Negli ultimi due anni i software di calcolo STS hanno conosciuto un rinnovamento generale dell'ambiente di progettazione, dal solutore alle verifiche, dalle analisi sismiche al disegno ferri.
L'implementazione dell'analisi sismica di tipo Push-Over ha inoltre richiesto una potenza di calcolo notevolmente incrementata allo scopo di contenere i tempi di calcolo, ed a tal scopo è stato messo a punto un nuovo solutore che rappresenta il meglio dello stato dell'arte in materia. Di seguito si riporta l'elenco delle principali innovazioni che saranno introdotte nella rel. 2005 e 2006 del CDSWin, alcune delle quali saranno gratuitamente comprese nell'aggiornamento del programma, mentre altre, essendo dei veri e propri moduli nuovi del software, potranno essere acquistate separatamente. Nuovo Input per Impalcati.
È stato profondamente innovato e potenziato. Tra le tante innovazioni si segnalano: - Possibilità di lavorare contestualmente su tutta la struttura direttamente in modalità 3d con rendering fotorealistico. È infatti possibile adesso visualizzare in qualunque momento l'intera struttura anzichè il singolo piano.
- Possibilità di lavorare in pluri-finestra (secondo la configurazione scelta dall'utente) con aggiornamento contestuale di tutte le finestre (sia quelle di singolo piano che quelle di prospettiva globale).
- Potenziamento delle fasi di osnap sul dxf con indicazione “precoce” del punto di osnap e tracciamento delle entità che determinano l'osnap stesso.
- Nuovi osnap: punto vicino, punto ortogonale, centro arco/cerchio, tangente arco/cerchio, prolungamenti allineamenti rette, osnap automatico.
- Potenziamento delle fasi di input degli elementi strutturali secondo modalità puramente CAD.
- Nuova modalità grafica di creazione di elementi strutturali senza preventiva definizione dei fili fissi di appoggio, con aggancio diretto degli oggetti strutturali su un eventuale dxf architettonico.
- Possibilità di inserimento di nuove tipologie sezioni in c.a. (due tipologie di travi di colmo, T diretta e sezione a C sx) e gestite tutte le forme die sezione pre-definita in archivio per il calcolo S.L.U..
- Fasi di zoom dinamico, panning e rotazione della struttura sempre in linea tramite i bottoni e la rotellina del mouse, con animazione veloce.
- Rappresentazione fotorealistica del foro nei setti (adesso è possibile vedere attraverso il foro del setto).
- Selezione al volo di qualsiasi elemento tramite click sulla vista 3d dell'intera struttura, con cambio automatico della quota attiva, e con evidenziazione grafica dell'elemento selezionato.
- Graficizzazione dei carichi o degli elementi secondari (solai, scale, tamponature, ecc..) tramite trasparenze.
- Possibilità di scostamento verticale di singole travi di un piano per creare direttamente le travi di interpiano (senza necessità di definire alcuna ulteriore quota di interpiano!), con creazione automatica dei nodi intermedi dei pilastri.
- Nuova procedura per l'input dei ballatoi di geometria qualsiasi, con aggancio automatico su travi multiple.
 Visualizzazione risultati
- Nuova procedura per visualizzare ed interrogare su finestra indipendente i grafici delle sollecitazioni aste.
- Nuova procedura per la visualizzazione dei diagrammi di interazione delle aste in c.a. con le effettive armature di esecutivo.
Nuovo solutore
Il nuovo solutore STS di terza generazione denominato “WarpSolver” si affianca all'affidabile, tradizionale ed ancora prestante solutore “SkyLineSolver” di seconda generazione.
Le capacità di “number crunching” del “WarpSolver” di CDSWin sono straordinarie e confermano ed ampliano la superiorità sinora detenuta dal CDSWin in questo ambito. Senza scendere troppo nel dettaglio, basti pensare che una struttura a piastra di 150.000 gradi di libertà viene fattorizzata in appena 9 secondi su un PC entry level dotato di processore AMD 2600 e 512 Mbyte di Ram. In altre parole ancora una volta si dimostra l'eccellenza della tecnologia STS, dato che il WarpSolver raddoppia la velocità dei più prestanti solutori di terza generazione e stacca un tempo di circa 100 volte inferiore a quello del pur ottimo “SkyLineSolver” (che, per inciso, è circa tre volte più veloce degli altri solutori di seconda generazione).
Il CDSWin WarpSolver è inoltre dotato di un accurato controllo della soluzione, a mezzo di appositi algoritmi, tra cui quelli per il calcolo del numero di condizionamento e del raffinamento iterativo della soluzione.
Analoghi avanzamenti sono stati ottenuti nell'ambito della ricerca degli autovalori, particolarmente velocizzata nel caso di analisi sismiche nodali che possono richiedere un numero molto elevato di autovalori in funzione della tipologia strutturale. Le nuove funzioni di ricerca degli autovalori sono mediamente 20 volte più veloci nel “WarpSolver” rispetto allo “SkyLineSolver”. Infine un ulteriore vantaggio del nuovo solutore consiste nella crescita della dimensione della struttura calcolabile: il “WarpSolver” può tranquillamente risolvere strutture nell'ordine dei milioni di gradi di libertà.
Progetto in alta duttilita'
La versione 2005 del CDSWin permette il calcolo di strutture ad alta capacita' dissipativa (ovvero in classe di duttilita' ‘A'). Il programma e' infatti in grado di applicare automaticamente i criteri del capacity design, ovvero il rispetto delle gerarchie delle resistenze, onde proteggere gli elementi strutturali dalle rotture fragilia taglio e a prevenire la formazione di cerniere plastiche nei pilastri.
 Riverifica Strutture - Lineare e Non Lineare
Una delle novità di maggior rilievo del CDSWin è rappresentata dal modulo per la riverifica delle strutture esistenti. Tale riverifica può essere effettuata tramite un semplice calcolo lineare (confrontando i valori ultimi delle sollecitazioni con le caratteristiche della risoluzione elastica), ovvero attraverso un calcolo statico non lineare Push-Over. A tal scopo il CDSWin è stato dotato di apposite procedure per la definizione in input delle armature sia nelle fasi travi e pilastri (in input per impalcati), sia nella fase aste3d (in input spaziale). Anche per questi nuovi comandi sono presenti le consuete fasi di copiatura e cancellazione.
Le armature da considerare nella riverifica possono anche essere definite dall'utente graficamente nella fase di disegno ferri; in tal caso il CDSWin le traformerà automaticamente nel formato richiesto dal modulo di calcolo.
Sono state inoltre implementate nuove procedure per il calcolo e la visualizzazione dei domini di resistenza delle sezioni in c.a. e per la visualizzazione dei risultati della PushOver..
 Analisi statica non lineare PUSH-OVER
La forza bruta del nuovo solutore “WarpSolver” sarebbe inutile se non fosse finalizzata ad affrontare le nuove e più complesse tecniche di simulazione numerica imposte dalla progressiva evoluzione delle conoscenze nell'ambito della ingegneria sismica.
L'analisi statica non lineare Push-Over è senz'altro una delle novità di maggior rilievo introdotte nella versione 2005 del CDSWin. Tutte le normative tecniche più avanzate permettono infatti l'utilizzo di analisi più raffinate delle classiche analisi sismiche lineari, sia statiche che dinamiche modali, che sono le uniche a tutt'oggi utilizzate in Italia.
L'analisi PushOver è un'analisi statica incrementale che permette sia la verifica di strutture esistenti che la ottimizzazione nella progettazione di nuove strutture .
Verifica esistente
L' analisi PushOver è in pratica la via obbligata nel caso di verifiche di edifici esistenti progettati solo per i carichi verticali. In questo caso infatti una verifica elastica risulta generalmente troppo penalizzante e di scarso interesse tecnico. Solo una analisi non lineare è in grado di valutare in maniera realistica il grado di sicurezza della struttura nei confronti del sisma.
Il risultato sintetico che esprime la sicurezza dell'edificio, richiesto dalla nuova normativa, è la cosiddetta “PGA limite” ovvero il valore di accelerazione al suolo massimo compatibile con un determinato livello di danneggiamento della struttura (prestazione). La PGA limite va poi confrontata con il valore di “PGA attesa”, ovvero con il valore di Ag del sito .
Verifica di nuove strutture
Nel caso della progettazione di nuove strutture l'analisi statica non lineare può essere vantaggiosamente usata come metodo di ottimizzazione della risposta strutturale nei confronti del sisma, poiché permette di conoscere il probabile meccanismo di collasso della struttura. Il progettista è quindi messo in condizione di distribuire le resistenze ultime dei vari elementi in modo tale da ottenere, tra tutti i possibili, il meccanismo globale di collasso che rende massima la dissipazione di energia sismica.
Tale metodo permette quindi di giustificare a posteriori il fattore di struttura utilizzato e risulta più razionale nell'applicazione della filosofia del capacity design, di quanto non lo sia la progettazione in classe di duttilità A. La classe di duttilità A, infatti, se applicata “a tappeto” può portare talvolta a dimensionamenti inutilmente onerosi .
Caratteristiche del solutore PUSH-OVER del CDSWin
Le principali caratteristiche del solutore push-over sono:
- Analisi incrementale di tipo “event by event” che tiene conto del collasso dei vari elementi strutturali, man mano che questi si verificano, valutando anche la necessaria ridistribuzione delle azioni attraverso la tecnica dello scarico generale. Sono tenuti in conto gli effetti P-Delta con l'eventuale softening della risposta strutturale.
- Modellazione degli elementi asta di tipo elastoplastico a plasticità concentrata e duttilità limitata. Le cerniere plastiche sono localizzate nelle sezioni critiche e vengono caratterizzate in funzione del tipo di materiale, della geometria e, per le aste in c.a., in base anche alle armature presenti. Sia i valori resistenti ultimi per i vari tipi di sollecitazione, che le capacità rotazionali delle cerniere vengono calcolate in base alla nuova normativa sismica ed agli eurocodici . 
Per le sezioni in c.a. è possibile tenere in conto del confinamento delle staffe ai fini della valutazione della resistenza e deformazione ultima del calcestruzzo conformemente alle più recenti teorie riportate nelle nuove versioni degli eurocodici EC2 ed EC 8. Oltre ai meccanismi duttili sono tenuti in conto anche i meccanismi fragili quali ad esempio il meccansimo di collasso a taglio per gli elementi in c.a., l'instabilità per la aste in acciaio ed il collasso dei nodi non confinati delle strutture in c.a.
L' analisi Push-Over permette di :
- valutare i rapporti di sovraresistenza ‘AlfaU/Alfa1'
- verificare l'effettiva distribuzione della domanda inelastica negli edifici progettati con un determinato fattore di riduzione ‘q';
- progettare gli edifici di nuova costruzione in alternativa ai metodi di analisi lineari;
- valutare la capacità di edifici esistenti.
L'analisi Push-Over fornisce il meccanismo di collasso con la progressione della formazione delle cerniere plastiche ed il loro impegno in termini di deformazioni anelastiche.
Nella figura viene mostrato il meccanismo di collasso di un telaio in acciaio con controventi dissipativi eccentrici. Le cerniere plastiche sono colorate in base al loro impegno in termini di deformazioni anelastiche. Valori più scuri evidenziano una maggiore domanda in termini di deformazioni plastiche. Si può vedere come le zone di dissipazione plastica sono localizzate sugli elementi di controvento deputati a tale scopo mentre risultano protette le colonne .
 Mentre per l'acciaio l'analisi non lineare dipende solamente dalla geometria delle sezioni e dalle caratteristiche meccaniche del materiale, per le verifiche delle strutture in c.a. è necessario conoscere le armature. Si tratta quindi di una riverifica in base alle armature di progetto nel caso di nuove costruzioni, mentre per gli edifici esistenti è necessario definire le armature nelle sezioni con le nuove fasi di input.
Le verifiche di sicurezza in questo tipo di analisi si ottengono confrontando la Curva di Capacità, che descrive come varia il taglio resistente totale alla base in funzione dello spostamento del baricentro dell'ultimo piano, con la domanda del sisma espressa in termini di spostamento.
Le verifiche saranno effettuate, come mostrato in figura, definendo sulla curva i vari livelli di prestazioni in termini di capacità di spostamento dell'edificio, e verificando che la domanda di spostamento dovuto al sisma atteso nel sito per quel livello di prestazione sia inferiore.
CDSWin riporta inoltre i valori limite di PGA per i vari livelli di prestazione richiesti dalla normativa .
Analisi modale per strutture isolate
Il CDSWin permette anche di effettuare il progetto di strutture isolate alla base, ovvero di strutture in cui sono previsti dei dispositivi, chiamati appunto isolatori sismici, da disporsi tra la fondazione e lo spiccato dell'edificio capaci di impedire l' ingresso dell' eccitazione sismica.
È stato pertanto predisposto un apposito archivio per gli isolatori che viene fornito precaricato con i dati caratteristici della maggior parte degli isolatori di tipo elastomerico disponibili sul mercato italiano.
La definizione dell'isolatore è possibile sia nella fase dell' input per impalcati che nella fase dell'input spaziale. Anche per questi nuovi comandi sono presenti comode fasi di copiatura e cancellazione.
Gli isolatori possono essere inseriti tra il piede del pilastro e la fondazione ma anche tra elementi strutturali qualsiasi come nel caso di setti di fondazione, come mostrato nelle figure.
Il principio meccanico che sta alla base della protezione sismica mediante isolamento è quello di realizzare una interfaccia molto più deformabile della soprastruttura tra la fondazione e l'edificio, in modo da avere un innalzamento del periodo proprio della struttura a valori intorno o maggiori ai 2 secondi. Questo spostamento sui periodi alti dello spettro, associato alle caratteristiche dissipative del dispositivo, comportano una drastica riduzione delle accelerazioni.
Tale soluzione risulta essere inoltre quasi una via obbligata se è necessario mantenere una piena funzionalità anche in caso di forti eventi sismici come nel caso degli ospedali.
Altre innovazioni CDSWin
- Nuova gestione della fase di selezione della tipologia dei nodi metallici: alla selezione di un determinato nodo vengono mostrate le icone delle sole giunzioni compatibili con i profili convergenti.
- Gestione multilingua dell'interfaccia e delle stampe: sono ora disponibili versioni di CDSWin in Inglese, Francese e Spagnolo. La lingua può essere differenziata tra interfaccia e stampe.
- Procedura di selezione ‘Progetti Recenti': è possibile dal menù principale accedere ad una lista dei progetti recenti con selezione grafica del singolo progetto.
- Comando per il lancio della riverifica SLE direttamente dalla fase di disegno ferri travi
- Fessurazione nelle travi su tutta la trave o solo nei conci con momento positivo secondo scelta utente
- Verifica agli SLU per i pilastri in c.a. considerando gli effetti del secondo ordine secondo il metodo della colonna modello . |
- Interfaccia riprogettata secondo i più moderni standard Windows (unico programma integrato, nuovi menu, toolbox, struttura ad albero laterale per la navigazione diretta su tutte le fasi del programma, ecc..
SISTEMI DI RIFERIMENTO
2) SISTEMA LOCALE DELLE ASTE
3) SISTEMA LOCALE DELL'ELEMENTO SHELL
GESTIONE AD ALBERO IN COMPUTO/LIBRETTO
GESTIONE QUADRO ECONOMICO
COLLEGAMENTO ACRWin ==> WinPARCEL 
Già nella versione 2004 si era dovuto inserire un nuovo solutore agli elementi finiti che permettesse il calcolo strutturale secondo quando previsto dall'Ordinanza 3274. Mentre con la versione 2004 erano previste solamente le analisi lineari sia statica che modale, nella versione 2005 è stata implementata anche l'analisi statica non lineare Push-Over.
