Ca.Tel.2D – risoluzione di schemi statici piani di qualsiasi configurazione (applicazione software gratuita in Excel)

Ca.Tel.2D è l’applicazione software gratuita, implementata in Microsoft Excel, per la risoluzione di schemi statici piani di qualsiasi configurazione: telai, travature reticolari, capriate, comunque caricati e vincolati.

Grazie a Ca.Tel.2D potrai eseguire il predimensionamento oppure il progetto/verifica di qualsiasi schema strutturale piano. L’applicazione risolverà lo schema statico applicando i princìpi del calcolo automatico delle strutture. Potrai visualizzare i diagrammi della deformata e delle sollecitazioni ed esportare tutti i tabulati di calcolo in formato Excel, Word o PDF. In questa pagina scoprirai tutte le funzionalità di Ca.Tel.2D e potrai scaricare gratuitamente l’app.

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Ca.Tel.2D: scarica l’applicazione per il calcolo di schemi statici piani

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Ca.Tel.2D: come creare e risolvere modelli strutturali piani di qualsiasi configurazione

Ca.Tel.2D è un risolutore di schemi statici piani, implementato in Microsoft Excel, che applica i princìpi del calcolo automatico delle strutture. Non ci sono limiti alle possibilità di modellazione nel piano. Puoi modellare qualsiasi schema statico piano, assegnare i vincoli sia interni che esterni, assegnare i carichi distribuiti alle aste e le forze concentrate nei nodi.

Nell’immagine seguente puoi vedere l’esempio di una travatura reticolare modellata in Ca.Tel.2D. Nella gallery trovi altri esempi di modelli creati dagli utenti dell’app.

Di seguito vedremo come modellare qualsiasi schema statico in cinque passi:

1. crea i nodi del modello: inserisci i nodi assegnando le coordinate X e Y di ciascun nodo;
2. crea le aste del modello specificando l’indice dei nodi a cui sono connesse;
3. assegna alle aste la sezione retta e il materiale. Puoi creare sezioni di qualsiasi tipologia e assegnare il materiale (calcestruzzo, acciaio, legno etc.);
4. assegna i vincoli interni ed esterni, i carichi distribuiti e le forze nodali;
5. lancia l’analisi e visualizza i diagrammi della deformata e delle sollecitazioni.

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 1. Creazione dei nodi del modello

La creazione dei nodi avviene inserendo le coordinate X e Y del nodo. Puoi eseguire modifiche sui nodi creati spostandoli lungo X o lungo Y oppure assegnando nuove coordinate. A fianco di ciascun nodo comparirà un’etichetta che mostra l’indice del nodo in un riquadro di colore blu.

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 2. Creazione delle aste del modello

Per la creazione delle aste ti basterà specificare i nodi di estremità a cui l’asta è connessa. La finestra di input ti chiederà di specificare la sezione scegliendola da un elenco a discesa.

Puoi creare le sezioni da assegnare alle aste nell’apposito database delle sezioni. Le sezioni create compariranno nell’elenco a discesa nella finestra di creazione dell’asta.

Puoi assegnare delle cerniere interne ai nodi di estremità dell’asta. Questa opzione è utile per la creazione di travature reticolari o per altre esigenze di modellazione. In corrispondenza di ciascuna asta creata comparirà l’etichetta dell’indice in un riquadro rosso e il nome della sezione assegnata. In ogni momento puoi disattivare la visualizzazione dell’etichetta cliccando sul tasto Info sul lato sinistro dello schermo.

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 3. Database sezioni: creazione e modifica di sezioni

In Ca.Tel.2D puoi creare nuove sezioni o modificare quelle esistenti tramite l’apposito database sezioni. Puoi inserire sezioni rettangolari specificando la base e l’altezza oppure sezioni generiche inserendo direttamente l’area della sezione e il momento d’inerzia. Alla sezione puoi assegnare il modulo elastico del materiale. Ciò ti consente di modellare qualsiasi tipo di materiale: calcestruzzo, acciaio, legno etc.

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 4. Creazione di vincoli interni ed esterni, carichi distribuiti e forze nodali

Dopo aver creato i nodi e le aste del modello, dovrai assegnare i vincoli esterni ai nodi del modello. Per la creazione dei vincoli esterni la finestra di input ti chiederà di specificare il nodo a cui vuoi assegnare il vincolo. Puoi selezionare i gradi di libertà che vuoi sopprimere con il vincolo che vai ad inserire. Nella parte bassa della finestra di input trovi dei checkbox, selezionando i checkbox puoi bloccare la traslazione del nodo lungo X, la traslazione lungo Y e la rotazione intorno all’asse Z.

In alternativa puoi cliccare sui tasti dei vincoli fondamentali preimpostati. Questi tasti selezioneranno automaticamente i gradi di libertà da sopprimere per il nodo da vincolare.

Ti riporto di seguito i vincoli preimpostati presenti in Ca.Tel.2D:

• incastro: blocca tutti e tre i gradi di libertà del nodo;
• appoggio: blocca la traslazione lungo X e lungo Y;
• carrello: blocca la traslazione lungo Y;
• nodo libero: non blocca nessun grado di libertà.

Per l’assegnazione dei carichi ti basterà specificare l’indice dell’asta a cui vuoi assegnare il carico distribuito oppure l’indice del nodo a cui vuoi assegnare la forza concentrata.

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5. Esecuzione dell’analisi e output dei risultati

Una volta completata la creazione del modello non ti resta che lanciare l’analisi. Cliccando sul tasto Risolvi visualizzerai l’output dei risultati. La prima schermata mostrata sarà la configurazione della deformata. Puoi amplificare o ridurre la visualizzazione degli spostamenti agendo sull’apposita barra di scorrimento. Puoi visualizzare l’animazione della configurazione deformata cliccando sul tasto Start animation. Per ciascun nodo potrai visualizzare nel dettaglio i valori dello spostamento orizzontale, verticale e delle rotazioni.

Potrai visualizzare i diagrammi delle sollecitazioni di momento, taglio e sforzo normale. Con un apposito cursore potrai amplificare o ridurre la visualizzazione dei diagrammi.

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Quali strutture posso analizzare con Ca.Tel.2D?

Non ci sono limiti all’ampia gamma di strutture che puoi analizzare grazie ad un risolutore di schemi statici piani. Ti ho già parlato in quest’articolo dei casi che puoi analizzare con un modello 2D. Ti riporto di seguito un breve riepilogo:

• telai piani sismoresistenti di strutture in calcestruzzo armato;
• strutture di copertura (capriate in legno o in acciaio, travi reticolari, tettoie etc.);
• schemi piani di capannoni in acciaio (pilastrini + trave reticolare);
• schemi piani di ponteggi metallici;
• schema di trave continua per il calcolo dei solai latero-cementizi.

Ca.Tel.2D: il metodo di calcolo per la risoluzione

Ca.Tel.2D utilizza i princìpi del calcolo automatico delle strutture per la risoluzione degli schemi statici modellati. Ricordi come funziona un software di calcolo strutturale? Te ne ho parlato in questo post. 

Una volta creato il modello, assegnati i vincoli e i carichi, quando lanci l’analisi, l’applicazione crea la matrice di rigidezza della struttura. Procede poi al calcolo della matrice inversa ed infine al calcolo degli spostamenti e delle sollecitazioni in funzione dei carichi assegnati. Le ipotesi alla base del calcolo sono: aste deformabili flessionalmente e assialmente, indeformabili a taglio.

Affidabilità dei risultati: scarica i casi prova di Ca.Tel.2D

E’ disponibile per il download il documento di validazione contenente la risoluzione di due casi prova su telai a maglie generiche. Il documento contiene la risoluzione manuale ottenuta applicando il metodo degli spostamenti e i risultati ottenuti in Ca.Tel.2D. Il confronto fra i risultati mostra la coincidenza fra spostamenti e sollecitazioni ottenuti con i due metodi di risoluzione.

Scarica il documento di validazione con i casi prova risolti in Ca.Tel.2D >>

Nota: la risoluzione manuale dei casi prova utilizzati per validare Ca.Tel.2D è liberamente scaricabile dal sito web del prof. Enzo Martinelli, professore associato di Tecnica delle Costruzioni all’Università di Salerno.

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Requisiti minimi di sistema per l’utilizzo di Ca.Tel.2D

Ca.Tel.2D è un’applicazione implementata in Microsoft Excel. Non richiede alcuna installazione. Ti basterà aprire il file e potrai utilizzarla da subito. Per poter utilizzare l’applicazione i requisiti di sistema sono:

• Microsoft Excel® 2021, 2019, 2016, 2013, 2010, 2007 SP3 o Office 365 con Excel, o versioni successive.
• Microsoft Windows® 10, 8.1, 8, Windows 7, Vista, XP SP3, Server 2008, Server 2003, o versioni successive.
• su sistema operativo Apple macOS è necessaria una virtual machine (per esempio: BootCamp o Desktop Parallels) che consenta di eseguire Windows e Microsoft Excel;
• 256 MB RAM (Raccomandati: 512 MB RAM o più);
• Hard Disk: almeno 100 MB di spazio libero.

L’applicazione non è compatibile con altri applicativi di calcolo quali OpenOffice, LibreOffice, Google Spreadsheet e simili.

Scarica Ca.Tel2D: l’app per la risoluzione di schemi statici piani

E’ giunto il momento di scaricare Ca.Tel.2D. l’app implementata in Microsoft Excel per la risoluzione di schemi statici piani di qualsiasi configurazione: telai, travature reticolari, capriate, ponteggi etc. Compila i campi qui sotto. Riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

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Buon lavoro.

Marco

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Link correlati

• Gallery dei modelli;
• Tutorial di Ca.Tel.2D;
• Serve sempre un modello 3D? Scopri quando puoi farne a meno;
• Ecco come funziona un software di calcolo strutturale.