CDMaWin

CDMaWin (Computer Design of Masonries) è un CAD strutturale finalizzato all'analisi di strutture in muratura, di qualunque forma e tipologia costruttiva in zona sismica e non.
La nuova versione, resa conforme al D.M. 14/01/2008, presenta delle importanti novità sia nei metodi di analisi e progetto strutturale delle nuove costruzioni che nella verifica degli edifici esistenti.
Questo ha comportato che il modulo di calcolo del programma diventasse un solutore agli elementi finiti specializzato per le strutture in muratura, abbandonando le precedenti impostazioni basate su potenziamenti del metodo POR.
L'immissione dei dati, che avviene tramite lo stesso CAD strutturale del programma CDS, consente di fornire graficamente sia la geometria strutturale, sia la tipologia e la distribuzione dei carichi. La modellazione della struttura consente una totale libertà nella definizione degli spessori, dei materiali e nel posizionamento e dimensionamento di eventuali aperture. In particolare è possibile tenere conto in maniera corretta di:
- irregolarità di qualsiasi tipo nell'andamento in pianta dei muri;
- irregolarità di qualsiasi tipo in elevazione (rastremazioni, disassamenti, aperture non allineate, etc…);
- fondazioni su più livelli;
- coperture inclinate;
- commistione di materiali differenti;
- presenza di aste e telai in cemento armato, acciaio o legno;
- presenza di cordoli sopra i setti in muratura;
- presenza di architravi in acciaio o c.a. sopra i fori.

In ciascuna muratura è prevista la eventuale presenza di un rinforzo con incamiciatura in calcestruzzo armato, cavetti di precompressione e tiranti ortogonali.
Per la verifica di edifici esistenti il CDMaWin permette di definire il “livello di conoscenza della struttura” e di determinare automaticamente i corretti valori di resistenza di calcolo dei materiali.
Di particolare importanza è la possibilità di calcolare le strutture miste in muratura / c.a. / acciaio / legno in un unico ambiente di calcolo. È possibile quindi progettare l'adeguamento sismico utilizzando sistemi di controventamento sia in acciaio che in calcestruzzo armato. Per chi possiede il CDS è anche possibile ottenere verifiche ed esecutivi degli elementi non in muratura.
CDMaWin supporta sia l'analisi sismica statica che l'analisi dinamica modale sia in presenza che in assenza di solai rigidi.
Il modulo di calcolo del programma procede autonomamente alla lettura dei dati di input ed alla generazione del modello da esso derivato.
CDMa permette di effettuare da uno stesso input la generazione di due diversi modelli di calcolo:
- un primo modello schematizza i muri con elementi bidimensionali rettangolari rappresentativi di stati tensionali di sola membrana con deformabilità nel proprio piano, a lastra quindi, di tipo tagliante, estensionale e flessionale;
- un secondo modello detto a “telaio equivalente”, schematizza i maschi e le fasce di piano con elementi finiti di tipo beam a due nodi ed offset rigidi per modellare i pannelli di nodo maschio-fascia di piano.
La rigidezza fuori piano si assume nulla data la bassa rigidezza flessionale di un setto costituito da materiale non resistente a trazione.
Le travi di collegamento tra le pareti vengono schematizzate come elementi monodimensionali vincolati opportunamente in base alla loro capacita’ a sviluppare una resistenza flessotagliante come ad esempio nel caso si voglia modellare un cordolo o una piattabanda armata con catene.
La verifica sarà effettuata secondo quanto previsto da tutti i punti della normativa vigente.
Il calcolo esteso comprende la verifica dei singoli maschi murari per i carichi verticali e per quelli orizzontali. Per la verifica statica viene effettuato il calcolo della snellezza dei singoli muri e delle eccentricità geometriche e di azione dei carichi, e quindi quello del coefficiente di riduzione e della tensione media di calcolo. È tenuta anche in conto l'azione del vento, applicata sui soli muri esterni e della spinta di un eventuale terrapieno.
In zona sismica viene inoltre effettuata la verifica a sisma ortogonale.
I muri non collegati all'impalcato rigido (eventualmente assente) vengono verificati isolatamente, ciascuno in funzione del carico portato.
Al fine di ottenere un completo controllo sui risultati sono state aggiunte nuove fasi di visualizzazione dei risultati che permettono di avere il completo controllo sulle modalità di collasso dei singoli maschi murari ed i valori dei vari meccanismi resistenti previsti dalla nuova normativa.
Inoltre vengono visualizzate anche le verifiche delle eventuali travi di collegamento in muratura che si ritengono essere resistenti a flessione e taglio.

ANALISI PUSH-OVER

Purtroppo, nei casi reali, il calcolo delle murature agli elementi finiti con analisi lineari sia statiche che dinamiche, previsto dalle N.T.C. 2008, ha una applicabilità molto limitata.
La prova sul campo ha infatti dimostrato che con tale tipo di analisi risulta assai difficoltoso riuscire a verificare gli edifici in muratura, in special modo quelli esistenti che, in definitiva, rappresentano la maggioranza di tale tipologia strutturale.
Si è quindi reso necessario implementare un tipo di analisi sismica più sofisticata che permette di tenere in conto tutte le risorse anelastiche della struttura: l’analisi PushOver. Tale tipo di analisi permette sia una più realistica valutazione della capacità di resistere della struttura nella situazione di fatto in cui si trova prima degli interventi di adeguamento, sia la determinazione della reale capacità raggiunta attraverso gli interventi di adeguamento. Tali interventi risultano poi essere molto più “leggeri” e razionali rispetto a quelli che vengono a determinarsi attraverso l’uso delle analisi sismiche lineari, con evidenti vantaggi sia economici che del livello di accuratezza delle calcolazioni presentate.
In tale tipo di analisi, gli elementi murari (sia maschi che architravi) sono modellati come elementi beam a due nodi elastoplastici a plasticità concentrata deformabili sia a flessione che a taglio e con controllo dello spostamento ultimo. Sia il calcolo delle resistenze ultime che degli spostamenti ultimi sono conformi alla nuova normativa sismica. Sono presi in considerazioni sia i modi di collasso flessionale che a taglio con i rispettivi valori di spostamenti ultimi previsti dalla normativa sismica.
I valori della resistenza ultima, sia dei maschi che delle architravi, sono calcolati tenendo in conto la presenza di eventuali provvedimenti di rinforzo quali tiranti passivi e attivi e cordoli in c.a.
L’analisi Push-Over permette una più realistica valutazione della capacità di resistere al sisma e, rispetto alle analisi lineari, permette spesso di adeguare gli edifici in maniera più razionale senza la necessità di effettuare pesanti interventi finalizzati all'aumento della resistenza.
L’analisi statica non lineare permette inoltre di tenere in conto in maniera realistica la presenza di elementi in c.a. o acciaio in quanto la soluzione ottenuta è già rispettosa sia della compatibilità delle deformazioni anelastiche che delle capacità di resistenza dei singoli elementi.
La verifica è di tipo globale e viene effettuata confrontando, sulla Curva di Capacità, la capacità di spostamento della struttura con la domanda. Vengono inoltre calcolati i valori della PGA limite per i vari livelli di prestazione richiesti dalla Normativa.