B018844 - PROGETTO DI STRUTTURE

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Il Corso di Progetto di Strutture riguarda il dimensionamento della struttura, ossia la parte dell'opera incaricata di trasferire i carichi agenti su di essa in fondazione, garantendo un'adeguata sicurezza. I contenuti del Corso sono articolati in modo da mettere nelle condizioni l'allievo di acquisire gli strumenti base della progettazione strutturale con particolare riferimento alle strutture in acciaio.

Nello sviluppo di un progetto architettonico è necessario considerare una serie di nozioni e di principi organizzativi che consentono ad una struttura di essere sicura oltre che gradevole e funzionale; tale esigenza è rivolta non solo alle costruzioni nuove, ma anche a quelle esistenti. Il Modulo di Progetto di Strutture si pone pertanto l’obiettivo di completare il bagaglio culturale dell’architetto riguardo alla capacità di interpretare il comportamento statico di una costruzione.

Lo scopo delle comunicazioni è fornire un inquadramento generale delle strutture in acciaio

Claudio Bernuzzi, Proporzionamento di strutture in acciaio. Hoepli.

1. G. Sarà (2000): Compendio di teoria e tecnica delle costruzioni, voll. I, II, III, Liguori, Napoli.
2. A. Migliacci (1991): Progetti di strutture, CEA, Milano.
3. G. Sarà (2009): Norme per la progettazione degli edifici in zona sismica: lettura comparata dei testi normativi, Liguori, Napoli.
4. A. Parducci (2000): Progetto delle costruzioni in zona sismica, Liguori, Napoli.
5. D.M. 14/01/2008 del Ministero delle Infrastrutture: Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, pubblicato sulla G.U. n. 29 del 04/02/2008, Suppl. Ordinario n. 30.
6. Dispense fornite dal docente.

Claudio Bernuzzi, 2018. Progetto e verifica delle strutture in acciaio. Hoepli.

Il modulo di “Progetto di strutture” ha lo scopo di fornire gli strumenti di base per la progettazione di un organismo strutturale che garantisca la piena rispondenza alle esigenze evidenziate dal progetto architettonico senza trascurare la sicurezza e l’economicità. Con particolare riferimento alle strutture in acciaio, il progetto delle strutture sarà introdotto approfondendo le seguenti tre fasi:
a) La scelta della tipologia strutturale e dei materiali che rappresenta la fase iniziale di ogni progetto strutturale. In particolare, essa consiste nella definizione della tipologia di organismo resistente (ossatura intelaiata, controventata, a ponte, appesa, ecc.), dei materiali che costituiscono l’opera (cemento armato, acciaio, legno, ecc.), e nella definizione dei dettagli costruttivi (per es., giunti bullonati e/o saldati). Sarà posta attenzione a come gli aspetti realizzativi e di trasporto, insieme a quelli ambientali, condizionano le suddette scelte progettuali.
b) La definizione dei modelli di calcolo in cui vengono definite le azioni e gli schemi statici da adottare per stimare le sollecitazioni interne necessarie per il dimensionamento strutturale. Si utilizzeranno consolidati codici di calcolo agli elementi finiti per modellare le strutture e schemi statici semplificati per controllare i risultati ottenuti.
c) La selezione dei metodi di dimensionamento e verifica in cui vengono illustrate le più idonee procedure per il progetto degli elementi strutturali e dei dettagli costruttivi con riferimento ai problemi di resistenza, deformabilità e stabilità.

Il Modulo di Progetto di Strutture si propone di fornire agli allievi gli strumenti per la progettazione di strutture realizzate con materiali tradizionali (cemento armato, acciaio, muratura, legno) e con riferimento a tipologie aventi diverso grado di complessità; saranno altresì illustrate le procedure di progetto relative agli interventi su strutture esistenti. Il tutto all’interno di un percorso didattico integrato che mette in relazione la componente strutturale con la progettazione architettonica ed il progetto tecnologico. Il Modulo sarà pertanto orientato alla formazione professionale dell’Architetto in campo strutturale.

Lo scopo delle comunicazioni è fornire le basi, sia teoriche che normative, per la progettazione di elementi e strutture in acciaio. Sarà pertanto posta una particolare attenzione sulle tematiche specifiche di questa tipologia strutturale, come il fenomeno di instabilità alle sue diverse scale.

Conoscenza dei fondamenti di Statica e di Scienza delle Costruzioni

Conoscenza delle nozioni matematiche di base e dei fondamenti di Statica e Scienza delle Costruzioni.

Conoscenza delle nozioni matematiche di base e dei fondamenti di Statica e Scienza delle Costruzioni.

Il Corso è costituito da lezioni teoriche accompagnate da esercitazioni. Inoltre, saranno previste attività in aula volte alla revisione degli elaborati progettuali assegnati ai vari gruppi di studenti.

L’organizzazione didattica del Laboratorio di Architettura e Struttura è finalizzata allo sviluppo di un tema unico, comune a tutti i Moduli. Il Modulo di Progetto di Strutture si occupa della trattazione delle procedure di calcolo strutturale riferite al progetto generale, e prevede una parte di lezioni teoriche che si alternano ad altre attività a carattere progettuale/applicativo e di verifica degli argomenti teorici trattati. Le procedure di calcolo consentono la messa a punto di tavole strutturali organizzate secondo criteri simili a quelli utilizzati in ambito professionale.

L’organizzazione didattica del Laboratorio di Architettura e Struttura è finalizzata allo sviluppo di un tema unico, comune a tutti i Moduli. Il Modulo di Progetto di Strutture si occupa della trattazione delle procedure di calcolo strutturale riferite al progetto generale, e prevede una parte di lezioni teoriche che si alternano ad altre attività a carattere progettuale/applicativo e di verifica degli argomenti teorici trattati. Le procedure di calcolo consentono la messa a punto di tavole strutturali organizzate secondo criteri simili a quelli utilizzati in ambito professionale.

L'esame si basa su una prova orale con discussione dell'elaborato progettuale.

La verifica finale prevede la discussione congiunta delle tavole elaborate con riferimento al tema unico del Laboratorio; sarà altresì verificata l’acquisizione dei presupposti teorici necessari allo sviluppo del progetto.

La verifica delle comunicazioni relative alle strutture in acciaio sarà costituita da un'esercitazione individuale, assegnata al termine delle comunicazioni, da svolgere in aula.

Il programma del Corso è articolato secondo i seguenti argomenti:

- Introduzione al Corso
- Azioni sulle costruzioni
- Cenni sul metodo semi-probabilistico agli stati limite
- Tipologie strutturali
- Materiale acciaio e prodotti
- Classificazione delle sezioni in acciaio
- Dimensionamento delle membrature in acciaio
- Cenni sulle unioni bullonate e saldate
- Cenni sui collegamenti nella strutture in acciaio

I contenuti del modulo si basano sul presupposto che l’allievo architetto debba acquisire, nel proprio percorso di studi, un solido bagaglio culturale che includa, da un lato, i principi statici e di organizzazione strutturale propri della Scienza e della Tecnica delle Costruzioni e, dall’altro, le conoscenze storiche e tecnologiche che possano conferire la capacità di ‘leggere’ una struttura e di interpretarne in maniera corretta il comportamento statico. Tale esigenza è rivolta non solo alle costruzioni nuove, ma anche a quelle esistenti, e questo aspetto assume un’importanza notevole in un paese, come il nostro, dotato di un ricchissimo patrimonio di edilizia storica e monumentale.
Per di più, l’attenzione dedicata al costruito storico pone spesso l’architetto di fronte ad interrogativi complessi come quello di interpretare un quadro fessurativo o una tipologia di dissesto. Il Modulo di Progetto di Strutture si pone pertanto l’obiettivo di fornire un contributo alla formazione dell’architetto in merito alle problematiche sopra illustrate e si occupa, in modo più specifico, della trattazione delle procedure di calcolo strutturale riferite al progetto generale.
Nel modulo saranno forniti agli allievi gli strumenti per la progettazione di strutture realizzate con materiali tradizionali (cemento armato, acciaio, muratura, legno) e con riferimento a tipologie aventi diverso grado di complessità; saranno altresì illustrate le procedure di progetto relative agli interventi su strutture esistenti. Il tutto all’interno di un percorso didattico integrato che mette in relazione la componente strutturale con la progettazione architettonica e il progetto tecnologico. Il Modulo sarà pertanto orientato alla formazione professionale dell’architetto in campo strutturale.
Sono previste lezioni teoriche alternate ad altre attività di carattere progettuale/applicativo e di verifica degli argomenti teorici trattati. Le procedure di calcolo consentiranno la messa a punto di tavole strutturali organizzate secondo criteri simili a quelli utilizzati in ambito professionale.
In particolare, i contenuti del modulo sono suddivisi nelle seguenti sezioni:

1. Metodo degli Stati Limite per costruzioni in cemento armato e acciaio.
- Nuova Normativa Tecnica: nuove procedure per la verifica strutturale; definizione della sicurezza e prestazioni attese. Costruzioni nuove e costruzioni esistenti.
- Generalità sul Metodo degli Stati Limite. Concetto di sicurezza strutturale; definizione probabilistica della sicurezza. Azioni di carico sulle costruzioni: carichi gravitazionali, azioni del vento e della neve; azioni sismiche. Combinazioni fondamentali e combinazione sismica.
- Stati Limite Ultimi e Stati Limite di Esercizio. Valutazione degli sforzi resistenti per elementi strutturali in acciaio e cemento armato. Momento ultimo e dominio resistente per sezioni in acciaio e cemento armato.
- Progetto di dimensionamento e verifica di una struttura in acciaio o cemento armato soggetta a carichi verticali e azioni sismiche.

2. Fondamenti di costruzioni in zona sismica.
- Definizione di rischio sismico: pericolosità, vulnerabilità, esposizione.
- Oscillatore semplice: equazione del moto per oscillatore smorzato e non smorzato.
- Oscillatore multiplo: analisi modale.
- Definizione di spettro di risposta: integrale di Duhamel. Spettro di normativa: calcolo delle azioni sismiche.

3. Analisi strutturale con software dedicato.
- Analisi strutturale di edifici soggetti ad azioni statiche.
- Analisi dinamica di edifici soggetti ad azioni sismiche.

- Analisi delle strutture in acciaio ed elementi normativi
- Classificazione delle sezioni
- Analisi elastica e analisi plastica
- Calcolo di unioni saldate e bullonate