31448 - FONDAMENTI DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI T

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, e dopo aver superato la prova di verifica finale, lo studente possiede le conoscenze fondamentali su: la modellazione ed il calcolo delle strutture, anche fortemente iperstatiche, i criteri per la progettazione, il calcolo e la verifica di elementi strutturali e strutture di media complessità in calcestruzzo armato ed in acciaio, mediante l’applicazione di schemi ricorrenti, i più ricorrenti particolari costruttivi, le principali metodologie per l’esecuzione dei lavori strutturali. Sa inoltre consultare ed interpretare le principali normative tecniche in materia di progettazione strutturale.

Contenuti

PREREQUISITI

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce i principali metodi di risoluzione delle strutture isostatiche e iperstatiche (quali metodo delle forze, metodo delle deformazioni, principio dei lavori virtuali, etc.), la geometria delle masse, la teoria della trave ed è in grado di valutare le tensioni in sezioni di materiale elastico omogeneo ed isotropo. Padroneggia inoltre i concetti di equilibrio e congruenza e i principali aspetti della statica.

Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando l’esame di Meccanica Razionale e Scienza delle Costruzioni.

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito, oltre che a sostenere l’esame finale (orale).

 

PROGRAMMA

0. INTRODUZIONE E RICHIAMO A CONCETTI BASE DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI

0.1 Tipologie strutturali ricorrenti

0.2 Diagrammi delle sollecitazioni nelle strutture isostatiche ed iperstatiche

1. CALCOLO DELLE STRUTTURE MULTI-IPERSTATICHE

1.1. Strutture simmetriche con caricamento simmetrico ed antimetrico (ripasso).

1.2. Il metodo delle forze ed il metodo degli spostamenti. Il metodo dei vincoli ausiliari.

1.3. Strutture con i nodi che ruotano e non traslano: rigidezze alla rotazione; il metodo di Cross.

1.4. Strutture con i nodi che traslano e non ruotano: rigidezze alla traslazione.

1.5. Strutture con i nodi che traslano e ruotano.

1.6. Analisi matriciale delle strutture, calcolo delle matrici di rigidezza con metodo diretto.

2. PROGETTO/VERIFICA DI STRUTTURE IN CALCESTRUZZO ARMATO

2.1. Normative di riferimento.

Approccio agli stati limite. Elementi di teoria della probabilità. Criteri generali del metodo di verifica agli stati limite (metodo dei coefficienti parziali).

2.2. Definizione delle azioni.

Azioni variabili sulle strutture (neve, vento, ecc.). Definizione delle combinazioni di carico.

2.3. Materiali.

Calcestruzzo: Aspetti tecnologici; prove di valutazione preventiva delle caratteristiche meccaniche, controlli di accettazione, prove complementari; Prova di compressione. Acciaio: Classi di acciai, prescrizioni normative, controlli di accettazione; lunghezze di ancoraggio delle armature.

2.4. Metodo di verifica alle tensioni ammissibili (cenni).

Generalità sul metodo e ipotesi di base. Coefficiente di omogeneizzazione. Calcolo delle sezioni inflesse in c.a., problema di verifica e di progetto. Espressioni approssimate per il dimensionamento di massima.

2.5. Verifica delle sezioni in c.a. agli stati limite ultimi.

Diagrammi di calcolo dei materiali. Campi di rottura e modalità di crisi delle sezioni. Momento ultimo di sezioni inflesse. Verifiche e dimensionamento a taglio delle travi in c.a. Sezioni pressoinflesse: interazione momento-sforzo normale per la verifica e il progetto. Formule semplificate di verifica e progetto. Lunghezze di ancoraggio.

3. ELEMENTI STRUTTURALI IN C.A.: TIPOLOGIE E CRITERI DI PROGETTO

3.1. Progetto dei solai

Analisi dei carichi. Tipologie di solai. Solai in latero-cemento: Criteri di dimensionamento, schemi a 2, 3, più appoggi, disposizione delle armature, verifiche a flessione e taglio dei solai.

3.2. Progetto dei telai in c.a.

Individuazione schema statico di un edificio. Travi in altezza e spessore. Criteri di massima per la valutazione delle azioni interne e per il dimensionamento di massima delle travi. Verifica per sottostrutture. Condizioni di carico per valori massimi delle sollecitazioni. Disegni delle casserature e disposizione delle armature per flessione e taglio.

3.3. Progetto delle pilastrate.

Aree di influenza per il dimensionamento di massima dei pilastri. Verifica per sottostrutture. Condizioni di carico per combinazioni di massime sollecitazioni momento - sforzo normale. Disegni delle casserature e disposizione delle armature.

3.4. Progetto delle strutture di fondazione.

Carichi sulle fondazioni. Fondazioni continue (travi rovesce) ed isolate (plinti tozzi e snelli). Modello semplificato per fondazioni continue. Criteri di dimensionamento. Verifiche e disposizione delle armature.

4. ELEMENTI STRUTTURALI IN ACCIAIO: TIPOLOGIE E CRITERI DI DIMENSIONAMENTO

4.1 Criteri base di verifica e di progetto

Elementi tesi, Elementi inflessi: verifiche di resistenza e deformabilità, Elementi soggetti a taglio: verifiche di resistenza,

4.2 Stabilità degli elementi

Il problema della stabilità negli elementi compressi: teoria di Eulero ed asta reale, Gli elementi soggetti a presso flessione, L'instabilità locale,

4.3 Elementi composti

Gli elementi composti: principi di funzionamento e verifiche di stabilità,

4.4 i collegamenti

Le unioni saldate, Le unione bullonate, Collegamento con la fondazione.

Testi/Bibliografia

TESTI CONSIGLIATI:

E. Viola, Fondamenti di Analisi Matriciale delle Strutture, Pitagora Editrice Bologna, 1996.

P. Pozzati e C. Ceccoli, Teoria e Tecnica delle strutture, ed. UTET, Torino, voll I e e II (1972 – 1974).

A. Ghersi, Costruzioni in Cemento Armato, Flaccovio editore, 2010.

E. Cosenza, G. Manfredi, M. Pecce, Strutture in cemento armato, Hoepli, 2008.

V. Nunziata, Teoria e pratica delle strutture in acciaio, Flaccovio editore, 2011.

G. Ballio, F.M. Mazzolani, Strutture in Acciaio, Hoepli, 1987.

NORMATIVE DI RIFERIMENTO:

Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M. 14/01/2008.

Circolare 02/02/2009, n. 617, C.S.LL.PP.

Eurocodice 2 UNI EN 1992-1-1:2005 Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici.

CNR 10011, Costruzioni in acciaio, 1988.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed online sulle basi teoriche dei problemi oggetto del corso. Lezioni frontali ed online sugli aspetti applicativi e tecnologici per la progettazione di strutture in C.A. e acciaio. Lezioni frontali ed online su esempi di progettazione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso lo svolgimento di due esercitazioni da svolgere durante l'anno, una prova scritta ed una prova orale finale, che accerti l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. Le esercitazioni riguardano una semplice struttura in calcestruzzo armato ed una struttura in acciaio da progettarsi secondo la normativa vigente. La prova scritta riguarda la risoluzione di una struttura iperstatica ed il progetto/verifica di sezioni in c.a. o acciaio. La prova orale finale ha una durata di circa 20 minuti senza ausilio di materiale di supporto (libri di testo o appunti), e si articola di norma sui seguenti argomenti:

  1. esercizi incentrati sulla risoluzione di strutture iperstatiche;
  2. progettazione, il calcolo e la verifica di elementi in C.C.A. e acciaio;
  3. aspetti teorici relativi al programma sopra citato;
  4. discussione degli elaborati di progetto.

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento, ed in particolare a una buona padronanza dei metodi di risoluzione delle strutture e la corretta applicazione delle tecniche di progetto e di verifica.

Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto a gravi carenze negli elaborati progettuali, all’insufficiente conoscenza dei concetti di base come la statica e la cinematica delle strutture, concetti di equilibrio e congruenza o alla mancata padronanza del linguaggio tecnico.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, Proiettore, Slide in formato digitale e Registrazioni di lezioni.

Materiale scaricabile tramite la nuova piattaforma virtuale.unibo.it.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marco Savoia

Consulta il sito web di Luca Pozza