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Metodo degli Elementi Finiti (FEM)
Il Metodo degli Elementi Finiti (FEM) è una tecnica numerica che consente di analizzare il comportamento strutturale attraverso la suddivisione del modello in una mesh di elementi discreti. Questo approccio consente di modellare con elevata precisione strutture complesse di qualsiasi natura: edifici interamente in cemento armato o acciaio, strutture miste in cui la muratura coesiste con telai intelaiati in c.a. o acciaio senza necessariamente risultare preponderante.
Il metodo FEM si affianca al consolidato approccio pushover a telaio equivalente, riferimento ideale per gli edifici in muratura per la sua capacità di cogliere comportamento non lineare e dissipazione. La scelta tra i due moduli dipende quindi dall’appropriatezza tecnica, non dalla preferenza: ogni struttura ha lo strumento di analisi più adatto.
Analisi Statica FEM
L’analisi statica agli elementi finiti consente di valutare il comportamento della struttura sotto azioni statiche, operando direttamente sul modello digitale. Il metodo permette di analizzare nel dettaglio i singoli elementi strutturali, individuando le zone maggiormente sollecitate e garantendo al tempo stesso una lettura complessiva del sistema resistente.
Questa tipologia di analisi è particolarmente adatta a strutture complesse o irregolari e consente verifiche su elementi in muratura, cemento armato e acciaio.
Interpretazione della normativa
Negli ultimi anni, abbiamo assistito a notevoli progressi nell’ambito dei calcoli sismici grazie all’avanzamento degli approcci numerici. Questo sviluppo è stato alimentato dalla ricerca scientifica e dalla crescente potenza di calcolo dei moderni PC. Tuttavia, c’è un aspetto che non ha seguito questa evoluzione: le procedure di calcolo statico sono rimaste sorprendentemente invariate. Esaminando le attuali normative, ci accorgiamo che gli approcci sono rimasti sostanzialmente gli stessi nel DM del 1987. È lecito domandarsi quali limiti siano impliciti in procedure così datate e se sia possibile eseguire calcoli più sofisticati, pur rimanendo in linea con le normative attuali. Le normative consentono l’utilizzo di approcci di comprovata validità, aprendo la strada a calcoli basati su elementi finiti FEM che sfruttano appieno la potenza computazionale dei moderni PC. Questo permette di ottenere risultati più precisi e affidabili.
Analisi Sismica FEM
L’analisi sismica agli elementi finiti si basa su un approccio dinamico lineare con spettro di risposta, utilizzato per valutare le azioni sismiche agenti sulla struttura e verificarne la risposta. Il metodo considera in modo integrato tutti gli elementi strutturali — muratura, cemento armato e acciaio — secondo le rispettive caratteristiche meccaniche.
È particolarmente indicato per strutture miste e complesse dove la muratura non è l’elemento principale, la presenza di materiali e schemi strutturali differenti richiedono un’analisi coerente dell’intero sistema. È possibile eseguire le verifiche per la muratura, acciaio e cemento armato.
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RELATORE/I: Ing. Paolo Palma (STADATA)
