ID:
A000675
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA CIVILE/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Ciclo Annuale (25/09/2023 - 17/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L’insegnamento di Analisi e Progetto di Strutture in Zona Sismica intende fornire agli allievi ingegneri del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile:
- le conoscenze teoriche e gli strumenti applicativi per valutare gli effetti dell'azione sismica sulle strutture, utilizzando sia metodi deterministici, sia strumenti propri della dinamica aleatoria;
- le tecniche di analisi e di progettazione di strutture dotate di dispositivi e sistemi antisismici, quali isolatori sismici, dissipatori e smorzatori a massa accordata;
i criteri di progettazione delle strutture in zona sismica tenendo conto dell’influenza della non linearità del materiale, della sezione e dell’elemento nei riguardi del comportamento della struttura nel suo complesso.
Lo studente acquisirà un'ampia e solida conoscenza e competenza delle metodologie di analisi e dei criteri di progettazione delle strutture tenendo conto degli effetti dell’azione sismica, anche alla luce del quadro normativo vigente. Queste conoscenze gli consentiranno di ottenere particolare sensibilità nei riguardi del corretto approccio progettuale delle opere strutturali di nuova realizzazione in zona sismica oltre che delle più opportune metodologie di verifica sismica delle opere strutture esistenti, sulla base della tipologia strutturale e del livello di pericolosità sismica del sito.
Lo studente deve dimostrare di saper utilizzare i concetti teorici e applicativi acquisiti per affrontare problematiche ingegneristiche complesse nel rispetto delle esigenze di natura tecnica ed operativa, oltre che dei requisiti normativi vigenti delle strutture in zona sismica. Notevole spazio durante il corso verrà dedicato alle esercitazioni pratiche mediante l'ausilio di strumenti informatici di calcolo codificati per affrontare i problemi strutturali che si possono presentare nella reale pratica professionale.
Lo studente deve essere in grado di inquadrare in maniera autonoma la particolare tipologia strutturale e scegliere il metodo di analisi più adatto. Inoltre, lo studente deve saper formulare la migliore soluzione progettuale di strutture soggette all’azione sismica, tenendo debito conto del rapporto costi/benefici conseguibili, in relazione all’importanza dell’opera strutturale considerata.
Lo studente deve dimostrare la capacità di descrivere tematiche riguardanti l’analisi ed il progetto di strutture in zona sismica con linguaggio tecnico-scientifico appropriato, attraverso relazioni scritte di accompagnamento agli elaborati progettuali prodotti durante il corso, oltre che nella verifica orale dell’apprendimento alla fine del corso
Lo studente deve essere in grado di intraprendere studi di livello superiore con un elevato grado di autonomia, tramite la consultazione di testi specialistici e pubblicazioni scientifiche (anche in lingua inglese), e tenersi sempre al passo con il progresso tecnologico specifico delle strutture in zona sismica e dell’ingegneria sismica, con particolare riguardo alle evoluzioni della normativa tecnica in materia..
Prerequisiti
Per poter frequentare utilmente il corso di Analisi e Progetto di Strutture in Zona Sismica è fondamentale avere i prerequisiti fisico-matematici di base (algebra delle matrici, equazioni differenziali ordinarie, integrali) nonché conoscenze di Scienza delle Costruzioni (concetti di forze, tensioni, deformazioni, equilibrio, legami costitutivi dei materiali), di Tecnica delle Costruzioni (analisi di strutture intelaiate, comportamento di sezioni in cemento armato soggette a flessione, criteri basilari per la progettazione delle armature di elementi in cemento armato), e di Dinamica delle Strutture (analisi nel dominio del tempo e della frequenza di oscillatori elementari e strutture a più gradi di libertà). Questi concetti verranno applicati con continuità nell’ambito sia delle lezioni teoriche che delle applicazioni pratiche.
Testi
Alla fine di ogni lezione vengono forniti agli studenti gli appunti relativi agli argomenti svolti.
Durante le esercitazioni sono forniti inoltre appunti e codici che raccolgono gli esempi svolti.
Gli argomenti affrontati nel corso sono trattati su molti libri di testo, utili anche ad
approfondire e ampliare la conoscenza della disciplina. Si consigliano i seguenti testi:
- A.K. Chopra, “Dynamics of Structures”, Prentice Hall, 2011.
- G. Muscolino, “Dinamica delle Strutture con fondamenti ed applicazioni di ingegneria
sismica e dinamica aleatoria”, Pitagora Editrice Bologna, 2012.
- M. Mezzina, D. Raffaele, G. Uva, G. C. Marano, Progettazione sismo-resistente di edifici in cemento armato, Città Studi Edizioni, 2011.
- I. Iervolino, Dinamica delle Strutture e Ingegneria Sismica – Principi e Applicazioni, Hoepli Editore, 2021.
- R. Pinho, F. Bianchi, R. Nascimbene, Valutazione Sismica e Tecniche di Intervento per Edifici Esistenti in C.A., Maggioli Editore, 2019.
Durante le esercitazioni sono forniti inoltre appunti e codici che raccolgono gli esempi svolti.
Gli argomenti affrontati nel corso sono trattati su molti libri di testo, utili anche ad
approfondire e ampliare la conoscenza della disciplina. Si consigliano i seguenti testi:
- A.K. Chopra, “Dynamics of Structures”, Prentice Hall, 2011.
- G. Muscolino, “Dinamica delle Strutture con fondamenti ed applicazioni di ingegneria
sismica e dinamica aleatoria”, Pitagora Editrice Bologna, 2012.
- M. Mezzina, D. Raffaele, G. Uva, G. C. Marano, Progettazione sismo-resistente di edifici in cemento armato, Città Studi Edizioni, 2011.
- I. Iervolino, Dinamica delle Strutture e Ingegneria Sismica – Principi e Applicazioni, Hoepli Editore, 2021.
- R. Pinho, F. Bianchi, R. Nascimbene, Valutazione Sismica e Tecniche di Intervento per Edifici Esistenti in C.A., Maggioli Editore, 2019.
Contenuti
- Dinamica sismica (richiami)
o Smorzamento viscoso ed isteretico
o Spettro di risposta elastico
o Analisi modale
o Oscillatore elasto-plastico e spettro di progetto
o Fattore di riduzione delle forze e duttilità
o Confronto tra risposta di un oscillatore lineare e non lineare
- Azione sismica secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni (richiami)
o Approccio prestazionale
o Pericolosità sismica di un sito
- Duttilità di elementi in calcestruzzo armato
o La duttilità dei materiali, della sezione, dell'elemento, e la duttilità strutturale
o Modelli costitutivi per il calcestruzzo non confinato e confinato
o La duttilità del calcestruzzo confinato
o Legge di Park (1975), Scott & Park (1982), Mander, Priestley e Park (1988)
o La duttilità di sezioni in cemento armato
o Curvature di snervamento e ultima
o Sezioni inflesse a semplice e doppia armatura
o Verifica della duttilità di sezioni inflesse
o Progetto a duttilità controllata di sezioni inflesse
o Duttilità di sezioni presso-inflesse
o Influenza dello sforzo normale nella duttilità di sezioni presso-inflesse
o Verifica della duttilità di sezioni presso-inflesse
o Progetto di sezioni presso-inflesse a duttilità controllata
o La cerniera plastica
o Valutazione delle rotazioni di collasso di elementi in cemento armato
o Duttilità in traslazione di strutture multipiano
- Metodi di analisi strutturale
o Analisi statica lineare
o Analisi dinamica multi-modale
o Analisi statica non lineare (pushover)
o Definizione della capacità strutturale
o Valutazione del punto di prestazione nel piano ADRS
o Analisi dinamiche non lineari, selezione degli accelerogrammi
- Progetto e verifica degli elementi strutturali in calcestruzzo armato in zona sismica
o Materiali: calcestruzzo e acciaio
o Criteri di verifica in termini di resistenza e duttilità
o Travi, verifica a flessione semplice e a taglio, dettagli costruttivi
o Pilastri, verifica a pressoflessione e a taglio, dettagli costruttivi
o Nodi trave-pilastro, verifiche, dettagli costruttivi
- Progetto antisismico con dispositivi di dissipazione e di isolamento (cenni)
o Caratteristiche dei dispositivi di dissipazione isteretica
o Caratteristiche dei dispositivi di dissipazione viscosa
o Progettazione di edifici con smorzamento supplementare
o Caratteristiche dei dispositivi di isolamento di tipo elastomerico
o Caratteristiche dei dispositivi di isolamento a scorrimento
o Comportamento e progettazione di strutture isolate alla base e strutture con dispositivi di dissipazione
o Smorzamento viscoso ed isteretico
o Spettro di risposta elastico
o Analisi modale
o Oscillatore elasto-plastico e spettro di progetto
o Fattore di riduzione delle forze e duttilità
o Confronto tra risposta di un oscillatore lineare e non lineare
- Azione sismica secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni (richiami)
o Approccio prestazionale
o Pericolosità sismica di un sito
- Duttilità di elementi in calcestruzzo armato
o La duttilità dei materiali, della sezione, dell'elemento, e la duttilità strutturale
o Modelli costitutivi per il calcestruzzo non confinato e confinato
o La duttilità del calcestruzzo confinato
o Legge di Park (1975), Scott & Park (1982), Mander, Priestley e Park (1988)
o La duttilità di sezioni in cemento armato
o Curvature di snervamento e ultima
o Sezioni inflesse a semplice e doppia armatura
o Verifica della duttilità di sezioni inflesse
o Progetto a duttilità controllata di sezioni inflesse
o Duttilità di sezioni presso-inflesse
o Influenza dello sforzo normale nella duttilità di sezioni presso-inflesse
o Verifica della duttilità di sezioni presso-inflesse
o Progetto di sezioni presso-inflesse a duttilità controllata
o La cerniera plastica
o Valutazione delle rotazioni di collasso di elementi in cemento armato
o Duttilità in traslazione di strutture multipiano
- Metodi di analisi strutturale
o Analisi statica lineare
o Analisi dinamica multi-modale
o Analisi statica non lineare (pushover)
o Definizione della capacità strutturale
o Valutazione del punto di prestazione nel piano ADRS
o Analisi dinamiche non lineari, selezione degli accelerogrammi
- Progetto e verifica degli elementi strutturali in calcestruzzo armato in zona sismica
o Materiali: calcestruzzo e acciaio
o Criteri di verifica in termini di resistenza e duttilità
o Travi, verifica a flessione semplice e a taglio, dettagli costruttivi
o Pilastri, verifica a pressoflessione e a taglio, dettagli costruttivi
o Nodi trave-pilastro, verifiche, dettagli costruttivi
- Progetto antisismico con dispositivi di dissipazione e di isolamento (cenni)
o Caratteristiche dei dispositivi di dissipazione isteretica
o Caratteristiche dei dispositivi di dissipazione viscosa
o Progettazione di edifici con smorzamento supplementare
o Caratteristiche dei dispositivi di isolamento di tipo elastomerico
o Caratteristiche dei dispositivi di isolamento a scorrimento
o Comportamento e progettazione di strutture isolate alla base e strutture con dispositivi di dissipazione
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