CdSINGEGNERIA CIVILE AMBIENTALE E EDILE
Codice130HH
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
L'insegnamento da 6 CFU si propone di fornire agli studenti gli strumenti teorici e pratici per comprendere e analizzare le strutture di calcestruzzo armato e di muratura e prevedere la loro risposta strutturale e il livello di sicurezza, nell’ambito del processo di progettazione delle nuove costruzioni, in accordo con i codici normativi italiani ed europei.
Gli studenti che seguiranno il corso acquisiranno la capacità di calcolare le strutture di calcestruzzo armato, in accordo con la normativa vigente italiana. L’insegnamento in aula prevede esercitazioni, nelle quali saranno applicati i contenuti delle lezioni sotto forma di esempi svolti. Sarà inoltre offerta l'opportunità di svolgere singolarmente un esercizio sottoforma di elaborato progettuale completo.
L'insegnamento da 3 CFU si propone di fornire agli studenti gli strumenti teorici e pratici per comprendere e analizzare le strutture di legno nell’ambito del processo di progettazione delle nuove costruzioni, in accordo con i codici normativi italiani ed europei. Si prevedono esercitazioni in aula nelle quali saranno applicati i contenuti delle lezioni sotto forma di esempi svolti.
The Reinforced Concrete Structures course aims at giving the students basic theoretical and practical tools to understand and analyse current R.C. structures and to predict the structural response and the static safety level of reinforced concrete and prestressed concrete structures within the frame of design processes for new constructions in accordance with italian and European standard codes. The student who successfully completes the course will have the ability to design, draw and calculate reinforced concrete structures and prestressed concrete structures composed by beam elements in accordance to Structural Eurocodes and the national italian technical prescriptions (NTC).
Durante l'esame del modulo da 6 CFU saranno verificate le conoscenze dello studente sui principali argomenti del corso.
Metodi di verifica:
- Breve esercizio scritto preliminare all'orale, sul calcolo delle condizioni di carico e delle caratteristiche della sollecitazione di strutture semplici in calcestruzzo armato, con progetto delle armature a seguito del predimensionamento di una o due sezioni.
- Esame finale orale
Durante l'esame del modulo da 3 CFU saranno verificate le conoscenze dello studente sui principali argomenti del corso svolgendo il solo esame orale.
During the final oral assessment the student must demonstrate to be able to discuss the technical solutions he has choosen in his project. He must also have the ability to answer theretical questions and to solve practical problems concerning the design and the calculation of R.C. structures.
Methods:
- Final oral exam
- Final written exam
- Written report
Further information:
Each student is asked to develop one project composed by technical drawings and calculation reports concerning simple R.C. structures. In the development of the design activitiesthis activity he is guided and periodically supervised by a personal tutor. When completed, the design work is examinated and given a judgement: AS=Appena Sufficiente (just sufficient), S=Sufficiente (sufficient), D=Discreto(medium), B=Buono (good), MB=Molto Buono(very good), O=Ottimo(optimal). The completion of the design activity allows the student to partecipate to a written preliminary test where his basic skills in calculating a very simple structure are checked. If the student achieves a positive note in the preliminary test, he is allowed to efford the final oral examination which weights at least 50% in the total evaluation.
Lo studente che avrà sostenuto l'esame da 6 CFU avrà acquisito la capacità di effettuare l'analisi dei carichi agenti sulle strutture e di stabilire le condizioni di carico necessarie per la sicurezza, in relazione alle condizioni d'uso dell'edificio. Dovrà quindi essere in grado di svolgere un elaborato progettuale completo per una semplice struttura di calcestruzzo armato sita in zona non sismica, completo di disegni di dettaglio. Lo studente sarà altresì in grado di effettuare la progettazione e la verifica di resistenza di edifici semplici in muratura.
Lo studente che avrà sostenuto l'esame da 3 CFU avrà acquisito la capacità di effettuare il calcolo di strutture di legno, con verifica di resistenza delle membrature e dei collegamenti.
Per quanto riguarda il modulo da 6 CFU, attraverso l'esercizio scritto preliminare al colloquio orale sarà verificata la capacità di analizzare i carichi agenti su un elemento strutturale, in relazione all'uso che ne viene fatto, e di comporre le combinazioni di carico che rendano massime le sollecitazioni nelle diverse sezioni, oltre che di calcolare gli inviluppi delle caratteristiche della sollecitazione in semplici strutture. Sarà altresì accertata la capacità di effettuare il predimensionamento e la verifica di resistenza delle sezioni, oltre che di disegnare correttamente le orditure nella struttura.
Attraverso il colloquio orale sarà verificata la capacità dello studente di discutere con proprietà di linguaggio le problematiche relative alla sicurezza delle strutture in generale e alla tecnologia e al funzionamento statico delle strutture di calcestruzzo armato e di quelle di muratura. Inoltre sarà verificata l'abilità nella verifica delle sezioni di travi e pilastri di c.a., oltre che edifici semplici in muratura.
Per quanto riguarda il modulo da 3 CFU, attraverso il solo colloquio orale sarà verificata l'abilità dello studente di descrivere le caratteristiche del materiale legno e dei prodotti commerciali, di discutere le problematiche relative al loro impiego nelle costruzioni e al funzionamento delle membrature e dei collegamenti, in riferimento alla sicurezza richiesta dalle normative vigenti.
Relativamente al modulo da 6 CFU, lo studente potrà sviluppare sensibilità alle problematiche relative alla sicurezza delle strutture e acquisire conoscenze sulle peculiarità e sul funzionamento statico delle strutture di c.a. e di muratura, in relazione alla tipologia e al materiale impiegato.
Relativamente al modulo da 3 CFU, lo studente potrà acquisire conoscenze sulle peculiarità delle costruzioni in legno e sul loro funzionamento strutturale, con riferimento alle singole membrature e ai collegamenti.
Per il modulo da 6 CFU, l'accertamento dell'acquisizione da parte dello studente degli obiettivi stabiliti sarà effettuata durante il breve esercizio scritto e il colloquio orale attraverso domande riguardanti casi pratici affrontati a lezione o meno, tratti comunque dall'esperienza reale.
Per il modulo da 3 CFU, l'accertamento dell'acquisizione da parte dello studente degli obiettivi stabiliti sarà effettuata attraverso domande riguardanti i principali argomenti svolti a lezione.
Le conoscenze iniziali che lo studente deve possedere sono relative alla Scienza delle Costruzioni.
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminar
- preparation of oral/written report
- individual study
- Bibliography search
- Practical
Attendance: Advised
Teaching methods:
- Lectures
- Seminar
- Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
- project work
I contenuti dell'insegnamento da 6 CFU sono i seguenti:
1 DALLA SCIENZA ALLA TECNICA DELLE COSTRUZIONI (L = 6 ore)
Richiami di teoria delle strutture.
Concetto di rigidezza, resistenza e duttilità di una struttura.
Estensione dell’analisi strutturale oltre il dominio elastico: cenni all’analisi limite, o a rottura, delle travature.
2 LA SICUREZZA (L = 6 ore)
Nozioni base di analisi statistica e calcolo delle probabilità per la determinazione della sicurezza strutturale.
I valori caratteristici delle azioni e delle caratteristiche dei materiali: definizione e classificazione delle azioni.
Le combinazioni delle azioni per SLU e SLE.
3 TECNOLOGIA DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO ARMATO (L = 6 ore)
Il materiale: i calcestruzzi di cemento e gli acciai da c.a., i legami costitutivi e le prove sui materiali. La qualificazione dei materiali e le prove in cantiere.
L’accoppiamento tra calcestruzzo e barre di armatura, il fenomeno dell’aderenza e quello della fessurazione del cls.
Ritiro e viscosità del calcestruzzo: il fenomeno, i valori in gioco e gli effetti.
La disposizione razionale delle armature e le indicazioni della normativa: il confinamento, il copriferro e i requisiti per la durabilità.
4 IL CALCOLO DELLE STRUTTURE DI CALCESTRUZZO ARMATO (L = 16 ore)
La concezione strutturale: tipologie e schemi statici.
Le sezioni nello stato I, II e III; la teoria convenzionale nello stato I e II e il calcolo delle tensioni per una trave inflessa.
La teoria del calcolo a rottura (stato III); costruzione e uso dei domini di interazione (M-N) delle sezioni in c.a.
Il modello a traliccio di Ritter-Mörsch per le travi soggette a taglio e quello di Rausch per le travi soggette a torsione.
Il calcolo delle sollecitazioni: il calcolo elastico con redistribuzioni.
La verifica di resistenza delle sezioni con il metodo semi-probabilistico agli S.L.: rottura per forza normale, flessione, taglio e torsione.
Stato limite di deformazione e fessurazione.
La disposizione delle armature nelle travi: prescrizioni normative e indicazioni di pratica.
I solai in laterizio armato in c.a.\ c.a.p.: metodi di calcolo e disposizioni costruttive.
Gli elementi tozzi: metodi di calcolo e disposizioni costruttive.
Il problema della stabilità delle strutture in c.a. (cenni).
5 LE STRUTTURE IN MURATURA (L = 6 ore)
Il materiale, la tecnologia e le tecniche costruttive.
La concezione strutturale e i dettagli costruttivi.
Metodi di analisi e regole di dimensionamento e verifica.
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ATTIVITA’ SVOLTE NELLE ESERCITAZIONI (E = 20 ore)
Calcolo delle caratteristiche della sollecitazione nei sistemi di travi e calcolo delle sollecitazioni in strutture a telaio con metodi semplificati;
calcolo automatico delle sollecitazioni con software SAP2000;
progettazione di edifici in calcestruzzo armato;
controlli su materiali;
esempi svolti di strutture di c.a.: telaio in calcestruzzo armato, solaio in latero-cemento, trave continua in calcestruzzo armato, la colonna cerchiata.
I contenuti del corso da 3 CFU sono i seguenti:
1) TECNOLOGIA DELLE STRUTTURE DI LEGNO (L = 6 ore)
Le essenze, tipi e impieghi, il degrado.
I tessuti legnosi e le specie legnose per usi strutturali.
I prodotti di legno.
2) IL CALCOLO DELLE STRUTTURE DI LEGNO (L = 14 ore)
Il materiale strutturale: caratteristiche meccaniche, proprietà e prestazioni.
La concezione strutturale: tipologie, schemi statici e connessioni.
Le verifiche di resistenza degli elementi: travi, pilastri e pannelli.
Il calcolo delle connessioni tra elementi strutturali.
Le verifiche al fuoco.
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ATTIVITA’ SVOLTE NELLE ESERCITAZIONI (E = 10 ore)
progettazione di edifici in legno;
esempi svolti di strutture di legno: travi, pilastri e pannelli con relative connessioni;
1 Basis of Structural Design (Eurocode 0). Concepts of Elasticity, Plasticity, Strength, Stiffness applied to plane structures made of beams. Basic concepts of Limit Analysis. Greenberg-Prager Theorem and its applications. Concepts of structural azardd, risk, serviceability. Probabilistic Assessment of Structural Safety 2 Actions on structures (Eurocode 1) Gravity loads, Service loads, Snow loads, Wind loads, Thermal actions, Accidental loads according to. 3 Reinforced Concrete Structures (Eurocode 2) a) Technology. Structural concretes: fundamental mechanical and rheological properties, production of concrete and of concrete structures. R.C structural steel bars and their mechanical properties. Anchorage of steel bars in concrete volumes. The problem of fissuration and of bond between steel bars and concrete. Introduction and diffusion of forces. The rational distribution of reinforcements. Strut-and- tie scheme. The structural conception of the R.C. buildings and structural tipologies. Structural decks in R.C.buildings. The technology of prestressed R.C. structures. b) Calculations. Conventional linear elastic theory in phases I and II. Theory of calculation at collapse in phase III. Structural ductility concept. Assessment and use of interactions domains for R.C. beams sections. Semi-probabilistic methods for the assessment of structural safety. Calculation of deformations and of crack widths. R.C beams submitted to bending, compression, shear, torsion. c) Theory of prestressed R.C. structures. Forces equivalent to the prestress, instantaneous and delayed losses of prestress, Assessments at Serviceability and Ultimate Limit States.
Il materiale bibliografico consigliato per sostenere l'esame del modulo da 6 CFU è il seguente:
Testi di riferimento:
- C. Faella: “Costruzioni in calcestruzzo armato normale e precompresso”, Ed. Maggioli, 2013.
- F. Leonhardt, E. Monning: “C.A. & C.A.P. Calcolo di progetto e tecniche costruttive - vol. 1: le basi del dimensionamento nelle costruzioni in cemento armato”, Edizioni Tecniche ET, Milano, 1978.
- F. Leonhardt, E. Monning: “C.A. & C.A.P. Calcolo di progetto e tecniche costruttive - vol. 3: L’armatura nelle costruzioni in cemento armato: statica, tecnologia, tipologia” Edizioni Tecniche ET, Milano, 1977.
- M. Mezzina: “Fondamenti di tecnica delle costruzioni”, Ed. CittàStudi, 2013.
- M. Mezzina, D. Raffaele, A. Vitone: “Teoria e pratica delle costruzioni in cemento armato: 2”, Ed. CittàStudi, 2007.
- V. Nunziata: “Teoria e pratica delle strutture in cemento armato”, Voll. 1 e 2, Dario Flaccovio Editore s.r.l. 2014.
- P. Pozzati: “Teoria e Tecnica delle Strutture”, Voll.1 e 2*, 2**, Editore UTET. 1972.
Testi di consultazione:
- A.I.C.A.P.: “Guida all’uso dell’EC 2 con riferimento alle norme tecniche D.M. 14.1.2008 – Vol. I Progettazione di strutture in calcestruzzo armato” Ed. Pubblicemento. 2008.
- M. Mezzina, D. Raffaele, A. Vitone: “Teoria e pratica delle costruzioni in cemento armato: 1”, Ed. CittàStudi, 2007.
- A. Migliacci, F. Mola: “Progetto agli stati limite delle strutture in c.a.” (I e II parte), Masson, Milano, 1978.
- L. Santarella: “Il Cemento armato: la tecnica e la statica”, Ed. Hoepli, 1998.
Il materiale bibliografico consigliato per sostenere l'esame del modulo da 3 CFU è il seguente:
Testi di riferimento:
- M. Piazza, R. Tomasi, R. Modena: “Strutture in legno - materiale, calcolo e progetto secondo le nuove normative europee”, Ed. Hoepli, 2005.
Testi di consultazione:
- A. Ceccotti, M. Follesa, M. P. Lauriola: "Le strutture di legno in zona sismica - Criteri e regole per la progettazione ed il restauro", II ediz. , CLUT, Torino 2007.
M.Froli: “Appunti di Tecnica delle Costruzioni”, Tipografia Editoriale Pisana (TEP), Edizione 2013. M.Froli: “Appunti di Scienza delle Costruzioni”, Tipografia Editoriale Pisana (TEP), Edizione 2007. Recommended reading includes the following works: M.Froli: "La risposta termica delle strutture interagenti con il clima", Edizioni PUP, Pisa. P.Pozzati: “Teoria e Tecnica delle Strutture”, Voll.1 e 2*, 2**, Editore UTET. L.Santarella: “Il Cemento Armato”, Editore Hoepli. F.Leonhardt: “Vorlesungen über Massivbau - Dritter Teil: Grundlagen zum Bewehren im Stahlbetonbau”, Springer Verlag. (trad. ital.: C.a. & c.a.p. Calcolo di progetto e tecniche costruttive – Parte tre: l’armatura nelle costruzioni in c.a.”, Edizioni Tecniche.
L'esame del mdulo da 6 CFU si svolgerà in modalità orale, previo superamento dell'esercizio scritto, il cui esito farà parte integrante degli elementi di giudizio da parte del docente. Nel caso in cui lo studente avrà svolto l'elaborato progettuale completo, il giudizio su questo sarà considerato nella valutazione globale dell'esame.
L'esame del modulo da 3 CFU si svolgerà in modalità orale.