Sviluppo di un software FEM open source per l’analisi statica nonlineare con metodo puramente incrementale di strutture in c.a. = Development of an open source FEM software for nonlinear static analysis with purely incremental method of RC structures

L’argomento di questa tesi è un programma di calcolo open source, agli elementi finiti, per l’analisi nonlineare statica di strutture in cemento armato. Il programma è in fase di sviluppo: è stato implementato soltanto lo stretto necessario per poter fare delle prime valutazioni sul suo funzionamento. Il codice è scritto in FORTRAN, ed è basato su quanto illustrato in Griffiths et al. (2014). È stato scelto un metodo puramente incrementale (forward Euler method) per l’approssimazione delle leggi costitutive nonlineari. Il modello di calcestruzzo adottato è basato sul lavoro di Kotsovos (2015). L’idea alla base di questo lavoro è quella di creare un software che abbia delle caratteristiche chiave di semplicità e affidabilità. E arrivare quindi ad un programma snello (che implementi solo ciò che è veramente necessario), con una modellazione semplificata (che non rinunci a risultati buoni/ottimi) e con un codice open source semplice e di qualità (conciso, pulito, facilmente leggibile/modificabile e testato passo-passo). Il programma è stato testato per confronto con analisi sperimentali e numeriche effettuate da vari autori su semplici strutture isostatiche in c.a. quali travi, colonne e muri a taglio: esso mostra un buon funzionamento. Nei risultati, gli ordini di grandezza sono stati rispettati sotto quasi tutti i punti di vista: carichi di rottura, spostamenti, modalità di rottura, duttilità delle strutture, comportamento a fessurazione, capacità di cogliere effetti quali il confinamento del calcestruzzo. Le valutazioni sul metodo puramente incrementale sono molto incoraggianti. Un importante obiettivo per il futuro è quello di arrivare ad un programma che possa eseguire delle complete analisi di pushover su qualsiasi tipo di struttura in cemento armato.