Il corso si propone di fornire una metodologia generale per la progettazione delle costruzioni sia nuove che esistenti in zona sismica, tenendo conto del comportamento dinamico sotto le azioni sismiche. Gli strumenti ed il linguaggio sono quelli propri dell’ingegneria strutturale e dei connessi metodi di calcolo.
Oltre agli schemi relativi sia alle lezioni che alle esercitazioni, e forniti in pdf, vengono segnalati quali testi di consultazione:
Gavarini, C., Dinamica delle strutture, ESA, Roma, 1978.
Clough, R.W., Penzien, J., Dynamic of Structures, Mc Graw Hill, New York, 1975.
Newmark N.M , Rosenblueth E.: Fundamentals of Earthquake Engineering - Prentice Hall, 1971.
Dowrick D.: Earthquake Resistant Design - J. Wiley & S.,1990.
Paulay T., Priestley N.: Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings - J. Wiley & S.,1990.
Castellani A., Faccioli E.: Costruzioni in zona sismica, Hoepli, 2004.
AA.VV.: Collana di Ingegneria sismica, IUSS Press.
Obiettivi Formativi
Lo studente potrà progettare edifici nuovi in c.a, acciaio, legno e muratura ed effettuare valutazioni di capacità delle costruzioni esistenti al fine di progettare gli interventi necessari a conseguire il miglioramento o l’adeguamento sismico delle strutture portanti.
Prerequisiti
Possesso di una laurea di primo livello ed il possesso dei requisiti curriculari. Nessuna precedenza di esame.
Metodi Didattici
Lezioni in aula. Esercitazioni in aula su tutti gli argomenti. Esercitazioni di laboratorio.
Modalità di verifica apprendimento
L’esame si compone di: a) due esercitazioni progettuali e b) una prova orale.
Entrambe le prove devono essere superate con esito positivo (come di seguito descritto).
a) Esercitazioni progettuali
Analisi dinamica modale di un edificio e dimensionamento degli interventi necessari ad ottenere le prime due forme modali traslazionali.
Verifica sismica dell’edificio utilizzato nella prima esercitazione con disegno dei particolari costruttivi relativi a due travate, due pilastrate, le strutture di fondazione, il nucleo ascensore e le scale.
L’analisi dell’edificio dovrà essere fatta tenendo conto del comportamento tridimensionale dello stesso. In alternativa allo studio di un edificio potrà essere concordata l’analisi di altre strutture di analoga complessità.
b) Prova orale.
L’orale è costituito da un colloquio, da sostenersi in uno degli appelli ufficiali, a seguito di valutazione positiva del lavoro svolto nelle due esercitazioni progettuali. Di norma non è ammesso sostenere 2 prove orali nella stessa sessione, salvo casi particolari da stabilire in accordo con il docente.
La votazione finale dell’esame terrà conto dei risultati di entrambe le prove, con un peso maggiore per la votazione della prova orale a discrezione del docente.
Gli appelli d’esame sono stabiliti nel rispetto del calendario didattico di Facoltà; è possibile, qualora il numero di iscritti alla sessione lo renda necessario, fissare dei post-appelli. Tali eventuali post-appelli sono definiti il giorno stesso dell’esame e come tali sono riservati ai soli candidati regolarmente iscritti in lista. Non si potranno stabilire né concedere post-appelli al di fuori della sede dell’appello ordinario in questione.
Per gli studenti laureandi, in relazione alle date stabilite per le sedute di laurea, si potranno concordare con il docente altre date per gli appelli.
All’esame possono accedere tutti gli studenti in regola con gli adempimenti previsti nel Manifesto degli Studi.
Programma del corso
Dinamica delle strutture
Isolamento delle vibrazioni: il caso delle forzanti impresse e dello spostamento impresso. Effetti delle vibrazioni sugli edifici e sulle persone. Oscillazioni con forzanti qualsiasi: esame dei casi con forzanti a rampa ed a gradino. Effetti delle non linearità nelle equazioni di moto: 1) non linearità di massa; 2) non linearità di smorzamento, smorzamento lineare equivalente nel caso dell’isteresi dei materiali e dell’attrito; 3) non linearità della molla, geometrica e materiale. Esempi di calcolo per strutture geometricamente o materialmente non lineari. Sistemi continui, oscillazioni flessionali delle travi, le soluzioni analitiche per la trave semplicemente appoggiata ed a mensola. Travi a sezione variabile e rapporto di Rayleigh. Il metodo di Rayleigh-Ritz, esempio per la trave a mensola. Influenza dello sforzo normale sulle oscillazioni flessionali delle travi. Oscillazioni flessionali delle travi continue, la trave continua a luci uguali, le rigidezze in campo dinamico. Esempio per la trave su tre appoggi con luci diverse.
Ingegneria sismica
L’evoluzione delle normative italiane. La normativa italiana ed europea, criteri di progettazione. Costruzioni in c.a., duttilità e dettagli costruttivi di travi, colonne e nodi. Costruzioni in acciaio, telai e strutture con controventi. Costruzioni in muratura, modellazione ed analisi.
Interventi sulle costruzioni esistenti: intervento locale, miglioramento sismico ed adeguamento. Riparazione dei danni e demolizioni. Caratterizzazione meccanica delle murature. Strutture speciali, ponti, serbatoi e dighe. Sistemi di protezione sismica non convenzionali mediante il controllo della risposta delle strutture: passivo, attivo ed ibrido.