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Titolo: Modellazione tensostruttura a membrana

Mi è giunta richiesta di progettare una tensostruttura a membrana a pianta 
triangolare con una serie di cavi formante una griglia i cui elementi sono 
rombi. Essa è agganciata a 3 piloni nei vertici del triangolo.
La tensostruttura per me è una novità.
Come la modellereste?
Pensavo di (usando Straus) modellare la griglia di cavi come appunto 
elementi CABLE, caricare la struttura con forze direttamente applicate nei 
punti del reticolo grigliato (facendo tutte le opportune analisi dei 
carichi), cioè gestendo a mano tutte le condizioni di carico e loro 
combinazioni.
In tal modo non inserisco l'elemento membrana e la struttura viene vista 
esclusivamente come insieme di fili.
Poi, giacchè i CABLE sono per loro natura soggetti a grandi deformazioni, 
non ha senso fare analisi lineari, ma occorre un Analisi di Buckling in 
grandi spostamenti. Il punto è che con essa non ho info in lettura per le 
tensioni dei CABLE (lo feci una volta con Straus per modellare dei tiranti 
di sostegno per una spaziale a sbalzo...ma alla fine dovetti sostiuire dei 
TRUSS salvo poi verificare che fossero effettivamente TESI e non COMPRESSI), 
oltre al fatto che dovrei stabilire le PRETENSIONI e calcolare le successive 
cadute per RILASSAMENTO.
Suggerimenti? Qualcuno ha affrontato qualcosa di simile?
C'è qualche dispensa in rete sul metodo di calcolo (mi pare facciano 
riferimento a catenarie con equazioni differenziali di grado superiore) e la 
modellazione di tensostrutture?
L'unico libro che conosco sull'argomento è il FOTI/MATILDI/SOLAZIO, del 1972 
ed ovviamente introvabile.
Antonio 

Se riesci a trovarlo in qualche libreria, ti consiglio di cercare
"TENSOSTRUTTURE PROGETTO E VERIFICA", di Massimo Majowiecki. Secondo me
è il libro perfetto per avere le basi di ciò che intendi fare.

Io ho una bella dispensa!
A dire il vero non l'ho approfondita gran che ma è uno di quei
documenti che ho raccolto nel tempo!
La puoi scaricare al seguente link:
www2.mech.kth.se/~gunnart/TibertLicThesis.pdf
P.S. mi raccomando facci sapere se è un documento utile!

P.P.S.: mi raccomando ... fatti pagare! Al massimo se la dispensa che
ti ho indicato non dovesse servirti per i tuoi calcoli ... puoi sempre
stamparne una copia e mettergliela davanti se dovessere storcere il
muso sul prezzo! E' uno stratagemma che funziona abbastanza bene!
:-))))) Ciao e buon lavoro!

 rombi. Essa č agganciata a 3 piloni nei vertici del triangolo.
A noi e pervenuta la stessa richiesta
fosse lo stesso cliente ?
ciao
gd

Una nota sulla modellazione dei cavi con elementi trave:
è possibile solo se la configurazione finale è molto vicina a quella 
iniziale (stralli ad esempio), non con elevato sagging. Infatti il cavo 
porta il carico perchè si deforma. Il meccanismo della trave è invece 
diverso.
In grandi spostamenti si può procedere iterativamente.
Infine, utilizzando solo bielle, la struttura è labile.
andrea

è il libro perfetto per avere le basi di ciò che intendi fare.
GRAZIE! Era l'altro testo che avevo sfogliato nell'azienda in cui ero fino a 
qualche mese fa, ma solo perchè Majowiecki c'entrava qualcosa con il 
PalaArgento di Napoli , in cui voleva entrare l'azienda... Volevo sapere se 
qualcuno lo conosceva e conosceva la qualità del libro.
Caso mai ripasso lì e faccio qualche fotocopia... 

 gd
Ciao Gerry. Beh, dipende. A me ha chiesto il favore un mio collega ed amico. 
Io sto a Napoli, però di preciso non so dove va realizzata la 
tensostruttura. Tu pure sei in zona? 

 ha scritto nel messaggio
news:e7ut7f$d7m$1...@nntp.aioe.org...

Finalmente note tecniche! ;-)
Se non ho capito male dici di modellare i cavi come TRAVI non BIELLE, ma
BEAM (che però si beccano e trasferiscono momento agli estremi). Io mi
aspetterei un comportamento di tutti pendolini...
In grandi spostamenti cosa vuol dire pocedere iterativamente?
Io, per non saper nè leggere nè scrivere, o userei elementi CABLE e lancerei
un Analisi di Buckling in grandi spostamenti (con gli handicap di cui dicevo
prima...cioè dando la PRETENSIONE ai cavi e non avendo accesso alle cadute
di tensione e alle tensioni effettive. Con Straus l'Analisi di Buckling mi
fornisce solo dati sulla deformata...se ben ricordo...); oppure userei
elementi TRUSS lanciando Analisi Statica Lineare e iterativamente togliere
dalla struttura tutti quegli elementi che dovessero risultare compressi...o
meglio, ora che ci penso, se do una pretensione di 14000 kg/cmq (tipo
trefoli per C.A.P.) posso anche non eliminarli finchè l'effetto della
compressione non sia tale da annullare la pretensione.
Con il difetto però di leggere i risultati in Analisi Statica Lineare (vento
e cavi in realtà sono altamente dinamici con vibrazioni per una struttura a
peso NULLO, e per di più in grandi spostamenti).
E come dicevi tu, in ogni caso la mia struttura sarebbe labile sia per 
inserimento di soli elementi CABLE che di soli elementi TRUSS...e modellando 
dei BEAM che portano flessione agli estremi non sono convinto di AZZECCARE 
il modello...
Cosa ne pensi?


www2.mech.kth.se/~gunnart/TibertLicThesis.pdf

Alding, il link non funziona. Magari me lo puoi inviare via email quel 
documento...
Grazie!

 Cosa ne pensi?
Cosa significa pretensionare un cavo? Sostanzialmente cambiarne la forma o
la lunghezza.
Prova a pensare a un singolo cavo: a parita' di carico se vuoi aumentare la
forza nel cavo devi accorciarlo (se i vincoli di estremita' sono fissi)
oppure spostare uno dei vincoli cambiandone la forma.
Usando elementi cavo la struttura non e' labile.
Non ti posso dare dritte direttamente sulla modellazione su strauss perche'
non l'ho mai usato.
andrea mordini
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 ha scritto nel messaggio 
news:6iKog.20118$zy5.4...@twister1.libero.it...


 Mi è giunta richiesta di progettare una tensostruttura a membrana a pianta
Chiedo un inf mosso da curiosità... perché ti fanno progettare cose che si
comprano chiavi in mano alla stregua del legno lamellare?


Che dire...2 indizi fanno una prova.
Cmq, tu per la modellazione hai i miei stessi dubbi, o hai già progettato 
cose simili? 

 ha scritto nel messaggio
news:44a45fb7$0$10054$4faf...@reader3.news.tin.it...

Non lo so. :-)
L'azienda che l'ha proposto non fa tipicamente tensostrutture, quindi non ha 
le competenze nè personale tecnico per offrire il servizio chiavi in mano.

 configurazioni geometriche ad essere piu' importanti.
Già. Le catenarie, appunto. Mi pare che il cavo resista secondo il principio 
della minima energia potenziale...
Ed in generale la tensostruttura ha il comportamento della bolla di sapone.
Non ricordo dove ho letto una cosa del genere...e non ricordo se il concetto 
è più o meno questo che ho descritto.

Non è un problema di Straus...è un concetto di modellazione.
Pensa al reticolo di cavi. La griglia è di elementi quadrilateri. Di fatto i 
cavi sono vincolati alle estremità ed all'interno nei vertici della griglia 
poggiano gli uni sugli altri. Quindi i nodi interni non sono cerniere. Di 
fatto, ogni cavo è di lunghezza pari ad n volte il lato della celletta 
interna.
Quindi, se applico dei PESI ai nodi interni, la struttura viene tirata giù e 
i cavi dovrebbero risultare delle spezzate tutte tese. Se applico delle 
FORZE LATERALI (effetti da sisma, cioè accelerazione delle masse da neve, e 
vento) qualsiasi nei nodi allora le celle quadrilatere possono deformarsi 
nel loro piano ed essere labili (manca il puntone) ed in grandi spostamenti.
Io ho bisogno di replicare questi effetti senza far leggere al software 
cerniere interne, dando la giusta estensibilità al cavo e annullarne o quasi 
la resistenza flessionale.
Nel primo tentativo di modellazione, i cavi sono stati tutti spezzettati 
proprio nei punti in cui si intersecano secondo la griglia, proprio perchè 
applicando una forza in un vertice la coppia di cavi intersecantisi deve 
subire nel vertice lo stesso spostamento. Dunque, bisogna imporre equazioni 
di congruenza agli spostamenti e non alle rotazioni. Di fatto CERNIERE 
INTERNE.
Ecco, ci sono arrivato.
Però, ho ricevuto dal software (usando elementi CABLE) l'errore di matrice 
singolare, cioè equazioni linearmente dipendenti = labilità.
Se modello i cavi come TRUSS ottendo la stessa risposta, perchè la mia 
struttura sta tutta in un piano e gli elementi non sono triangolari. Quindi, 
in una analisi spaziale è labile sia per geometria che per carichi esterni.
Stamattina passo alla biblioteca della facoltà e mi fotocopio qualche pagina 
del Foti/Matildi/Solazio... se me lo consentono. Ho chiesto ad alcuni prof. 
(tra cui  Mazzolani) e mi han detto tutti di non aver mai progettato una 
tensostruttura... Quindi devo fare da me ed in breve tempo... :-( 

 cose simili?
Si vede che non conosci Gerry D'Anza.
Prova a cercare in rete il programma Forten oppure vai sul sito
http://www.forten32.com/
ciao
P.S.: Colgo occasione per salutare Gerry.
-- 
Posted via Mailgate.ORG Server - 
http://www.Mailgate.ORG

 mano.
Te lo chiedo perché qua è prassi farsi far tutto alla ditta che venderà il 
prodotto e poi cambiar le testate ^_^ certi settori hanno talmente tanta 
specializzazione che a volte conviene servirsi dell'ufficio di progettazione 
interno altrimenti bisogna combattere con esigenze particolari ecc ecc 

 P.S.: Colgo occasione per salutare Gerry.
L'unico Gerry che conosco tra i colleghi via web č il collaboratore della 
SoftLab (IperSpace). Ma solo xkč ho letto qualche suo post sul forum della 
Soft Lab. E' la stessa persona? 

 particolari ecc ecc
So cosa intendi. L'azienda dove lavoravo fino a qualche mese fa ha la 
progettazione interna, giacchè ha sistemi di nodi per le reticolari spaziali 
da essa brevettati e con tanto di prova di laboratorio certificante la 
funzionalità di completo ripristino del nodo. Sicchè, a parte la 
modellazione il calcolo teorico, il pacchetto asta-terminale-nodo è 
caratteristico sia per deformazioni che per resistenza del particolare 
sistema in produzione.
Offrivamo la progettazione architettonica e strutturale come prestazione "a 
perdere" pur di poter vendere le spaziali, e spesso alle progettazioni non 
seguivano i lavori. Il mercato è così...anche le aziende non si fanno pagare 
la progettazione. Ma è così inutile e così difficile far capire al cliente 
che lo strutturista è un "male necessario"???
Lasciamo stare...altrimenti si apre un flame con le solite discussioni che 
finiscono male... 

> 
http://www.forten32.com/
O cacchio! Sono andato su 
www.forten.com
. Mi trovo di fronte al guru delle 
tensostrutture?
Gerry...mica potevo immaginare...
Lungi da me entrare in competizione. Forten lo produci tu? 

 Soft Lab. E' la stessa persona?
No. Questo invece è colui che da parecchio tempo cura lo sviluppo
dell'unico (mi sembra) programma commerciale italiano che tratta di
tensostrutture.
Tutti gli altri programmi, anche se italiani, sono cose private, come i
programmi per tensostrutture usati dalle ditte del settore (leggi
Canobbio et altri) o le procedure di majoweki che vengono pubblicizzati
come facenti parte di WinStrand ma se chiedi ti rispondono che per
quanto riguarda i moduli per il calcolo di tensostrutture si deve
chiedere il permesso al professore.


 wrote in message
news:44a45fb7$0$10054$
4faf...@reader3.news.tin.it

Non e' cosi semplice come pensi.
Immaginati di essere tu il progettista di un impianto sportivo e ti sia
stato richiesto di prevedere una bella copertura a membrana, insomma una
tensostruttura.
Intanto trattasi di una struttura non standard cioe' non rientrante
nella categoria dei gazebo a tenda; devi procedere tu alla progettazione
sia della "forma" che della sostanza.
Puoi certamente pensare di far progettare la parte di copertura da una
ditta specializzata che darebbe la copertura completa "chiavi in mano" e
potresti pure ottenere da parte della ditta scelta gli elaborati di
progetto ai quali ti basterà soltanto cambiare la testata.
Poi il lavoro va in appalto, vince l'appalto una impresa "tizia", questa
riceve da parte del direttore dei lavori il "suggerimento" di rivolgersi
per la copertura alla ditta "membrane e co". L'impresa però ritiene di
dover estendere le sue ricerche di mercato e trova una ditta
"concorrente & figli" che offre lo stesso prodotto ad un 50% in meno.
L'impresa andrà dal concorrente e da suo figlio.
Domanda: in base a quale garanzie la ditta "membrane e co" sarà disposta
a fornitrti disegni e calcolazioni nella fase di progettazione?


 tensostrutture.
Saluti ad Antonio e gio
e purtroppo si, in entrambi i casi sono sempre io
ciao
gd

Arrivo un po' in ritardo, ma spero di essere utile.
Diverso tempo fa mi sono cimentato anch'io nel calcolo di una tenso
struttura (rappresentabile come una superficie curva spaziale).
Ricordo di aver utilizzato elementi beam collegati tra loro.
Per risolvere il problema della labilità avevo introdotto delle molle
verticali di rigidezza molto piccola. In questo modo si rende non singolare
la matrice di rigidezza.
Per quanto riguarda lo studio nel caso di elevata deformabilità non
scomoderei un'analisi di buckling (... soprattutto se il proprio software
non la supporta :)) )
Userei invece un metodo simile al P-Delta classico: in seconda analisi basta
applicare nei nodi (con segno cambiato) le reazioni, seppur piccole, dei
vincoli ausiliari introdotti. Il nuovo risultato delle reazioni dei vincoli
ausiliari aumenterà di poco. Con le nuove reazioni, cambiate di segno, si
esegue poi un'altra analisi. Il metodo dovrebbe essere rapidamente
convergente.
Gianluca

La modellazione FEM comunque è un bel problema in genere
perche la tensostruttura e' di fatto una struttura in cui 
geometria+pretensione
forniscono l'adeguata rigidezza
Ora modellare una tenso che sia in membrana o rete di funi e necessario 
partire da alcuni considerazioni
di natura geometrica e di equilibrio delle superfici in pura trazione.
Vi sono vari modi per risolvere il problema alcuni in forma chiusa usando il 
paraboloide iperbolico e porzioni di superfici
di questa e varianti in cui l'equilibrio iniziale si determina facilmente 
imposto il tiro di bordo.
Purtroppo per superfici libere o forme piu complesse le difficolta' 
aumentano e di fatto si ricorre metodi ed algoritmi numerici
i due piu famosi sono la densita' di forza ed il rilassamento dinamico.
Una volta determinata la configurazione iniziale di equilibrio con la dovuta 
pretensione si puo' partire ad efettuare l'analisi strutturale
vera a propria attraverso il FEM con modelli  cutoff-bar (truss con limitata 
capacita a compressione o nulla ) e nodi vincolati alla rotazione
oppure elementi triangolari per le superfici
L'analisi da fare e ovviamente nonlineare sia in campo geometrico (grandi 
spostamenti) sia in campo di materiale (capacita a compressione nulla degli 
elementi)
e non e detto che converga sempre a soluzione.
Alcuni ing che ho conosciuto hanno fatto anche la fase iniziale di 
stabilizzazione direttamente con il fem in grandi spostamenti ed e di fatto 
una strada percorribile
ma in genere per modelli semplici e di forma nota gia in fase di input , 
purtroppo richiede lunghi tempi sopratutto se poi si deve cambiare 
configurazione geometrica per un qualsiasi motivo.
ciao
gd

 Non e' cosi semplice come pensi.
Capisco quello che vuoi dire, può capitare è vero, ma con un po' di ingegno
si riesce ad avere un fornitore cocorrenziale, ma è vero pure il contrario:
un ing digiuno di tutto che s'inventa progettista e compie errori madornali
che ne so disegna cose irrealizzabili per la produzione di serie con
conseguenti riserve, varianti, maggiorazione dell'importo e perdita del
ribasso...

L'ora tarda porta a scrivere qualche inesattezza...
Chiaro che le molle traslazionali da imporre nei nodi delle beam in genere
saranno nelle tre direzioni spaziali, non solo in verticale.
Si possono usare solo molle verticali nel caso la maglia del reticolo sia
triangolare.
Gianluca

 ribasso...
.. e' accaduto. Una copertura di un impianto sportivo "irrealizzabile".
Il costo della progettazione di una copertura a membrana si aggira
intorno agli 8-10€ al metroquadrato, in proiezione orizzontale, di
superficie coperta.
Le ditte che lavorano i "tessuti" per le membrane si appoggiano a
professionisti esterni (salvo qualcuna che ha apposito studio tecnico
all'interno) e caricano tale costo (di progettazione) sul prezzo al
metroquadro della copertura. Tieni conto che oltre a condurre le varie
verifiche di resistenza e di stabilità, il consulenti delle ditte
forniscono anche i piani di taglio delle membrane, i dettagli delle
giunzioni delle membrane, dei rinforzi dei lembi e i dettagli dei cavi ,
degli stralli dei cavalletti ecc ecc.
Se ti rivolgi ad una di queste ditte in fase di progettazione potrai
solo ottenere delle indicazioni di massima, quelle che possono fornirti
senza il ricorso al professionista, cioe' senza il calcolo. Praticamente
nessuna ditta specializzata eseguirà il calcolo per te sostenendone i
costi se non ha la certezza di poter poi fare il lavoro.
ciao
