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' obbligatorio aver frequentato i corsi di Scienza e Tecnica delle Costruzioni. E'utile aver frequentato il corso di Cemento Armato.
Contenuti dell'insegnamento
I contenuti del corso sono suddivisi in due parti: la prima tratta le diverse tematiche inerenti l'analisi strutturale e il progetto di edifici a struttura portante in acciaio, la seconda è incentrata sul progetto di 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 e parallelamente la normativa europea (in particolare Eurocodice 3, parti 1 e 8), il corso analizza le problematiche relative ai sistemi strutturali in acciaio, esaminando in particolare l'influenza che la 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). Viene inoltre approfondita l'influenza che l'instabilità ha sulla progettazione degli elementi strutturali in acciaio, in particolare per aste compresse, inflesse e presso-inflesse, approfondendo anche 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.
Gli studenti applicheranno i contenuti del corso al progetto degli elementi portanti di un edificio-tipo in acciaio che verrà assunto come caso di studio.
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 e le coperture in legno : tipologie, metodi di predimensionamento, calcolo e verifica.
Riguardo alle modalità di realizzazione delle strutture portanti verticali, verrà fatto un cenno ai principali sistemi strutturali impiegati nelle costruzioni in legno (a telaio, misto telaio-pareti, a pareti), soffermandosi sull'utilizzo della modalità costruttiva a pareti in X-LAM.
Programma esteso
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Bibliografia
Per le strutture in acciaio:
- G. Ballio, F.M. Mazzolani, C. Bernuzzi, R. Landolfo, "Strutture di acciaio", Hoepli, 2020.
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.
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.
Per le strutture in Legno:
- Piazza M., Tomasi R., Modena R., "Strutture in legno", Hoepli, 2005.
Ulteriore materiale didattico (copia elettronica delle slides presentate a lezione) verrà messo a disposizione nel sito web del corso disponibile sul portale “Elly" (2021).
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. Durante il corso verrà inoltre assegnato un progetto relativo ad un edificio-tipo in acciaio, in modo da dare la possibilità di applicare i concetti appresi ad un esempio pratico progettuale. Sono previste almeno tre revisioni collettive per seguire passo-passo lo stato di avanzamento del progetto.
Modalità verifica apprendimento
L'esame si svolgerà in forma orale. Preliminarmente all'esame verrà assegnato un progetto relativo al dimensionamento e alla verifica degli elementi portanti di un edificio-tipo in acciaio. Il progetto verrà sviluppato durante il corso parallelamente allo sviluppo degli argomenti di interesse. Il progetto potrà essere sviluppato singolarmente o in gruppi costituiti al massimo da 3 persone. L'elaborato progettuale, consistente in una relazione progettuale sul progetto e sulla verifica dei principali elementi strutturali presenti, dovrà essere revisionato almeno due volte dal docente o da suo collaboratore e dovrà obbligatoriamente essere consegnato prima dello svolgimento dell'esame orale.
L'esame orale (100% esame) comprenderà:
- 70% Discussione progetto e verifica delle conoscenze acquisite relativamente ai concetti trattati nel corso sulla progettazione delle strutture in acciaio;
- 30% Verifica delle conoscenze acquisite relativamente ai concetti trattati nel corso sulla progettazione delle strutture in legno.
Altre informazioni
E' vivamente consigliata la frequenza del corso.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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