Metodo semiprobabilistico agli stati limite. Il calcestruzzo e l’acciaio da cemento armato. Sezioni inflesse e presso-inflesse, taglio. Analisi della normativa tecnica. Comportamento dì strutture elementari: travi continue e telai regolari. Metodi di calcolo di strutture intelaiate generiche.
Caratteristiche delle strutture in acciaio. Verifiche di resistenza e stabilità delle membrature. Unioni bullonate e saldate.
Contenuto del corso - Parte C
La concezione strutturale di edifici in calcestruzzo armato e in acciaio.
La normativa tecnica delle costruzioni.
Concetto di sicurezza e metodi di calcolo.
Costruzioni in calcestruzzo amato: proprietà del materiale,
calcolo della sezione soggetta a flessione semplice, a flessione composta,a taglio e torsione.
Costruzioni in acciaio: proprietà e processi di produzione, verifiche di elementi strutturali allo stato limite ultimo, di resistenza e di stabilità; collegamenti di elementi strutturali:
verifiche di resistenza delle unioni chiodate, bullonate e saldate.
Metodi di analisi delle strutture intelaiate.
Interventi sul costruito esistente.
1. E. Cosenza, G. Manfredi, M.R. Pecce: Strutture in cemento armato, Hoepli.
2. G. Sarà: Compendio di teoria e tecnica delle costruzioni, voll. I, II, III, Liguori, Napoli.
3. Dispense fornite durante il Corso.
1. E. Cosenza, G. Manfredi, M. Pecce, Strutture in cemeneto armato. Basi della progettazione, Hoepli Editore, Milano 2008.
2. A. Ghersi, Il cemento armato. Dalle tensioni ammissibili agli stati limite: un approccio unitario, Flaccovio Editore, Palermo 2005.
3. Bernuzzi, F. M. Mazzolani, Edifici in acciaio. Materiale, calcolo e progetto secondo l'Eurocodice EN-1993-1-1, Bibl. Tec. Hoepli, Milano 2007.
4. E. Giangreco, Teoria e Tecnica delle Costruzioni, voll. I e II, Liguori, Napoli.
5. G. Sarà, Compendio di Teoria e Tecnica delle Costruzioni, vol. II, III, Liguori Editore, Napoli.
Oltre ai testi riportati saranno fornite ulteriori indicazioni durante lo svolgimento delle esercitazioni.
Obiettivi Formativi - Parte A
Il Corso si propone di fornire agli allievi gli strumenti per il calcolo e la progettazione di costruzioni in calcestruzzo armato ed acciaio e di verificarne l’applicazione con riferimento alle tradizionali tipologie edilizie, all’interno di un processo progettuale integrato per tenere conto delle interferenze della struttura con altri aspetti architettonici e tecnologici. Il Corso sarà pertanto orientato alla formazione professionale dell’Architetto in campo strutturale.
Obiettivi Formativi - Parte C
Il Corso si propone di fornire agli allievi metodologia e strumenti per il calcolo e la progettazione di costruzioni in calcestruzzo armato ed acciaio e di verificarne l'applicazione con riferimento alle tradizionali tipologie edilizie, all'interno di un processo progettuale integrato con gli aspetti architettonici e tecnologici.
Prerequisiti - Parte A
Matematiche di base, Statica e Scienza delle Costruzioni.
Prerequisiti - Parte C
Matematiche di base, Statica e Scienza delle Costruzioni.
Metodi Didattici - Parte A
Per quanto riguarda il modulo di “Tecnica delle Costruzioni” (8CFU) la didattica prevede lezioni della durata di 2 ore, sviluppate alternando argomenti teorici e lezioni a carattere applicativo-progettuale. In parallelo saranno sviluppate, correlandole agli argomenti della disciplina fondante, le lezioni di “Progetto di Strutture” (4CFU).
Metodi Didattici - Parte C
Il modulo di "Tecnica delle Costruzioni" prevede lezioni su argomenti teorici e lezioni a carattere applicativo-progettuale. In parallelo saranno sviluppate le lezioni di "Progetto di Strutture", correlandole agli argomenti della disciplina fondante.
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
La verifica finale prevede la discussione delle tavole elaborate durante il corso, unitamente a quesiti ed esercizi specifici sui vari argomenti trattati nei due moduli didattici.
Modalità di verifica apprendimento - Parte C
La verifica finale prevede la discussione delle tavole elaborate durante il corso, unitamente a quesiti ed esercizi specifici sui vari argomenti trattati nei due moduli didattici.
Programma del corso - Parte A
Università degli Studi di Firenze
Facoltà di Architettura
Laboratorio di Progettazione Strutturale
A.A. 2013-2014
MODULI DIDATTICI: Tecnica delle Costruzioni (8CFU)
Progetto di Strutture (4CFU)
OBIETTIVI DEL LABORATORIO
Il Laboratorio si propone di fornire agli allievi gli strumenti per il calcolo e la progettazione di costruzioni in calcestruzzo armato, calcestruzzo armato precompresso ed acciaio e di verificarne l’applicazione con riferimento alle tradizionali tipologie edilizie, all’interno di un processo progettuale integrato per tenere conto delle interferenze della struttura con altri aspetti architettonici e tecnologici.
Il Laboratorio sarà pertanto orientato alla formazione professionale dell’Architetto in campo strutturale.
ARGOMENTI TRATTATI
Durante lo svolgimento del Laboratorio vengono trattati in maniera integrata argomenti caratteristici delle due discipline facenti capo al Laboratorio stesso e cioè Tecnica delle Costruzioni (modulo fondante) e Progetto di Strutture così come in seguito indicato. Gli argomenti sviluppati vengono utilizzati in alcune esperienze di progettazione integrata, relativamente a costruzioni di tipo civile e/o industriale realizzate con diverse tecniche costruttive, avvalendosi dell’ausilio di strumenti d’elaborazione automatica nell’ambito del calcolo e della rappresentazione grafica.
Argomenti trattati nell’ambito della disciplina “Tecnica delle Costruzioni”
1. COSTRUZIONI IN CALCESTRUZZO AMATO
1.1 Generalità. Sicurezza e analisi strutturale. Caratteristiche del c.a.; caratteristiche dei materiali costituenti; ipotesi del metodo semiprobabilistico agli stati limite.
1.2 Flessione e Pressoflessione. Verifica e progetto di una sezione a semplice e doppia armatura. Momenti resistenti. Dominio di Resistenza. Armatura a flessione delle travi. Armatura a pressoflessione nei pilastri. Ancoraggio delle armature. Normativa tecnica vigente per elementi soggetti a flessione e pressoflessione.
1.3 Taglio. Meccanismi resistenti a taglio. Verifica e progetto di una membratura soggetta a taglio con e senza armatura trasversale. Norme tecniche per elementi soggetti a taglio.
1.4 Norme di esecuzione
2. COSTRUZIONI IN ACCIAIO
2.1 Generalità. Caratteristiche delle costruzioni in acciaio, caratteristiche del materiale, ipotesi
e metodi di calcolo (metodo delle tensioni ammissibili e metodo degli stati limite).
2.2 Tipologia degli elementi in acciaio.
2.3 Unioni. Verifiche di resistenza delle unioni chiodate, bullonate e saldate.
2.4 Coprigiunti. Verifiche di resistenza e progetto.
2.5 Membrature tese. Verifiche di resistenza.
2.6 Membrature compresse. Verifiche di resistenza e di stabilità. Pilastri a sezione composta.
Membrature inflesse. Verifiche di resistenza e di stabilità. Travi a sezione composta.
2.7 Membrature presso o tenso-inflesse. Verifiche di resistenza e di stabilità.
2.8 Collegamenti di elementi strutturali. Collegamento solaio-trave, trave-pilastro, pilastro-
plinto. Collegamenti delle aste delle travature reticolari.
2.9 Normativa tecnica vigente.
3 METODI DI ANALISI DELLE STRUTTURE INTELAIATE
3.1 Metodo delle forze.
3.2 Metodo degli spostamenti (o delle deformazioni).
3.3 Metodo di Cross generalizzato.
3.4 Metodo di Grinter.
3.5 Metodo matriciale e cenni sul calcolo automatico.
MODALITA` DELLA DIDATTICA
La didattica prevede lezioni della durata di due ore ciascuna per il modulo di “Tecnica delle Costruzioni” (8CFU), alternate e correlate al modulo di “Progetto di Strutture” (4CFU).
Oltre alla parte teorica, verranno effettuate esercitazioni pratiche consistenti nella progettazione di oggetti architettonici, con struttura intelaiata in c.a. o acciaio, mettendo particolarmente in evidenza i problemi di interconnessione fra le due discipline e la “ricaduta” che dette problematiche esercitano sulla globalità del progetto stesso.
Le tavole dei suddetti progetti dovranno essere strutturate, per quantità e contenuto, facendo riferimento agli schemi classici utilizzati nell’ambito professionale dagli Architetti nei loro rapporti con gli Enti Istituzionali.
MODALITA` DELLE PROVE DI VERIFICA INTERMEDIE E FINALI
E` prevista una prova di verifica iniziale finalizzata alla auto-valutazione da parte dello studente delle proprie conoscenze di base sulle materie propedeutiche alla Tecnica delle Costruzioni.
La verifica finale prevede la discussione delle tavole elaborate durante il Corso, unitamente a quesiti ed esercizi specifici sui vari argomenti affrontati nei due moduli didattici.
Gli elaborati prodotti durante l’anno accademico hanno carattere individuale o di gruppo a discrezione del Docente.
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI (#)
•E. Cosenza, G. Manfredi, M.R. Pecce – Strutture in cemento armato, Hoepli.
•G. Sara` - Compendio di Teoria e Tecnica delle Costruzioni, voll. I, II, III, Liguori, Napoli.
•E. Giangreco – Teoria e Tecnica delle Costruzioni, voll. I e II, Liguori, Napoli.
•G. Ballio – F.M. Mazzolani – Strutture in acciaio, Collana scientifica, serie d’Ingegneria n. 10, ISEDI, Mondadori.
•D.M. 14/01/2008 “Norme tecniche per le costruzioni”.
•Circolare 2 febbraio 2009 , n. 617 “Istruzioni per l'applicazione delle «Nuove norme tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008.
(#) Oltre ai testi riportati i Docenti daranno ulteriori particolari indicazioni durante lo svolgimento delle esercitazioni.
Programma del corso - Parte C
Introduzione al corso
Programma ed obiettivi.
La concezione strutturale dell'edificio ad uso abitativo: evoluzione storica. L'organismo strutturale ed i principi fondamentali della buona progettazione antisismica.
La normativa tecnica delle costruzioni: quadro normativo recente. Evoluzione storica del concetto di sicurezza in relazione allo sviluppo delle normative. Evoluzione storica della strategia di protezione dai terremoti. Quadro della normativa sismica vigente. Principali innovazioni delle norme di ultima generazione. Criteri di gerarchia delle resistenze.
Metodo degli stati limite. Approccio probabilistico dei metodi di I livello. Variabili aleatorie. Funzione distribuzione cumulata e funzione densità di probabilità. Valori caratteristici e valori di calcolo. Caratterizzazione delle azioni e loro combinazioni nel metodo degli stati limite. Azioni permanenti e azioni variabili d'esercizio.
Azioni della neve e del vento ed azione sismica.
Costruzioni in calcestruzzo amato
Generalità. La concezione strutturale degli edifici in cemento armato. I telai degli edifici in c.a. Azione controventante dei solai, del vano scala e dei setti negli edifici in c.a.
Proprietà del materiale. Caratteristiche dei materiali costituenti; ipotesi e metodi di calcolo (metodo delle tensioni ammissibili e metodo degli stati limite). Legami costitutivi di normativa. Aderenza. Lunghezza di ancoraggio. Copriferro.
Calcolo della sezione soggetta a flessione semplice. Ipotesi. Sezione generica, rettangolare ed a T: verifica e progetto per sezione a semplice e doppia armatura con legame parabola-rettangolo e rettangolo (stress block) per il calcestruzzo (procedimenti analitici). Momenti resistenti. Incidenza dell'armatura compressa. Legame elastoplastico con incrudimento per l'acciaio.
Calcolo della sezione soggetta a flessione composta (pressoflessione). Introduzione al problema della verifica e ai domini di resistenza. Verifica per via analitica. Costruzione del dominio di rottura semplificato per la sezione rettangolare a doppia armatura. Normativa tecnica vigente per elementi presso-inflessi.
Taglio. Tensione tangenziale da taglio nelle travi. Meccanismi resistenti a taglio. Modellazione a traliccio di Ritter-Morsh e ad inclinazione variabile. Verifica e progetto. Norme tecniche per elementi soggetti a taglio.
Torsione. Cenni ai meccanismi resistenti a torsione, al calcolo delle armature a torsione nelle travi ed alle norme tecniche vigenti per elementi soggetti a torsione.
Verifiche complementari. Cenni sulle verifiche di stabilità. Cenni sulle verifiche da effettuarsi nei confronti del ritiro ed eventuali variazioni termiche.
Costruzioni in acciaio
Generalità. Caratteristiche delle costruzioni in acciaio, ipotesi e metodi di calcolo.
Caratteristiche meccaniche degli acciai e metodi di prova per la determinazione sperimentale delle proprietà meccaniche.
Processi di produzione. Tipologia degli elementi in acciaio. Imperfezioni meccaniche e geometriche.
Verifiche di elementi strutturali in acciaio allo stato limite ultimo.
Classificazione delle sezioni secondo il DM 14-01-2008.
Flessione elasto-plastica.
Verifiche di resistenza degli elementi strutturali con sezioni di classe 1, 2, 3, 4.
Verifiche di stabilità.
Unioni. Verifiche di resistenza delle unioni chiodate, bullonate e saldate.
Collegamenti di elementi strutturali. Collegamento solaio-trave, trave-pilastro, pilastro-plinto. Collegamenti delle aste delle travature reticolari.
Normativa nazionale sulle costruzioni in acciaio (DM 14-01-2008 e relativa Circolare applicativa 02-02-2009 n. 617) ed europea (Eurocodice 3).
Metodi di analisi delle strutture intelaiate
Richiami al metodo delle forze.
Metodo degli spostamenti (o delle deformazioni).
Metodo di Cross generalizzato.
Metodo di Grinter.
Metodo matriciale e cenni sul calcolo automatico.
Interventi sul costruito esistente
Cenni alle problematiche inerenti ad interventi su costruzioni in muratura esistenti.