SCOPO DEL CORSO
Lo studente acquisisce la capacità di capire le problematiche ed il comportamento dei principali elementi strutturali.
Impara a calcolare correttamente le sollecitazioni agenti su strutture iperstatiche, con particolare riferimento a travi continue e a telai.
Studia le caratteristiche dei materiali e delle azioni sulle costruzioni.
Acquisisce le nozioni basilari per la progettazione e la verifica delle più comuni e semplici strutture in calcestruzzo armato, acciaio,calcestruzzo armato precompresso e legno (cenni), oltre a piastre sottili e travi alte. Studia alcuni fenomeni di dettaglio per le strutture in calcestruzzo armato quali la viscosità e il comportamento a rottura.
PROGRAMMA
Le strutture piane di travi a molte iperstatiche
La linea elastica alle derivate seconde e alle derivate quarte.
I corollari di Mohr per il calcolo di coefficienti di influenza.
Risoluzione con i metodi delle forze e degli spostamenti.
Telai a nodi fisi e a nodi spostabili.
Tracciamento qualitativo ed analitico delle azioni interne e della deformate.
Influenza della deformabilità assiale delle aste sulle iperstatiche flessionali.
Problemi particolari delle travi
La trave continua su suolo elastico alla Winkler e sue applicazioni (il graticcio di travi, la rotaia...).
Azioni sulle strutture e materiali per le costruzioni
Carichi permanenti e variabili.
Azioni sismiche e metereologiche.
Effetti delle distorsioni termiche e dei cedimenti vincolari.
Proprietà e caratteristiche meccaniche dell'acciaio, del legno e del calcestruzzo.
Strutture in acciaio
Tipologie strutturali.
Caratteristiche meccaniche degli acciai strutturali.
Progettazione delle strutture in acciaio: comportamento globale, dei singoli elementi e dei collegamenti (bullonature e saldature).
Verifica di stabilità di elementi compressi (metodo omega)
Criteri di dimensionamento e di verifica di travi in acciaio.
Le travi reticolari.
I collegamenti bullonati e saldati tra elementi strutturali: tipologie e schemi di calcolo.
Strutture in calcestruzzo armato
Composizione e caratteristiche meccaniche del calcestruzzo e dell'acciaio da armatura.
La sicurezza delle strutture in c.a.
Il calcolo tradizionale degli elementi in c. a. in condizioni di esercizio (controllo della fessurazione, della deformazione e dello sforzo).
La trave in c. a. soggetta ad azione assiale, flessione semplice, flessione e taglio, flessione composta e torsione.
Criteri di dimensionamento delle strutture in c.a.
Fondazioni: i plinti isolati.
Cenni sul metodo semiprobabilistico agli stati limite.
Calcolo a rottura: flessione e pressoflessione.
La lastra piana caricata da forze normali al piano medio (piastre sottili)
Ipotesi della teoria delle piastre sottili.
L'equazione della superficie elastica.
Soluzioni particolari: il carico a montagnola.
Condizioni al contorno.
L'effetto piastra.
Estensione della teoria alle piastre in calcestruzzo armato.
Esempi applicativi.
Instabilità delle piastre sottili
Richiami di teoria dell'instabilità delle piastre piane sottili.
La trave da ponte.
Instabilità globale e locale (cenni).
La lastra piana caricata da forze parallele al piano medio
Ipotesi alla base della teoria elastica delle lastre.
Le travi alte.
L'equazione risolvente delle lastre.
Soluzioni polinomiali e di Airy.
Il semipiano infinito.
Isostatiche nelle lastre.
Esempi applicativi: l'armatura delle travi alte in calcestruzzo armato.
Cenni sul Calcestruzzo armato precompresso
Definizione e tecnologie.
Caratteristiche dei materiali: l'acciaio da precompressione.
Carichi equivalenti alla precompressione.
Punti limite.
La verifica in esercizio a flessione e a taglio.
Diffusione della precompressione e testate.
Esempi applicativi.
Cenni sul calcolo a rottura delle strutture in calcestruzzo armato
Il concetto di duttilità.
Ridistribuzione dei momenti.
Cenni sulla viscosità nelle strutture in calcestruzzo armato
Definizioni.
La viscosità lineare.
Modelli reologici.
Viscosità nelle strutture iperstatiche.
Applicazioni strutturali.
Cenni sugli elementi strutturali in legno
Tipologie strutturali.
Caratteristiche meccaniche del legno e legno lamellare da costruzione.
Progettazione delle strutture in legno e dei collegamenti.
Laboratorio didattico (45 ore - 3 CFU)
Nell'ambito del laboratorio si svilupperà un progetto strutturale in modo integrato con la progettazione architettonica e impiantistica. In particolare la parte strutturale riguarderà la concezione della struttura, compresa la definizione degli schemi statici e dei vincoli, il dimensionamento e le verifiche degli elementi più significativi.
MANUALE DEL CORSO
G. Plizzari, F. Minelli: Tecnica delle Costruzioni e Laboratorio. Lezioni ed esercitazioni. Snoopy Cartolibreria; ISBN: 978-88-89252-48-2, Terza Edizione, Ottobre 2021.
TESTI DI RIFERIMENTO
M. Mezzina (a cura di). Fondamenti di Tecnica delle Costruzioni - Seconda Edizione. Città Studi Edizioni
G. Ballio e C. Bernuzzi, "Progettare costruzioni in acciaio", Ed. Hoepli Milano.
O. Belluzzi, "Scienza delle Costruzioni", Ed. Zanichelli, Bologna.
M. Caironi, "Teoria e Tecnica delle costruzioni - Calcestruzzo armato - Elementi di strutture in acciaio" Ed. Clup, Milano.
P. Gambarova, E. Giuriani et al. "Esercizi di Tecnica delle Costruzioni", Ed. Clup, Milano.
E. Giangreco, "Teoria e Tecnica delle costruzioni", Ed. Liguori, Napoli.
E.F. Radogna, "Tecnica delle costruzioni - 1 Fondamenti delle costruzioni in acciaio", Ed. Masson.
G. Toniolo, "Appunti di tecnica delle costruzioni - Elementi strutturali in acciaio", Ed. Masson.
G. Toniolo, "Calcolo strutturale: i telai", Ed. Masson, Milano.
G. Toniolo e M. di Prisco, “Cemento armato” Voll. 2A e 2B, Ed. Masson, Milano.
NORMATIVE DI RIFERIMENTO
Ministero dei Lavori Pubblici - Decreto Ministeriale 17 gennaio 2018, Aggiornamento delle "Norme tecniche per le costruzioni"
Ministero dei Lavori Pubblici - Circolare 21 gennaio 2019 n.7 ” Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018.
PROGRAMMA IN LINGUA INGLESE
SYLLABUS
Statically undeterminate structures.
Force method.
Displacement method.
Loads applied to structures: permanent, variable and accidental loads.
Structural materials: concrete, steel and wood.
Theory and design of steel structures: standard and assembled beams and columns. Instability and buckling.
Design of wood beams.
Theory and design of concrete structures: axial load, flexure, shear and torsion. Design of continuous beams, columns and footings.
Theory of thin plates.
Theory of deep beams.
Preliminary details on prestressed Concrete Structures.
Moment redistribution, creep and relaxation in reinforced concrete elements.
MODALITÀ D'ESAME
Esame scritto: risoluzione di telaio iperstatico con metodo delle forze e delle deformazioni.
Durata di 2 ore
Il superamento dell'esame scritto ammette all'esame orale, che verte su tutti gli argomenti del corso.
Gli elaborati/progetti relativi al Laboratorio dovranno essere discussi da tutti i componenti del gruppo con il docente e il tutor prima di accedere all'esame orale.
L'esame scritto (telaio) consente (eccezion fatta per il test intermedio come nel seguito specificato) di sostenere l'esame orale esclusivamente nella sessione in cui è stato sostenuto lo scritto e nelle due successive.
TEST INTERMEDIO:
Lo scritto sui telai può essere sostituito con TEST INTERMEDIO (offerto verso metà/fine novembre, in generale).
Durata: 2.5 ore
VALIDITA':
a) per gli studenti che seguono laboratorio secondo semestre: la validità del test intermedio è per l'intero anno accademico + sessione successiva (sessioni S1, S2, REC e S1 anno successivo - per coloro sosterranno con esito positivo il test nel novembre 2021, esso avrà scadenza nel febbraio 2023).
b) per gli studenti che hanno già completato e discusso il laboratorio in anni precedenti: la validità del test intermedio segue la regola generale, per cui l'esame orale può essere sostenuto nelle sessioni S1 e S2 (giugno-luglio).
LABORATORIO (titolarità Ing. Marchina)
PROGETTO/ELABORATO STRUTTURALE
Resta fortemente consigliato e auspicato che il progetto/elaborato venga sviluppato durante le 45 ore previste per il Laboratorio nel secondo semestre.
Gli elaborati/progetti dovranno essere discussi da tutti i componenti del gruppo con il tutor ed il docente prima di accedere all'esame orale. All'elaborato verrà attribuito una votazione.
Numero minimo studenti per gruppo: 3
Numero massimo studenti per gruppo: 5
DATE DISCUSSIONE ELABORATI: tutti i componenti del gruppo possono discutere l'elaborato o durante la sessione di esami S2 (giugno-luglio, in due date precedenti gli esami scritti), o nella sessione di recupero REC (settembre, in una data). Non è consentito posticipare oltre, pena perdita validità dell'elaborato. Una volta discusso, l'elaborato/progetto non ha scadenza ai fini dell'esame orale.
ELABORATI STRUTTURALI RELATIVI AGLI SCORSI ANNI ACCADEMICI
Gli elaborati relativi agli anni accademici precedenti NON DISCUSSI nei tempi indicati perdono la loro validità.
Si invitano quindi i ragazzi che non hanno ancora discusso l'elaborato a ripresentarsi nel semestre S2 per iniziarne uno nuovo.
Una volta discusso, l'elaborato/progetto non ha scadenza.
SEMINARI EROGATI DURANTE IL SECONDO SEMESTRE (LABORATORIO)
GIOVEDI' 15/3.
Visita presso il Laboratorio P. Pisa dell'Università, in collaborazione con gli ingg. Cominoli e Marchina.
Ritrovo in aula B03 alle ore 14.30 e trasferimento successivo.
GIOVEDI' 22/3.
GIOVEDI' 29/3.
Ore 14.30-16.30, aula B03. Seminario Ing. Marcello Lavizzari
GIOVEDI' 19/4.
GIOVEDI' 26/4.
Solai in laterizio: progetto ed esecuzione
GIOVEDI' 3/5.
Ore 14.30-16.30, aula B03. Seminario Ing. Alberto Agostini
GIOVEDI' 10/5.
Ore 14.30-16.30, aula B03. Seminario Ing. Alberto Agostini
Progettazione avanzata delle Strutture in Legno Lamellare