Nozioni di scienza delle costruzioni e tecnica delle costruzioni, prevalentemente.

Introduzione generale

• Origine dei terremoti e definizioni generali (distanza epicentrale, ipocentrale, focale, ecc.).
• Descrizione delle onde sismiche: tipologia, onde di volume, onde di superficie. Propagazione delle onde sismiche. Risposta sismica locale. Cenni sui metodi di valutazione della velocità delle onde sismiche.
• La misura dei terremoti: misure oggettive, stima basata sulla valutazione di grandezze fisiche e stima basata sull’energia rilasciata dal sisma (Scala di Magnitudo). Misure soggettive e scale macrosismiche. Correlazione tra misure soggettive e misure oggettive dei terremoti.
• Sismicità storica e sismicità strumentale. La pericolosità sismica Probabilità di superamento e periodo di riferimento di un evento sismico. Definizione del concetto di rischio sismico.

Azione sismica e livelli di verifica.

• Sicurezza e prestazioni attese: livelli di azione sismica vs. livelli di prestazione strutturale. Stati Limite (ultimi e di esercizio).
• Definizione dello spettro di risposta: significato e valutazione dello spettro di risposta di un dato accelerogramma. Riferimento alla formulazione proposta dalle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni con definizione dei vari parametri e loro definizione. Vita nominale, coefficiente d’uso e vita di riferimento di una costruzione.

Progettazione anti-sismica

• Criteri di progettazione antisismica. Concetto di regolarità strutturale: in pianta ed in elevato, con riferimento a quanto previsto da normativa. Significato di semplicità strutturale e di ridondanza.
• Definizione del concetto di duttilità: il sistema ad un grado di libertà elasto-plastico.
• Dalla duttilità materiale alla duttilità strutturale: individuazione dei diversi livelli di duttilità del materiale, duttilità di sezione, duttilità di elemento e duttilità di struttura e dei legami tra loro intercorrenti, con applicazioni a strutture in calcestruzzo armato e in acciaio. Importanza della duttilità e della verifica in duttilità, con riferimento a quanto previsto per le nuove costruzioni.
• La progettazione in capacità, finalità e metodologia di applicazione.
• Concetto di fattore di comportamento: significato, campo di applicazione e formulazione. Determinazione del fattore di struttura e collegamento tra fattore di struttura e concetto di duttilità.
• Definizione delle principali tipologie strutturali per le costruzioni in calcestruzzo armato (MRF, strutture a pareti, strutture a nucleo) ed in acciaio (MRF, CBF, EBF, strutture duali), con evidenziazione del comportamento strutturale e vantaggi/svantaggi di ciascuna delle diverse tipologie.

Criteri di modellazione, analisi strutturale e verifica

• Introduzione generale alle diverse tipologie di analisi. Analisi lineari e non lineari, statiche e dinamiche. Concetto di non linearità geometrica e del materiale: coefficiente di sensitività ai fenomeni del secondo ordine, metodo di calcolo e distinzione della tipologia di analisi in funzione di esso.
• Criteri generali di modellazione lineare delle strutture. Modellazione di elementi strutturali, non strutturali (elementi di tamponamento e varie metodologie semplificate di modellazione) e dell’interazione terreno-struttura, con riferimento alla modellazione medesima della fondazione.
• Metodi di analisi lineare delle costruzioni. Criteri di applicabilità dell’analisi statica equivalente e motivazioni. Analisi statica lineare: determinazione delle forze statiche equivalenti, illustrazione della formulazione proposta dalle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni. Analisi dinamica lineare: criteri di applicabilità e motivazioni. Analisi modale dei sistemi strutturali a molti gradi di libertà, calcolo delle forze statiche associate ai vari modi significativi di vibrare, metodi di combinazione lineare delle azioni e valutazioni degli effetti della variabilità spaziale del moto. Determinazione delle eccentricità accidentali.
• Criteri generali di modellazione non-lineare delle strutture. Descrizione dei fenomeni di non-linearità del materiale e geometrici. Metodologie di modellazione non-lineare delle costruzioni: modellazione non lineare a plasticità diffusa e a plasticità concentrata.
• Metodi di analisi non-lineare delle costruzioni. Criteri di applicabilità e motivazioni. Analisi statica non-lineare: criteri generali e metodologia; definizione delle distribuzioni di azioni orizzontali previste da normativa e spiegazione. Metodologia proposta da normativa. Metodo N2 e rappresentazione grafica su piano accelerazione/spostamento (AD). Determinazione del fattore di struttura da analisi statica non-lineare. Analisi dinamica non-lineare: criteri generali e metodi di applicazione. Selezione degli accelerogrammi da impiegare, numero e tipologia (accelerogrammi naturali, artificiali, generati). Interpretazione dei risultati con riferimento alle prescrizioni normative.
• Criteri generali di verifica. Criteri di verifica in resistenza, rigidezza e duttilità; metodi di verifica nel caso analisi lineare e di analisi non lineare.

Costruzioni di calcestruzzo: criteri di progetto

• Introduzione alla progettazione sismica delle costruzioni di calcestruzzo armato: progettazione in capacità, criteri specifici per le costruzioni di c.a. Metodologie di analisi da impiegare e definizione del fattore di comportamento/struttura per le costruzioni di c.a. Approfondimenti specifici per la modellazione delle costruzioni in c.a. in campo lineare e non-lineare. Criteri di progettazione e verifica degli elementi strutturali (travi, pilastri e pareti): dimensionamento, criteri di dettaglio e criteri di verifica. Criteri generali per il dimensionamento delle strutture di fondazione.
• Fenomeni di confinamento ed aderenza per le costruzioni di c.a. in zona sismica: definizione del concetto di confinamento e ruolo svolto nelle costruzioni, introduzione ai principali modelli di confinamento proposti in letteratura e dalle normative di comprovata validità. Definizione del concetto di aderenza acciaio/calcestruzzo, ruolo e significato dell’aderenza nelle costruzioni di c.a., introduzione ai principali modelli di confinamento proposti in letteratura e dalle normative di comprovata validità.

Costruzioni di muratura: criteri di progetto

• Introduzione generale alla progettazione di costruzioni in muratura. Criteri generali di progettazione statica delle costruzioni di muratura. Definizione delle caratteristiche meccaniche del materiale. Approfondimenti sulla modellazione delle costruzioni di muratura e relative problematiche.
• Definizione del fattore di struttura/comportamento per le costruzioni in muratura. Criteri di progettazione specifici per la zona sismica e precisazioni sulle metodologie di analisi. Criteri e metodi di verifica delle costruzioni in muratura.

Costruzioni di acciaio

• Introduzione alla progettazione sismica delle costruzioni di acciaio con diversa tipologia strutturale: progettazione in capacità, criteri specifici per le varie tipologie. Metodologie di analisi da impiegare e definizione del fattore di comportamento. Approfondimenti specifici per la modellazione delle costruzioni di acciaio in campo lineare e non-lineare.
• Criteri di progettazione sismica degli elementi strutturali per le varie tipologie strutturali (strutture a telaio, strutture con controventi concentrici e strutture con controventi eccentrici): dimensionamento, criteri di dettaglio e criteri di verifica. Metodi di progetto dei collegamenti (tra elementi e a livello di fondazione).

• Progettazione sismo-resistente di edifici in cemento armato. M. Mezzina, D. Raffaele, G. Uva, G.C. Marano. Città studi edizioni, Bari
• Criteri di Progettazione Antisismica degli Edifici, L.Petrini, R. Pinho, G.M. Calvi, IUSS press, Pavia.
• Valutazione degli edifici esistenti in Cemento Armato, G. Manfredi, A. Masi, R., Pinho, G. Verderame, M. Vona, IUSS press, Pavia
• Progetto Antisismico di Edifici in Cemento Armato, E. Cosenza, G. Maddaloni, G. Magliulo, M. Pecce, R. Ramasco, IUSS press, Pavia
• Edifici con Struttura di Acciaio in Zona Sismica F.M. Mazzolani, R. Landolfo, G. Della Corte, B. Faggiano, IUSS press, Pavia
• Kappos, Andreas, and G. G. Penelis. “Earthquake resistant concrete structures.” CRC Press, 2014.
• R. Capozucca, “Teoria e tecnica delle strutture in muratura”, Pitagora Editrice Bologna

Esame orale