Università degli Studi di Parma

Conoscenze e capacità di comprensione:
Al termine del modulo didattico 1, lo studente avrà acquisito le basi teoriche e gli strumenti applicativi per la valutazione della risposta di strutture soggette a sollecitazioni dinamiche di diversa natura (vibrazioni, urti/esplosioni, vento, sisma, ecc.).
Il modulo didattico 2 si propone di fornire le basi teoriche e le metodologie di calcolo fondamentali per la progettazione e verifica sismica delle costruzioni sismo-resistenti in cemento armato, acciaio e muratura.

Competenze:
Al termine del modulo didattico 1, lo studente avrà acquisito la capacità di comprendere e modellare il comportamento dinamico di strutture ingegneristiche, al fine di valutarne il grado di sicurezza.
Le principali competenze che l’allievo dovrà acquisire al termine del modulo didattico 2 sono finalizzate al raggiungimento di una buona capacità nella concezione strutturale degli edifici civili nuovi soggetti ad azione sismica ed in una sufficiente sensibilità alle principali problematiche connesse agli interventi di miglioramento ed adeguamento sismico di edifici esistenti.

Autonomia di giudizio:
La progettazione e verifica delle strutture eseguita con l’ausilio dei codici di calcolo è divenuta al giorno d’oggi prassi corrente. La complessità dei codici di calcolo e la numerosità delle verifiche strutturali richieste dalla normativa, può essere fonte di rilevanti errori computazionali e concettuali.
L’allievo pertanto dovrà governare la pratica procedurale della progettazione corrente, con un costante collegamento fra le basi teoriche e le applicazioni pratiche affinando le capacità di controllo manuale dei risultati ottenuti con i codici di calcolo.

Capacità comunicative:
Al termine del corso, lo studente dovrebbe aver acquisito una proprietà di linguaggio tecnico tale da permettere una corretta ed efficace presentazione dei propri risultati.
Inoltre, la sicurezza acquisita tramite una costante opera di collegamento fra aspetti teorici – modellazione strutturale con programmi ad elementi finiti - controllo manuale dei risultati ottenuti con analisi semplificate della risposta strutturale, permetterà all’allievo di possedere la necessaria abilità di presentazione dei propri risultati.

Capacità di apprendimento:
L’allievo dovrà realizzare la progettazione di un edificio in cemento armato e di un edificio in muratura. Le revisioni delle relazioni di calcolo che verranno eseguite durante la preparazione dell’allievo all’esame finale permetteranno di verificare le capacità di apprendimento dell’allievo.

Prerequisiti

Contenuti dell'insegnamento

Modulo didattico 1: Analisi dinamica delle strutture
Sistemi ad un grado di libertà. Vibrazioni libere, smorzate e forzate (forzante armonica, periodica, impulsiva, generica). Smorzamento. Oscillatore elasto-plastico.
Sistemi a più gradi di libertà. Vibrazioni libere (pulsazioni naturali e modi), coordinate principali. Matrice di smorzamento. Disaccoppiamento delle equazioni del moto. Metodo di sovrapposizione modale. Metodi di integrazione delle equazioni del moto. Sistemi non lineari.
Sistemi continui. Vibrazioni libere delle travi inflesse.
Metodi di discretizzazione: Rayleigh-Ritz, elementi finiti.
Eccitazione sismica. Definizione di spettro di risposta.
Dinamica delle strutture intelaiate soggette ad eccitazione sismica. Analisi modale di telai piani e spaziali.

Modulo didattico 2: Progettazione sismica delle strutture
Concetti introduttivi di sismologia applicata all’ingegneria civile e metodi di misura del moto sismico;
Definizione di spettri di risposta ed esempi di analisi modale ed analisi statica equivalente applicate al caso di analisi di un telaio piano;
Duttilità, regolarità e fattori di struttura;
I criteri alla base della gerarchia delle resistenze;
La combinazione dell'azione sismica con le altre azioni, gli stati limite per la verifica strutturale;
Regole di dimensionamento, progettazione e verifica di edifici in cemento armato a telaio sismo-resistenti;
Esempi di modellazione di edifici in cemento armato a telaio sismo-resistenti con software agli elementi finiti;
Regole di dimensionamento, progettazione e verifica di edifici in cemento armato a pareti sismo-resistenti;
Progettazione e verifica dei diaframmi e delle fondazioni;
Edifici esistenti in cemento armato: analisi push-over basi teoriche, applicazioni ed utilizzo di software;
Regole di dimensionamento, progettazione e verifica di edifici a telaio sismo-resistenti in acciaio;
Regole di dimensionamento, progettazione e verifica di edifici con controventi concentrici ed eccentrici in acciaio in zona sismica;
Comportamento strutturale degli edifici in muratura;
Regole di dimensionamento, progettazione e verifica di edifici in muratura tramite analisi lineare: teoria ed esempi;
Meccanismi locali di collasso di edifici in muratura: teoria ed applicazioni;
Problematiche specifiche degli edifici esistenti storici in muratura;
Caratterizzazione meccanica del terreno e verifica del terreno e delle fondazioni di strutture soggette alla combinazione sismica delle azioni;
Regole di dimensionamento, progettazione e verifica di edifici prefabbricati in cemento armato;
Interventi di miglioramento ed adeguamento sismico di edifici esistenti prefabbricati cemento armato;
Normativa in materia di costruzioni e redazione della relazione di calcolo nel rispetto della normativa nazionale e regionale.