L'input dati inizia con la definizione dei nodi della struttura. Se la maglia strutturale presenta una qualche regolarità a livello di impalcato è utile generare una rete di nodi.
Fig. 1 Per generare una rete di nodi si seleziona il relativo comando dal menu Nodi.
Il modello di esempio ha una distribuzione regolare di nodi in pianta per cui si apre il menu Nodi, si sceglie il comando Genera nodi-Reti e si specifica l'input richiesto nel corrispondente tool, come indicato in Fig. 2, per generare i nodi a quota zero (fondazione).
Fig. 2 Si specifica l'input richiesto nel tool Genera una rete di nodi.
Per completare la generazione di questo gruppo di nodi occorre selezionare il pulsante Applica e quindi chiudere il tool pigiando il tasto ESC. Per avere un maggiore controllo dei nodi così generati si sceglie la rappresentazione assonometrica con il comando Proiezioni del menu Visualizza.
Fig. 3 Vista assonometrica dei nodi.
La pianta dell'edificio del nostro esempio ha una forma derivabile dalla geometria attuale dei nodi, previa eliminazione di una parte di essi. Dal menu Nodi si sceglie il comando Cancella nodi-Gruppo e
Fig. 4 Definizione del rubber sui nodi da eliminare.
si procedere alla cancellazione dei nodi in eccesso individuandoli con un rubber (vedi Fig. 4 e 5).
Fig. 5 Con un rubber successivo si individuano altri nodi da cancellare.
Con i comandi di traslazione dei nodi si impongono gli spostamenti di quelli presenti nella maglia così generata per giungere alla reale geometria della struttura da modellare. Nel tool Sposta, a cui si accede attivando il comando Sposta del menu Nodi, sono disponibili numerose opzioni tra cui quella della traslazione.
Fig. 6 Tool Sposta.
La traslazione di interesse è quella parallela all'asse X globale con passo pari a 0.5 m per cui si impostano tali parametri nel tool Sposta.
I nodi da traslare vengono individuati con un rubber come è illustrato in Fig. 7.
Fig. 7 Con un rubber si selezionano i nodi da spostare nella direzione scelta e della quantità indicata nel tool Sposta.
La disposizione dei nodi ottenuta corrisponde alla maglia del telaio in studio a quota 0.00 m. Da ciascuno dei nodi definiti dovrà spiccare un elemento pilastro per raggiungere i nodi del livello superiore.
Fig. 8 La maglia di nodi del modello in studio.
I nodi del piano di fondazione sono nodi vincolati esternamente. Se si pensa di far interagire la struttura in elevazione con quella di fondazione è necessario vincolare i nodi alla Winkler (no traslazione in direzione X, Y e no rotazione attorno all'asse Z globale) mentre se la struttura è incastrata alla base occorre vincolare tutte le componenti di spostamento. Attivando, nel menu Nodi, il comando Vincola si procede a specificare nel relativo tool le componenti di spostamento da bloccare.
Fig. 9 Tool Vincola Nodi: definizione di vincolo alla Winkler.
Si procede ad individuare, tramite una serie di rubbers, i nodi da vincolare (si procede per gruppi visto la particolare distribuzione in pianta dei nodi). In Fig. 10 si mostra la selezione del primo gruppo di nodi da vincolare. Si completa con la selezione dei nodi restanti con un rubber ulteriore.
Fig. 10 Selezione del primo gruppo di nodi da vincolare. I nodi restanti vengono selezionati con un rubber successivo.
L'operazione di vincolamento dei nodi può essere realizzata in qualsiasi momento della modellazione. In questa introduzione si è scelto di presentarla subito solo per metterla in evidenza.
Fin quì abbiamo visto come realizzare la maglia tipo dei nodi. A questo punto è possibile duplicare tali nodi in direzione Z così da ottenere i nodi a quota del primo piano. A tale scopo si impiega il comando Copia del menu Nodi.
Fig. 11 Tool Copia.
Dopo aver fornito nel tool Copia la direzione di copia (Z), il numero di copie da ottenere (pari ad 1) ed il passo di copia (pari all'altezza d'interpiano), si costruisce il rubber per la selezione dei nodi da duplicare.
Fig. 12 Selezione dei nodi da copiare nella direzione scelta secondo i parametri correnti impostati nel tool.
In questo esempio, la disposizione particolare dei nodi richiede la definizione di due rubbers per la selezione dei due gruppi di nodi da duplicare. Questo procedimento non richiede una speciale attenzione nella gestione dei nodi in questa fase, ma potrebbe complicare le operazioni quando il modello diventa più articolato (nodi su più livelli) e connessi ad elementi (travi, pilastri, setti). Il modo migliore per superare questa complicazione è quello di ricondurre l'insieme generico di nodi ad un insieme selezionabile con un unico rubber. L'obiettivo è raggiunto quando si introducono uno o due nodi in più (che chiameremo ausiliari) utilizzati per definire un unico rubber capace di comprendere tutti i nodi di interesse. Al termine della modellazione i nodi ausiliari vengono cancellati tutti.
Applichiamo, allora, questo concetto e torniamo un attimo indietro. Siamo sul punto di voler duplicare i nodi di fondazione alla quota del primo impalcato. La geometria dei nodi è tale da non poter essere selezionata con un unico rubber e valutiamo che basterebbe introdurre un nodo ausiliario per riuscirci. Introduciamo il nodo ausiliario come copia, ad una distanza opportuna, di un nodo già presente. Con il comando Distanze del menu Nodi si indaga sulla distanza in direzione Y tra la terza e quarta fila di nodi allineati secondo la direzione X. La distanza risulta pari a 5.80 m. Con il comando Copia del menu Nodi si passa all'inserimento del nodo ausiliario. Nella pagina Trasla del tool Copia si seleziona la direzione Y ed il passo pari ad 8.0 m (il passo arbitrario deve essere pari o superiore a 5.80 m).
Con il rubber si seleziona il nodo 23 indicato in figura per completare l'adeguamento della maglia di nodi con l'aggiunta del nodo ausiliario.
Fig. 13 Selezione del nodo da copiare nella direzione Y alla distanza opportuna. Il nodo introdotto (nodo ausiliario) consentirà la selezione con un unico rubber di tutti nodi della maglia.
Fig. 14 I nodi della maglia del modello ed il nodo ausiliario.
Si riparte, ora, con la duplicazione dei nodi di fondazione sino alla quota del piano successivo. Dopo aver fornito nel tool Copia (vedi Fig. 11) tutti i dati richiesti, si definisce il rubber (unico) per la selezione dei nodi da duplicare.
Fig. 15 Con un unico rubber si selezionano tutti i nodi della maglia per la duplicazione a quota dell'impalcato superiore.
L'insieme di nodi ottenuto è organizzato ora secondo una maglia tridimensionale tra cui, nel passo successivo, andremo a connettere gli elementi del telaio in definizione (travi, pilastri, ecc.).
Fig. 16 In figura il doppio strato di nodi: quelli a quota superiore sono stati ottenuti per duplicazione in direzione Z a partire da quelli a quota inferiore.
Prima di procedere oltre, decidiamo di archiviare la versione corrente del modello per cui attiviamo il comando Salva del menu File ed assegnamo il nome al progetto.
Nella Fig. 16 si distinguono i nodi di fondazione, a quota inferiore, da quelli del primo livello. La distinzione in questo caso appare anche dal punto di vista grafico in quanto i primi sono stati vincolati alla Winkler mentre gli altri sono nodi liberi. Per scegliere il tipo di rappresentazione dei nodi in funzione del vincolamento assunto si possono impiegare le opzioni disponibili nella pagina Setup Grafici Output del comando Preferenze.
La duplicazione dei nodi non si interessa del vincolamento dei nodi che vengono generati sempre liberi.