Il superelemento in CalcS
Per CalcS il superelemento (anche chiamato MultiElemento) è un oggetto che rappresenta fisicamente (o nelle intenzioni del progettista) un unico "elemento strutturale profilato" nella realtà.
Ad esempio in figura sottostante se il progettista vuole realizzare il traverso costituito da tre elementi finiti rossi con un unico profilo (HEA 200 ad esempio), occorrerà che
CalcS interpreti questi tre elementi finiti come un unico "superelemento".
Come è noto, nei generici software ad elementi finiti il modello di calcolo è costituito da un certo numero di elementi; ogni elemento non rappresenta, in genere, un elemento della struttura che si vuole calcolare, ma una sua parte: ad esempio il profilo HEA 200 di cui abbiamo appena accennato (che nella realtà fisica sarà costituito da un unico pezzo di carpenteria metallica) può essere modellata con un unico elemento di tipo beam o con n elementi di tipo beam. In Calcs essa sarà rappresentato da un unico "superelemento" (o multielement), riconosciuto in automatico dal software.
Il riconoscimento automatico dei superelementi in Calcs si basa su:
- stessa direzione (a meno di una certa tolleranza devono essere "allineati");
- stessa proprietà (nome, sezione, materiale..) degli elementi che hanno un nodo in comune;
- stessa orientazione dell'asse "3" degli elementi (con asse "3" si intende il versore del sistema di riferimento locale dell'elemento finito che va dal primo nodo al secondo nodo, ed il cui nome è diverso a seconda del software FEM che state impiegando).
Nella figura soprastante, ad esempio, la trave rappresentata dagli elementi in colore rosso sarà riconosciuta da Calcs come trave "unica", cioè come trave da realizzarsi partendo da un solo pezzo di laminato in acciaio. Tale trave sarà identificata con un unico superelemento.
Questa schematizzazione, molto semplice nell'esempio considerato, risulta estremamente utile in modelli geometricamente più complessi; d'altro canto, la definizione del superelemento in Calcs non ha limitazione di generalità e si può applicare ad ogni grado di complessità strutturale e geometrica.
Potete ispezionare e leggere i vari MultiElementi usando il comando Apri il tecnigrafo 2D.
In alternativa, dopo aver importanto un modello ad elementi finiti, esiste un ambiente dedicato ad "esplorare" il modello importato, indagare gli elementi che hanno le stesse proprietà, individuare i superelementi che il software ha riconosciuto in automatico, così come i macroelementi strutturali (i.e. capriata reticolare TB_1, colonna C_1, trave su due appoggi SSB_1....); l'interfaccia di questo ambiente di lavoro si presenta come in figura sottostante, in cui, ad esempio, è evidenziato in verde il Multielement n.80 (corrente superiore sinistro della prima reticolare di copertura dell'edificio).
Note di approfondimento
La suddivisione in elementi finiti dipende dallo scopo che il modello si prefigge, e dalle caratteristiche matematiche del solutore. Esistono vari modi (tutti potenzialmente corretti) di suddividere una data geometria strutturale in elementi finiti. La necessità di definire "superelementi" deriva in esrtema sintesi dalla necessità di sapere quale membratura è "passante" o "interrotta" in un nodo.
Consideriamo il seguente estratto di un modello strutturale: i nodi sono numerati in rosso, gli elementi finiti in nero.
|39|169| è un superelemento e poichè il nodo 30 è il secondo nodo sia per l'elemento 169 sia per l'elementio 172 ne deriva che esso è "interrotto" nel nodo 30.
analogamente
|42|172| è un superelemtno interrotto nel nodo 30.
La trave "principale" |24|74|87|89| è anche essa un superelmento (che non prosuegue nell'elemento 27 che è diversamente orientato).
Ne consegue che nel nodo 30 avremo una trave "principale" passante e due travi "secondarie" interrotte: in effetti le due secondarie appoggeranno alla principale con un dettaglio del tipo RJ_3.
Ecco, di fatto abbiamo già introdotto un altro argomento, quello dei Giunti Reali Posizionati (La connessione in CalcS).
Nei corsi/eventi che teniamo relativamente a ciascun software potrete conoscere le particolarità del VS software (ad esempio JASP ha alcuni tools dedicati per distinguere tra trave "passante" e "interrotta", in CMP e Straus esistono attributi che possono essere impiegati a questo scopo e coì via), ma qui ci limitiamo a queste considerazioni appena fatte di carattere generale.
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