Panoramica
C.S.E. (Connection Study Environment) è un importante ed ambizioso progetto software in fase di sviluppo da parte di Castalia s.r.l.. Scopo del programma è quello di fornire un ambiente di lavoro adatto al progetto, alla verifica ed al disegno dei collegamenti delle strutture in acciaio.
Lo studio dei collegamenti presenta aspetti di formidabile complessità, e può essere considerato attualmente uno dei principali scogli da superare per la automazione della progettazione.
Il problema dei collegamenti può essere visto secondo due aspetti: il disegno ed il calcolo.
Il disegno dei collegamenti può essere fatto in maniera efficiente esclusivamente attraverso la gestione tridimensionale dei solidi che compongono il collegamento stesso. Per disegnare un collegamento è in linea di principio sufficiente generare una lista di oggetti tridimensionali convenientemente collocati, , e restituire graficamente gli oggetti con opportuni algoritmi di hidden surface. A ciò deve essere aggiunta la possibilità di generare immagini ottenute intersecando il collegamento con opportuni piani secanti.
L'approccio tridimensionale consente di eliminare il problema della coerenza delle rappresentazioni che è alla base della macchinosità dei controlli che, ad oggi, la maggior parte dei team di progettazione è costretta a fare.
Sebbene il disegno dei collegamenti sia un problema complesso, molto più complesso è il problema del calcolo dei collegamenti, e ciò per varie ragioni:
1.Non esistono regole univoche per calcolare una unione semplice, essendo accettabili schemi diversi purchè equilibrati;
2.Non esistono regole univoche per calcolare la quotaparte di sollecitazione trasferita ad una unione semplice in presenza di più unioni semplici collaboranti;
3.L'aggiunta o la rimozione di un componente può modificare notevolmente il quadro dello stato di sforzo;
4.Il medesimo componente può funzionare in maniera totalmente diversa a seconda del contesto in cui è inserito;
Lo studio ed il calcolo dei collegamenti rappresenta uno degli aspetti che rende le strutture in acciaio più complesse da calcolare di quelle in c.a.. Ad oggi sono stati proposti approcci al calcolo di tipo estensivo (creazione di un certo numero di collegamenti tipici validi in ambiti limitati), mentre non esistono approcci intensivi sufficientemente generali. Il peggior difetto dell'approccio estensivo al calcolo automatico è la rigidità, che non consente a chi usa il programma né di aggiungere nuovi collegamenti, né di variare o arricchire quelli esistenti.
I requisiti che un programma di calcolo dei collegamenti di tipo intensivo dovrebbe avere sono i seguenti:
•Possibilità di definire in maniera generale il collegamento tra n membrature (generalità)
•Possibilità di realizzare il collegamento aggiungendo o togliendo componenti elementari in modo libero (flessibilità)
•Possibilità di definire le leggi di comportamento del singolo componente in maniera libera, facendo sì che il codice di calcolo "apprenda" come eseguire il calcolo (ampliabilità, personalizzabilità)
•Possibilità di eseguire controlli di coerenza che impediscano la creazione di collegamenti inefficienti o che ne svelino l'inefficienza in base al calcolo (sicurezza, coerenza).
Il progetto CSE è stato intrapreso per cercare di creare uno strumento che soddisfacesse almeno in parte (la più ampia possibile) questi requisiti, in modo da apportare una considerevole semplificazione alla pratica progettuale. Sul Supplemento al numero 32 della rivista Analisi e Calcolo, nell’Ottobre 2008 è comparso un articolo che fa il punto sul progetto al settembre 2008 e che può essere utile per avere un quadro complessivo chiaro dell’intero progetto CSE. Si tenga presente che tale articolo riferisce dei progressi del programma fino all’ottobre 2008, si leggano le Note di rilascio per informazioni coerenti con la versione attualmente in uso.
CSE riesce a sollevare il progettista da una mole notevolissima di calcoli molto soggetti ad errori, poiché si incarica di eseguire automaticamente tutti i calcoli che servono a trasferire correttamente le azioni dall’estremo delle aste a tutti i componenti facenti parte delle unioni (ripartendo opportunamente le azioni tra i vari componenti), naturalmente aggiungendo tutti i momenti di trasporto del caso e senza “buttare via” alcuna componente di sforzo. E’ un lavoro che, come ben sa chiunque lo abbia fatto almeno una volta, è estremamente pesante, difficile e soggetto ad errori, completamente automatizzato da parte del programma. Un risultato davvero molto importante.
CSE rappresenta un serio sforzo per risolvere in modo ingegneristicamente accettabile tutte le problematiche legate al calcolo dei collegamenti delle strutture in acciaio. E’ un progetto di impegno strategico e che sarà certamente ulteriormente ampliato e potenziato nel corso dei prossimi anni.
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