IperWall BIM: Il nuovo software per l’analisi non lineare di strutture in muratura

I centri storici italiani sono caratterizzati da strutture in muratura portante, ovvero, strutture costituite da blocchi alternati a strati di malta. Un patrimonio edilizio da studiare e preservare poiché edificato in assenza di criteri sismici nella progettazione in quanto non richiesti all’epoca. Si tratta, quindi, di sistemi costruttivi antichi le cui caratteristiche meccaniche sono eterogenee e di non semplice individuazione. In questo contesto si inserisce il nuovo software di casa Soft.Lab, IperWall BIM, per l’analisi non lineare di strutture in muratura.

Soft.Lab, software house che opera nel comparto della progettazione, sviluppo ed assistenza di prodotti software per l’edilizia, pone l’accento sul contributo che i software di calcolo possono fornire per la valutazione degli edifici esistenti, in particolare in muratura, dal punto di vista sismico. Mette quindi a disposizione degli strutturisti uno strumento di analisi utile a comprendere il comportamento delle costruzioni in muratura ed intervenire in maniera efficace.

IperWall BIM è un software BIM oriented per il calcolo non lineare delle strutture in muratura e miste, nuove ed esistenti e per le verifiche di sicurezza, globali e locali, conforme alle prescrizioni delle Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 e relativa Circolare applicativa.

L’unico completamente nativo per tutti i sistemi operativi: Windows, Mac OS, Linux e Haiku.

Il primo software per la muratura con un’architettura multipiattaforma, eseguito sui vari sistemi operativi in maniera nativa, con un’architettura multiprocessore in grado di abbattere marcatamente i tempi di calcolo. Il motore di calcolo, frutto della collaborazione di Soft.Lab e Tesis, spin-off dell’Università di Salerno, supporta algoritmi moderni per l’elaborazione del calcolo, offrendo prestazioni ottimali e risultati affidabili. È caratterizzato da un modellatore solido tridimensionale che permette la generazione immediata e in tempo reale del modello FEM del telaio equivalente associato alla struttura, lasciando massima libertà al progettista di modificare il metodo per l’individuazione dei conci rigidi e dei tratti deformabili. Il calcolo automatico delle curve di capacità, per ogni combinazione di carico e distribuzione di forza, avviene step by step ed è visibile sullo schermo, permettendo all’utente il controllo dei dati inseriti, l’individuazione dei pannelli in crisi e la relativa tipologia di rottura. Con IperWall BIM è possibile effettuare sia l’analisi del comportamento globale della struttura in muratura o mista, sia la valutazione dei meccanismi fuori piano dei singoli elementi che la compongono, all’interno dello stesso modello. Inoltre, è possibile anche la progettazione e la verifica degli elementi di rinforzo con diversi materiali. Sfrutta a pieno il multi-threading, consentendo la possibilità di eseguire più task contemporaneamente.

Caratteristiche del solutore di calcolo

IperWall BIM consente di effettuare un’analisi incrementale non lineare, per cui, ad ognuno degli elementi modellati viene associato un dominio di resistenza, M-N o V-N, a seconda del meccanismo di crisi a cui l’elemento è soggetto. La struttura viene sottoposta ad un’analisi incrementale in controllo di spostamenti e, per ciascun passo incrementale, viene eseguita una ricerca iterativa della configurazione di equilibrio ottenuta tramite rilassamento degli elementi deformabili concentrati (cerniere plastiche) nelle sezioni in cui la coppia di valori M-N, V-N toccano la frontiera dei rispettivi domini di interazione. Infatti, per ogni passo incrementale, si effettua una predizione elastica e una correzione “plastica” che, rilassando le cerniere sovrasollecitate, consente di evitare che i suddetti punti M-N e V-N escano al di fuori dei rispettivi domini. Si tratta di un procedimento incrementale-iterativo di soluzione in campo non lineare: per ogni incremento di spostamento si fa una ricerca iterativa di una soluzione che comporti un aumento di deformabilità dell’elemento.

Il software consente analisi pushover, su strutture in muratura di vario tipo, armate, non armate, rinforzate, integrando elementi in c.a. o acciaio che partecipano per la loro parte all’analisi. L’utente ha completa libertà di escludere alcuni elementi o fare in modo che l’analisi si rivolga ad elementi specifici in c.a. o in muratura. Risulta quindi molto “flessibile” e presenta un solutore che permette di modellare rinforzi utilizzando diversi approcci. Una delle cose interessanti sono i molteplici punti di controllo degli elementi, in ciascuno di questi viene fatto un controllo delle sollecitazioni sforzo normale – momento e sforzo normale – taglio, considerando l’effettivo valore di sforzo normale e non il valor medio per meglio simulare il comportamento non lineare.

Modellazione analisi e calcolo alla base del software

IperWall BIM si basa su un approccio metodologico a macroelementi – SEM (Structural Elements Models) – in cui si distinguono, per edifici in muratura, tre categorie di elementi principali: maschi, fasce e pannelli di nodo. Questo permette di associare alla struttura modellata un telaio equivalente, costituito da parti deformabili e parti rigide. Per maschi e fasce si simula deformabilità e resistenza mentre i nodi vengono schematizzati come elementi infinitamente rigidi in ottica di semplificazione computazionale.

Il comportamento della struttura è schematizzato mediante un modello a plasticità concentrata. Ogni asta è schematizzata come una condensazione di due tratti rigidi ed uno deformabile e nei punti di contatto tra questi, sono concentrati tutti i fenomeni di non linearità del materiale.

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IperWall BIM comprende in un’unica soluzione: modellatore, solutore non lineare, analisi modale, analisi statica e sismica, verifiche globali, verifiche locali, rinforzi, import ed export BIM, analisi dei carichi, possibilità di modellare strutture miste e cinematismi locali.

Il modulo aggiuntivo SismoWall consente invece la classificazione sismica degli edifici in attuazione del SuperBonus 110%.

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Per maggiori informazioni su IperWall BIM e sulle altre soluzioni software di Soft.Lab è possibile visitare il sito soft.lab.it, scrivere all’indirizzo comunicazione@soft.lab.it o telefonare allo 0824 87 43 92.