Scheda programma d'esame
STRUCTURAL PROJECT
WALTER SALVATORE
Academic year2023/24
CourseSTRUCTURAL AND BUILDING ENGINEERING
Code263HH
Credits9
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
PROGETTO DI STRUTTUREICAR/09LEZIONI90
AGNESE NATALI unimap
WALTER SALVATORE unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo studente che completerà con successo il corso, acquisirà nozioni di concezione, progettazione, analisi e verifica di strutture in c.a.p. e in sistema misto acciaio c.a., nozioni e conoscenze sul montaggio delle strutture.

Knowledge

The student who completes the course successfully will acquire notions about the conception, design, analysis and verification of prestressed concrete structures and composite steel and concrete structures, notions and knowledge on the assembly of structures.

Modalità di verifica delle conoscenze

Lo studente dovrà dimostrare di saper discutere i contenuti fondamentali del corso usando la terminologia appropriata. Durante l'esame orale lo studente dovrà essere in grado di dimostrare la sua conoscenza della materia oggetto del corso e di discutere criticamente le problematiche con proprietà di linguaggio.

Assessment criteria of knowledge

The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course topics and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.

Capacità

Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze relative ai seguenti argomenti:

  • progettazione di costruzioni in calcestruzzo armato precompresso.
  • progettazione di costruzioni in struttura mista acciaio - calcestruzzo.
  • progettazione, verifica e montaggio di strutture (strutture industriali, strutture a secco, strutture di copertura).
  • valutazione della sicurezza, affidabilità strutturale e coefficienti parziali di sicurezza.
Skills

At the end of the training course, students will own specific skills concerning the following topics:

  • design of prestressed concrete structures.
  • design of composite steel - concrete structures.
  • design, assessment and assembly of special structures (industrial structures, dry constructions, roof structures).
  • safety assessment, structural reliability and safety partial factors.
Modalità di verifica delle capacità

Con l’esame orale finale, da svolgersi in presenza del docente e degli altri studenti, lo studente deve dimostrare l’abilità ad approcciare un problema di progettazione, verifica o montaggio del tipo di strutture, oggetto del corso, e organizzare un’efficace esposizione dei risultati.

Assessment criteria of skills

With the final oral test, to be made to the teacher and the other students, the student must demonstrate the ability to approach a problem of design, assessment and assembly of the kind of structures, subject of the course, and organize an effective exposition of the results.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Scienza delle costruzioni, Tecnica delle costruzioni

Criteri di dimensionamento e verifica di costruzioni ordinarie in c.a. e in acciaio.

Prerequisites

Mechanics of structures, Structural design

Design and assessment criteria for standard constructions in reinforced concrete and steel.

Indicazioni metodologiche

Frequenza: consigliata

Metodologia di apprendimento: 

  • lezioni in aula
  • studio individuale
Teaching methods

Attendance: advised

Learning activities:

  • attending lectures
  • individual study
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Sicurezza e affidabilità strutturale

  • Introduzione: basi di statistica e probabilità.
  • Introduzione all’affidabilità: Definizione di affidabilità strutturale e probabilità di collasso, incertezze, metodi per la valutazione dell’affidabilità strutturale e probabilità di collasso.
  • Approcci normativi: metodo semi-probabilistico, metodo agli stati limite.
  • Calibrazione dei codici normativi per le nuove costruzioni: definizione dei livelli di affidabilità e calibrazione dei coefficienti parziali.
  • Calibrazione dei codici normativi per le costruzioni esistenti: livelli di affidabilità, livelli di conoscenza e calibrazione dei coefficienti parziali.

 Materiali, fenomeni reologici e degrado

  • Calcestruzzo

Composizione, legame costitutivo, fenomeni reologici (viscosità e ritiro), fenomeni di degrado (carbonatazione)

  • Acciaio

Composizione, tipologie di acciaio e legami costituivi (carpenteria, barre da c.a., acciaio ad Alto Limite Elastico). Fenomeni reologici per l’acciaio ad alto limite elastico. Fenomeni di degrado (corrosione).

 Strutture composte acciaio-calcestruzzo

  • Introduzione
  • Solai composti

Profili sottili con calcolo della tensione critica. Metodi costruttivi, verifiche allo SLU (tempo 0 – solo soletta, dopo il getto) a flessione e taglio. Verifiche allo SLE (tempo 0 – solo soletta, dopo il getto).

Esercitazione à progetto e verifica di un solaio composto.

  • Travi composte

Tipologia di travi composte e sistema di connessione (pioli, con anche tecniche di realizzazione).

Metodologie di calcolo del sistema di connessione (calcolo elastico, parziale o completo ripristino di resistenza).

Travi isostatiche: progetto e verifiche allo SLU e SLE (tempo 0 e tempo infinito).

Travi iperstatiche: progetto e verifiche allo SLU e SLE (tempo 0 e tempo infinito).

  • Colonne composte

Tipologie di colonne composte.

Verifiche allo SLU, in particolare definizione del dominio di resistenza.

Esercitazione à progetto e verifica di una trave isostatica e una iperstatica.

 

Cemento armato precompresso

  • Introduzione
  • Tipologie di precompressione

       Metodi di precompressione e relative tecnologie realizzative. Testate e loro armature.

  • Criteri di progettazione per travi isostatiche

       Predimensionamento della trave, tracciato dei cavi, fuso del cavo risultante e fuso di Guyon.

  • Criteri di progettazione per travi iperstatiche

       Reazioni iperstatiche della precompressione e i carichi equivalenti.

  • Perdite

       Perdite istantanee e differite (riprendere fenomeni reologici per cls e per acciaio ad alto limite elastico).

  • Verifiche degli elementi

       Verifiche allo SLU (flessione, taglio, torsione) e allo SLE (tensionale, deformabilità, fessurazione).

 La realizzazione e il montaggio delle strutture

  • Introduzione: La ricerca della semplicità nella progettazione e realizzazione di strutture complesse.
  • Ruoli, Prestazioni e Documenti di cantiere.

Ruoli e Prestazioni correlati alla Costruzione; Progettista delle varie componenti; Geologo; Direttori dei Lavori Generale e Direttori Operativi delle varie componenti. Direttore di Cantiere (lato Impresa); Collaudatore statico; Collaudatore tecnico-amministrativo. Ruoli e Prestazioni correlati alla Sicurezza. Tutta la documentazione da redigere durante e al termine della realizzazione.

  • Le attrezzature ed i macchinari di cantiere: caratteristiche ed impieghi.

Macchinari per fondazione speciali; macchinari per movimenti/trattamenti terra; macchinari per trasferimento verticale/orizzontale; macchinari per demolizioni controllate; macchinari e attrezzature per la formazione dei piani di lavoro.

  • Gare, Contratti e Corrispettivi Professionali sia per Lavori Pubblici che Privati.
  • Prodotti Siderurgici per le Costruzioni Civili.
  • L’Importanza dei “progetto della conoscenza” per le Costruzioni Esistenti.
  • Regole Fondamentali per la Corretta Esecuzione di Strutture in C.A.
  • Tipologie strutturali, loro peculiarità ed implicazioni sul cantiere.
Syllabus

Structural safety and reliability

  • Introduction: fundamentals of statistics and probability.
  • Structural reliability: Definition of structural reliability and probability of failure, uncertainties, methods and criteria for the evaluation of structural reliability and probability of failure.
  • Regulatory approaches: semi-probabilistic approach and limit states approach.
  • Regulatory approaches for new structures: definition of reliability levels and calibration of partial safety factors.
  • Regulatory approaches for existing structures: definition of reliability levels, the importance of the process of knowledge of the existing structures and calibration of partial safety factors.

Materials, rheological phenomena and degradation

  • Concrete

Composition, constitutive law, rheological phenomena (viscosity and shrinkage), degradation phenomena (carbonation).

  • Steel

Composition, typologies and relative constitutive law (structural elements, reinforced concrete bars, high elastic limit steel). Rheological phenomena for high elastic limit steel, degradation phenomena (corrosion).

 

Steel and concrete composite structures

  • Introduction around the motivations for the development of this new structural technology.
  • Steel and concrete composite slabs

Thin walled sections and evaluation of buckling stress. Pre-design and Ultimate Limit State design. Design at Serviceability Limit State.

  • Exercise à Design and safety checks of a steel and concrete composite slabs.
  • Steel and concrete composite beams

Different solutions and shear connectors between beam and slab.

Criteria and calculation methods for shear connectors.

Isostatic and hyperstatic beams: pre-design, Ultimate Limit State design, Serviceability Limit State design.

Exercise à Design and safety checks of a steel and concrete composite beam.

  • Steel and concrete composite columns

Different solutions for steel and concrete composite columns.

Pre-design and Ultimate Limit State design.

 

Pre-stressed concrete

  • Introduction around the motivations for the development of this new structural technology.
  • Pre-stressed concrete technologies and realization technologies.
  • Design of isostatic beams.

Pre-design of the beam and cable design.

  • Design of hyperstatic beams.

Hyperstatic reactions due to the pre-tensioning of cables and equivalent loads.

Instantaneous and deferred losses.

  • Ultimate and Serviceability Limit State checks.

 

Realization of structures

  • Introduction: searching for simplicity in the design and construction of complex structures.
  • Roles, Performances and Construction Site Documents.

Roles and Performances related to Construction; Designer of the various components; Geologist; General Works Managers and Operational Directors of the various components. Construction site manager (company side); Static tester; Technical-administrative tester. Roles and Performances related to Security. All the documentation to be drawn up during and at the end of the implementation.

  • Construction site equipment and machinery: characteristics and uses.

Special foundation machinery; earth movement/treatment machinery; vertical/horizontal transfer machinery; controlled demolition machinery; machinery and equipment for the formation of work surfaces.

  • Tenders, Contracts and Professional Fees for both Public and Private Works.
  • Steel products for civil constructions.
  • The Importance of “knowledge” for Existing Constructions.
  • Fundamental Rules for the Correct Execution of Reinforced Concrete Structures.
  • Structural typologies, their peculiarities and implications during construction.
Bibliografia e materiale didattico

Sheldon M. Ross, “Probabilità e statistica per l’ingegneria e le scienze”, Maggioli editore, 2023.

Nigro, A. Bilotta, “Progettazione di strutture composte acciaio-calcestruzzo”, Flaccovio Ed., 2011

Leonhardt, “C.A. e C.A.P. Calcolo di progetto e tecniche costruttive (5 voll.)”, ETS, Milano, 1976

Cestelli Guidi, “Cemento Armato Precompresso”, Hoepli Ed. Milano, 1987

G.M. Calvi, R. Nascimbene, “Progettare i gusci. Acciaio, cemento armato e precompresso, piastre, serbatoi, cupole, paraboloidi e condotte.  Gravità, instabilità e azioni sismiche”, IUSS Press, 2011

Dall’Asta, R. Landolfo, W. Salvatore, “Edifici monopiano in acciaio ad uso industriale”, Dario Flaccovio Editore, 2009

Pozzati, “Teoria e tecnica delle strutture”, UTET, 1986

Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, DM 17.01.2018 e Circ. Esplicativa n.7 21.01.2019.

Andrzej S. Nowak, Kevin R. Collins, Reliability of Structures, CRC Press, 2019

Bibliography

Sheldon M. Ross, “Probabilità e statistica per l’ingegneria e le scienze”, Maggioli editore, 2023.

Nigro, A. Bilotta, “Progettazione di strutture composte acciaio-calcestruzzo”, Flaccovio Ed., 2011

Leonhardt, “C.A. e C.A.P. Calcolo di progetto e tecniche costruttive (5 voll.)”, ETS, Milano, 1976

Cestelli Guidi, “Cemento Armato Precompresso”, Hoepli Ed. Milano, 1987

G.M. Calvi, R. Nascimbene, “Progettare i gusci. Acciaio, cemento armato e precompresso, piastre, serbatoi, cupole, paraboloidi e condotte.  Gravità, instabilità e azioni sismiche”, IUSS Press, 2011

Dall’Asta, R. Landolfo, W. Salvatore, “Edifici monopiano in acciaio ad uso industriale”, Dario Flaccovio Editore, 2009

Pozzati, “Teoria e tecnica delle strutture”, UTET, 1986

Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, DM 17.01.2018 e Circ. Esplicativa n.7 21.01.2019.

Andrzej S. Nowak, Kevin R. Collins, Reliability of Structures, CRC Press, 2019

Modalità d'esame

Esame orale

Assessment methods

Oral exam

Updated: 25/09/2023 15:27