Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà avere acquisito le nozioni teoriche di base per l'analisi e la progettazione di edifici a struttura portante in acciaio e per la realizzazione di impalcati con struttura lignea, con particolare riferimento alla progettazione per azioni statiche. Dovrà essere a conoscenza dei principali prodotti siderurgici, delle metodologie di caratterizzazione meccanica e chimica del materiale acciaio e delle modalità di dimensionamento e verifica delle aste, sia a sezione semplice che composta. Avrà acquisito una conoscenza di base relativa alle proprietà fisiche e meccaniche del legno e alla progettazione di elementi inflessi per la realizzazione di impalcati.
Competenze:
Lo studente sarà in grado di eseguire la progettazione di edifici, mono e multipiano, a struttura metallica, secondo la vigente normativa, sia italiana che europea. Sarà in grado di progettare e verificare le principali tipologie strutturali con cui vengono utilizzati i prodotti in acciaio, sia nei confronti della resistenza che della stabilità. Sarà in grado di progettare impalcati lignei e sistemi di collegamento tra aste in acciaio, sia mediante organi meccanici che con saldatura.
Autonomia di giudizio:
Lo studente sarà in grado di esprimere un giudizio tecnico sull'organizzazione strutturale di edifici in acciaio e di impalcati in legno, illustrando le prerogative delle strutture portanti, delle coperture, la disposizione ottimale delle controventature, al fine di ottenere un buon comportamento nei confronti delle azioni orizzontali e verticali.
Capacità di apprendimento:
Lo studente sarà in possesso dei requisiti di base per affrontare la progettazione sismica di strutture in acciaio e di estendere le proprie abilità all'analisi di strutture metalliche più complesse, quali gli edifici alti (grattacieli) e i ponti. Le conoscenze di base acquisite sul materiale legno consentiranno allo studente di approcciarsi facilmente anche alla progettazione di edifici a struttura portante in legno.
Prerequisiti
E'utile aver frequentato il corso di Cemento Armato.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso tratta le diverse tematiche inerenti l'analisi strutturale di edifici realizzati in acciaio e le principali verifiche di resistenza da condurre su elementi strutturali in legno. Relativamente agli edifici in acciaio, partendo dalla conoscenza del materiale di base, attraverso approfondimenti sulla composizione chimica e sulla produzione dell'acciaio nonché sulle prove meccaniche e chimiche di caratterizzazione del materiale, vengono illustrati i principali prodotti commerciali presenti (profili formati a caldo e profili piegati a freddo, prodotti piani) soffermandosi sul loro impiego in funzione delle caratteristiche di sollecitazione presenti. Prendendo come riferimento l'attuale normativa tecnica italiana (NTC2008) e parallelamente la normativa europea (in particolare Eurocodice 3, parti 1 e 8), il corso analizza le problematiche relative ai sistemi strutturali in acciaio, in particolare relative all'influenza che le modalità di trasferimento delle forze orizzontali, la stabilità trasversale e i collegamenti nei nodi hanno sulle possibili metodologie di analisi. Vengono quindi passate in rassegna le tipologie di analisi (elastica, elasto-plastica, plastica) per poi passare alla verifica e al progetto delle aste semplici in relazione allo stato di sollecitazione presente (trazione, compressione, taglio, e sollecitazioni composte). Parte rilevante del corso è rappresentata dall'influenza che l'instabilità ha sulla progettazione degli elementi strutturali in acciaio, in particolare per aste compresse, inflesse e presso-inflesse. Viene illustrata l'influenza della deformazione a taglio sul carico critico, con particolare rilievo alla progettazione di aste composte. Il corso tratta anche le problematiche relative ai collegamenti (in particolare trave-trave, trave-colonna, colonna-fondazione), illustrando le peculiarità di collegamenti realizzati mediante bullonatura e saldatura. Sono previste anche applicazioni progettuali.
Relativamente al progetto delle strutture in legno, il corso si prefigge di fornire le conoscenze di base relativamente al materiale legno e alla sua applicazione come materiale strutturale, in particolare per la progettazione di strutture portanti orizzontali (solai e coperture). Nel dettaglio, il corso verterà su:
- la caratterizzazione meccanica del materiale legno;
- le tecniche costruttive degli orizzontamenti in legno;
- i solai in legno: tipologie, metodi di predimensionamento, calcolo e verifica;
- le coperture in legno e le capriate: metodi di predimensionamento e verifica.
Programma esteso
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Bibliografia
Strutture in Acciaio:
- G. Ballio, F.M. Mazzolani, Strutture in acciaio, Hoepli, 1987, (disponibile Biblioteca Ingegneria e Architettura).
- C. Bernuzzi, F.M. Mazzolani, Edifici in acciaio, Hoepli, 2007 (disponibile Biblioteca Ingegneria e Architettura).
Testi di approfondimento:
- N. Scibilia, Progetto di strutture in acciaio, Dario Flaccovio Editore, 2010.
- V. Nunziata, Teoria e pratica delle strutture in acciaio, Dario Flaccovio Editore, 2011.
- A. De Marco, R. Landolfo, W. Salvatore, Acciai strutturali, prodotti e sistemi di unione, Fondazione Promozione Acciaio, 2007.
- A. Dall'Asta, R. Landolfo, W. Salvatore, Edifici monopiano in acciaio ad uso industriale, Dario Flaccovio Editore, 2009.
Legno:
- Piazza M., Tomasi R., Modena R., "Strutture in legno", Hoepli, 2005.
Ulteriore materiale didattico a disposizione sul portale “elly.dicatea.unipr.it": copia elettronica delle slides utilizzate durante il corso.
Metodi didattici
Il corso alterna lezioni frontali a carattere teorico ad esempi di calcolo prettamente progettuali, al fine di fornire allo studente gli strumenti per affrontare e risolvere le principali problematiche che coinvolgono la progettazione degli elementi in acciaio e in legno.
Modalità verifica apprendimento
L'esame si svolgerà in forma scritta. La verifica scritta (100% esame) comprende:
20% domanda di carattere teorico sulle costruzioni in acciaio (conoscenza)
50% Applicazione della teoria alla risoluzione di una problematica progettuale sulle costruzioni in acciaio (competenza)
30% Applicazione della teoria alla risoluzione di una problematica progettuale sugli impalcati in legno (competenza)
Altre informazioni
E' vivamente consigliata la frequenza del corso.
Materiale utile in particolare per la parte progettuale relativa alle costruzioni in acciaio (catalogo prodotti, sagomari, software di calcolo) può essere reperito al sito www.promozioneacciaio.it.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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