutte le verifiche condotte.

TEST DI AFFIDABILITÀ per POR 2000

Il Controllo dell'Affidabilità per Analisi eseguite con Codici di Calcolo Automatico
Secondo la normativa attuale, il progettista che utilizzi un codice di calcolo automatico nello svolgimento dell'analisi strutturale è tenuto a controllare l'affidabilità del codice utilizzato e a verificare l'attendibilità dei risultati ottenuti, in modo da pervenire ad un giudizio motivato di accettabilità dei risultati (Ntc 2005 punto 10.7.1, Ntc 2008 punto 10.2). Per conseguire tale finalità, l'utente dovrà avere a disposizione una documentazione di corredo al programma, che contenga una esauriente descrizione delle basi teoriche, degli algoritmi impiegati, dei campi d'impiego e una discussione commentata di casi risolti, di cui siano disponibili i file di input necessari per la riproducibilità delle elaborazioni. Nel caso del programma POR 2000, l'utente può trovare una esauriente trattazione delle basi teoriche nel manuale d'uso e una discussione commentata di un caso di prova nel documento scaricabile da questa pagina. Si tratta di una struttura oggetto di sperimentazione in scala reale, condotta dall'Università di Pavia nel 1994.

Download dei Tests
L'utente può riprodurre i tests di sua iniziativa, scaricando dai link sottostanti un documento di commento e relativo file di modellazione con Por, che potrà sottoporre ad analisi con la versione in suo possesso. In questo modo avrà la possibilità di riscontrare l'affidabilità numerica dei risultati forniti dal programma e di pervenire in modo autonomo all'espressione di un giudizio motivato di accettabilità dei risultati.

* Discussione commentata del caso di prova
* File di prova TestPavia.por

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Link x info: www.newsoft-eng.it/por.php
Download Shareware: www.newsoft-eng.it/Download/Shareware/SetupPorslim_V7.exe
Test di Affidabilità: www.newsoft-eng.it/por_test_affidabilita.php
Brochure: www.newsoft-eng.it/Download/PDF/Brochure Por.pdf

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