LABORATORIO DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI M - Z

Obiettivi formativi

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  Obiettivo del corso è fornire allo studente le conoscenze teoriche e le capacità applicative necessarie per la progettazione delle strutture. L’iter fondamentale di tale operazione richiede il passaggio dall’oggetto ad un modello geometrico e di carico (fase di modellazione) che verrà calcolato (analisi strutturale) e verificato (verifica strutturale).

  In particolare, nel corso si esaminano le strutture in acciaio ed in cemento armato. Introdotto il concetto di coefficiente di sicurezza, si passa dal comportamento lineare a quello non lineare (verifica allo stato limite ultimo) e, nel caso di strutture in cemento armato, si affronterà il problema della non omogeneità di calcestruzzo e acciaio e quello della scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo.

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Sviluppo di competenze per la progettazione strutturale di edifici in acciaio e cemento armato.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  Lezioni teoriche ed esercitazione

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Sono previste lezioni di didattica frontale per lo svolgimento delle esercitazioni progettuali complete.

Prerequisiti richiesti

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  Per gli argomenti trattati nel corso di Tecnica delle costruzioni è molto forte la consequenzialità con argomenti trattati nel corso di Scienza delle costruzioni. Elenco quindi alcuni argomenti, studiati in corsi precedenti, indispensabili per il corso di Tecnica delle costruzioni.

  Geometria delle masse: Area; baricentro; momento statico; momento d’inerzia; teoremi di trasporto. Concetti base di Scienza delle costruzioni: Tensioni normali e tangenziali; deformazioni; relazione tra tensioni e deformazioni; modulo di elasticità normale e tangenziale; modulo di Poisson; relazione tra lo stato tensionale in diverse giaciture; cerchio di Mohr.

  Relazione tra caratteristiche della sollecitazione e stato tensionale nella sezione.

  Relazioni differenziali tra carico, caratteristiche della sollecitazione, spostamenti e rotazioni (equazioni indefinite d’equilibrio); equazione della linea elastica.

  Risoluzione di schemi isostatici. Condizioni di equilibrio per la determinazione delle reazioni vincolari; determinazione delle caratteristiche della sollecitazione in una generica sezione; tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. Tracciamento dei diagrammi di momento flettente M e taglio V (e loro valori massimi) per gli schemi isostatici. Risoluzione di schemi iperstatici.

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Conoscenza del comportamento di aste a comportamento elastico: risoluzione di schemi isostatici ed iperstatici, determinazione delle carateristiche della sollecitazione ed analisi dello stato tensionale della sezione.

Frequenza lezioni

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  La frequenza delle lezioni verrà monitorata quotidianamente.

• PROGETTO DI STRUTTURE

  La frequenza delle lezioni verrà monitorata quotidianamente.

Contenuti del corso

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  Condizioni di affidabilità strutturale. Margine e fattore di affidabilità. Condizioni limite di affidabilità. Sicurezza strutturale: Crisi puntuale (basata sulle tensioni, deformazioni, energie) - Crisi della sezione - Crisi globale. Obiettivi della moderna progettazione strutturale. Metodi di verifica strutturale alle tensioni ammissibili ed a rottura. Tipologie di approccio alla valutazione della sicurezza strutturale: Approccio deterministico. Valutazione del grado di sicurezza; Approccio probabilistico. Richiami di calcolo delle probabilità e di statistica. La variabile aleatoria. Funzione di probabilità, di distribuzione di probabilità e di densità di probabilità. Frattile e valore caratteristico. La distribuzione normale. Probabilità di superamento di una determinata condizione; Approccio semiprobabilistico. Stati limite (stato limite ultimo; stato limite di esercizio o servizio). Normativa tecnica italiana ed europea Azioni: classificazione; valori caratteristici; valori di calcolo per stati limite ultimi e stati limite di esercizio. Calcestruzzo: Comportamento sotto carichi di breve durata: resistenza a compressione; resistenza a trazione; modulo elastico; legame tensioni-deformazioni per analisi non lineare e per verifica della sezione; valori di calcolo delle tensioni. Comportamento nel tempo: ritiro; deformazioni viscose. Acciaio per cemento armato ordinario: legame tensioni-deformazioni; valori di calcolo delle tensioni. Conglomerato cementizio armato: Flessione composta: aspetti generali, stadi di comportamento. Sforzo normale: secondo stadio (verifica della sezione, indicazioni di normativa, progetto della sezione e dell'armatura) Sforzo normale: terzo stadio (progetto e verifica della sezione e dell'armatura, indicazioni di normativa, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite). Flessione semplice: primo stadio, secondo stadio (verifica di sezione rettangolare, verifica di sezione riconducibile alla rettangolare e di sezione generica, progetto di sezione rettangolare a semplice ed a doppia armatura). Flessione semplice nel terzo stadio (impostazione generale, diagrammi limite e campi di comportamento per modello non lineare del materiale, formule specifiche per sezione rettangolare, equazioni risolutive per la verifica di sezione rettangolare, progetto di sezione rettangolare a semplice e a doppia armatura, diagrammi momento-curvatura, duttilità, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite). Flessione composta: richiami di Scienza delle costruzioni, nocciolo d'inerzia. Flessione composta retta: secondo stadio (sezione rettangolare, individuazione dei noccioli d'inerzia, verifica per sezione tutta tesa, verifica per sezione tutta compressa, individuazione dell'asse neutro e verifica per sezione parzializzata, sezioni diverse dalla rettangolare - sezione a croce, sezione generica). Flessione composta retta: terzo stadio (impostazione generale della verifica, determinazione del diagramma limite delle deformazioni che corrisponde ad un assegnato sforzo normale, calcolo del momento limite corrispondente). Flessione composta: primo e secondo stadio (domini di resistenza per flessione composta retta, variazione dei domini al variare delle armature, utilizzo dei domini per il progetto della sezione e dell'armatura). Flessione composta: terzo stadio (domini di resistenza per flessione composta retta, determinazione dei domini per sezione generica; formule approssimate per la determinazione dei domini in sezioni rettangolari; progetto della sezione, confronto tra la resistenza a presso e tensoflessione valutata col metodo delle tensioni ammissibili e semiprobabilistico agli stati limite. Taglio: primo e secondo stadio (determinazione delle tensioni tangenziali). Taglio: secondo stadio (limiti di normativa, modelli per il calcolo delle armature). Taglio: terzo stadio (resistenza della sezione non armata - modello a pettine, resistenza della sezione armata - modello normale, resistenza della sezione armata - modello a inclinazione variabile del traliccio, progetto delle armature, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite, traslazione del diagramma del momento flettente). Punzonamento: confronto col taglio, indicazioni di normativa per modello non lineare di comportamento del materiale. Torsione: primo stadio (determinazione delle tensioni tangenziali). Torsione: secondo stadio (modelli e formule per la determinazione delle armature a torsione, presenza combinata di taglio e torsione). Torsione: terzo stadio (resistenza della sezione; progetto delle armature, presenza combinata di taglio e torsione, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite). Stati limite di tensione: limiti di normativa; verifica. Stati limite di deformazione: limiti di normativa; determinazione della freccia. Stato limite di fessurazione: sforzo normale di fessurazione; tensione nell'armatura prima e dopo la fessurazione; determinazione della distanza tra fessure, della deformazione media, dell'ampiezza della fessura; tension stiffening, momento di fessurazione, armatura necessaria per evitare lo snervamento all'atto della fessurazione, altre indicazioni dell'EC2 per garantire una accettabile fessurazione. Acciaio strutturale: legame tensioni-deformazioni; valori di calcolo delle tensioni. Sforzo normaledi trazione: verifica della sezione lorda e netta, duttilità delle aste tese. Instabilità delle aste in acciaio: asta ideale e reale. Instabilità locale. Flessione semplice e composta: comportamento in campo elastico e inelastico. Taglio. Stati limite di esercizio. Collegamenti bullonati e saldati.

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Proprietà e comportamento di calcetruzzo ed acciaio.
  Dimensionamento e progetto di dettaglio di elementi strutturali in c.a.: solai, travi, pilastri.
  Dimensionamento di elementi strutturali in acciaio.
  Elementi su funzionamento e progetto di collegamenti tra aste in acciaio.

Testi di riferimento

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  Aurelio Ghersi. Il Cemento Armato. Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2010

  A. Ghersi, E. M. Marino, P.P. Rossi, F. Barbagallo. Verifica e progetto di aste in acciaio. Dario Flaccovio, 2014 ISBN 978-88-579-0267-8

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Il cemento armato: Le basi della progettazione strutturale esposte in maniera semplice ma rigorosa. Aurelio Ghersi, Dario Flaccovio Editore.
  Verifica e progetto di aste in acciaio. Aurelio Ghersi, Edoardo M. Marino, Pier Paolo Rossi, Francesca Barbagallo, Dario Flaccovio Editore.

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  L’esame di Laboratorio di Tecnica delle Costruzioni prevede un esame orale durante il quale si richiede allo studente di discutere alcuni argomenti del corso e, eventualmente, di risolvere alcuni esercizi. L’esame orale può prevedere lo svolgimento di alcuni semplici esercizi di Scienza delle Costruzioni (ad esempio, calcolo delle sollecitazioni in strutture isostatiche). Le tracce di alcune delle domande d’esame possono essere rese note allo studente all’inizio della seduta d’esame cosicché questo abbia maggior tempo per impostare e meditare le risposte.

  L'esame può essere sostenuto dopo aver completato i progetti assegnati nel modulo di Progetto di Strutture

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Discussione delle soluzioni sviluppate per il dimensionamento degli elementi strutturali in acciaio e cemento armato.
  Esposizione delle tavole progettuali e delle relazioni di calcolo.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• TECNICA DELLE COSTRUZIONI

  Le domande della prova orale verteranno sugli argomenti trattati durante il corso

• PROGETTO DI STRUTTURE

  Quesiti riguardanti il dimensionamento degli elementi strutturali in acciaio e cemento armato.