Excel spreadsheet for structural engineering design 

 

Arch structure - Analysis and design (Analisi e progettazione di strutture ad arco)

Questo foglio di calcolo in excel permette di analizzare e verificare strutture ad arco. In particolare si possono definire 5 differenti casi di carico :

1 - Carico uniformemente distribuito

2 - Carico distribuito sulla semicorda

3 - Forza concentrata verticale

4 - Forza concentrata orizzontale in direzione x+

5 - Forza concentrata orizzontale in direzione x-

 Questi casi di carico possono essere combinati tra loro ed è possibile visualizzare gli inviluppi delle sollecitazioni. Per ogni caso di carico vengono mostrati :

1 - La curva delle pressioni

2 - La relazione tra sollecitazioni di compressione (sigma + e sigma meno secondo la nota relazione di Navier) e tensione resistente del materiale

3 - La relazione tra tensioni tangenziali sollecitanti (tau) e tensione tangenziale resistente. 

La curva delle pressioni viene messa a confronto con il dominio rappresentato dal nocciolo centrale di inerzia. 

Una volta analizzata e verificata la struttura ad arco è possibile analizzare e verificare le strutture di supporto (spalle o contrafforti). Anche in questo caso viene mostrata la relazione che intercorre tra il dominio ammissibile e l'andamento della curva delle pressioni lungo la spalla.

 

Il foglio di calcolo è organizzato mediante una struttura verticale in maniera da consentire l'introduzione dei dati e la relativa lettura dei risultati in maniera didascalica e progressiva.  

Dopo aver introdotto tutti i dati geometrici, relativamente all'arco ed alle strutture di supporto, vengono richiesti anche le caratteristiche meccaniche dei materiali.

Si comincia analizzando uno schema di carico molto frequente, ovvero quello del carico uniformemente ripartito sull'estradosso lineare dell'arco. Cosi come lo schema di carico 2 in cui si analizza una ipotetica distribuzione del carico variabile.

E' possibile analizzare anche la condizione sismica sull'arco mediante gli schemi di carico 4 e 5. In particolare l'arco soggetto ad azione sismica viene analizzato e verificato mediante lo stato tensionale che ne deriva.

 

La rappresentazione grafica della curva delle pressioni permette di conoscere lo stato sollecitante e di verificarne l'accettabilità. Vengono rappresentate anche le rette relative al nocciolo centrale di inerzia.

Tutti gli stati tensionali vengono rapportati con le resistenze di progetto come da NTC 2018. Una volta definiti i 5 casi di carico, è possibile realizzare dei diagrammi sintetici che combinano i loro effetti sulla struttura. 

La sezione finale permette di analizzare e verificare il corretto dimensionamento delle strutture di sostegno. Il file excel per il calcolo degli archi è organizzato in maniera tale da stampare un report finale completo e in accordo alle NTC2018. 


TMDD - Tuned mass damper analysis

 

This excel spreadsheet allows analysis and the design of a tuned mass damper (TMD). Mainly for high rise buildings, when horizontal acceleration induced by wind are relevant, one of the possible engineering structural solution is the introduction of a TMD.  

The excel file is organized in a vertical flow of information, in order to simplify data entry and improve results understanding. Once all data, regarding structural period, mass and other information, and regarding dumper information are provided, the Excel spreadsheet is ready to show the results. 

The main result consist in a graph that shows the time dipendent displacement of:

- Main structure

- Dumper

- Main structure without dumper


Reinforced masonry with R.C.

Damaged masonry buildings can be reinforced, increasing stiffness and resistance, using reinforced concrete in both wall's sides.  As well as transverse steel link that connects the reinforced concrete layers. This excel spreadsheet allows calculation of  Axial Force/Bending moment diagram and Axial Force/Shear resistance diagram.  The final report shows  "Ante Operam" (Damaged wall)  and "Post Operam" (Reinforced wall) results.   


Spettri elastici e di progetto NTC2018

Questo foglio di calcolo permette di ottenere un report sull'azione sismica di un determinato sito in accordo con quanto previsto nelle NTC2018. Il file è organizzato in maniera didascalica e progressiva ed è molto utile come documento per la consegna degli elaborati di progetto e per il deposito. E' inoltre possibile realizzare gli spettri elastici e di progetto a partire dai risultati delle prove sismiche locali. 

 

Masonry buildings damage assessment due to excavation sequence

DAMAN is an Excel spreadsheet for damage assessment calculation in the building due to an adjacent excavation. In accordance with CIRIA 580.  DAMAN è un programmino in Excel che calcola il danneggiamento di un edificio a seguito di uno scavo adiacente in accordo alle indicazioni progettuali fornite da CIRIA 580.

 

Sheet Pile design

Sheet pile design in accordance with euroocode. Considering axial shaft resistance of the steel panel. The Excel spreadsheet allows sheet pile design based on external loading and boundary conditions.


Shear studs connection design

Shear studs connection design in accordance with eurocode. The Excel spreadsheet allows calculation of  shear studs in order to consider composite effect of steel profile and reinforced concrete slab.

Stress integration for FE Software 

The Excel spreadsheet, based on stress results of FE software (example: SAP2000), allows stress integration along shear wall length. Once we define the geometry and a well designed mesh for walls elements, slab elements etc., this Excel spreadsheet provides the forces for element design. 

 

Verifica elementi in acciaio secondo NTC2018 (D.M. 17/01/2018)


Questo foglio di calcolo segue di pari passo tutti i punti della nuova normativa sulle costruzioni, NTC2018, in particolare consente la verifica di profili in acciaio. E' possibile selezionare oltre 760 sezioni standard o definire in alternativa i parametri geometrici principali di un generico profilato in acciaio.

Con questo foglio di calcolo excel è possibile verificare profili in acciaio secondo le NTC2018. Vengono eseguite le principali verifiche seguendo in maniera didascalica la normativa e fornendo gli esiti delle verifiche. Il file è predisposto in maniera da costituire un report utile da allegare alle relazioni di calcolo strutturale.


Il foglio di calcolo esegue le seguenti verifiche:

  • TRAZIONE - NTC2018 - 4.2.4.1.2.1
  • COMPRESSIONE SEMPLICE - NTC2018 - 4.2.4.1.2.2
  • FLESSIONE MONOASSIALE - NTC2018 - 4.2.4.1.2.3
  • TAGLIO - NTC2018 - 4.2.4.1.2.4
  • TORSIONE E TAGLIO - NTC2018 - 4.2.4.1.2.4
  • FLESSIONE E TAGLIO - NTC2018 - 4.2.4.1.2.6
  • PRESSO FLESSIONE RETTA - NTC2018 - 4.2.4.1.2.7
  • PRESSO FLESSIONE BIASSIALE - NTC2018 - 4.2.4.1.2.8
  • FLESSIONE TAGLIO E SFORZO ASSIALE - NTC2018 - 4.2.4.1.2.9
  • STABILITA' DELLE MEMBRATURE - ASTE COMPRESSE - NTC2018 - 4.2.4.1.3.1

Una volta completati i campi delle variabili è possibile stampare il report dettagliato, con tutte le formulazioni e riferimenti normativi. Questo, nella versione attuale composto da 10 pagine, potrà essere allegato alle relazioni di calcolo.


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