Università di Catania | Facoltà di Ingegneria | DICA | Sezione di Ingegneria Strutturale | Costruzioni II

Facoltà di Architettura, Siracusa

Anno accademico 2002/03
Laboratorio di Costruzioni II

Lezioni

Il laboratorio è costituito da una disciplina caratterizzante, Tecnica delle costruzioni (docente A. Ghersi), e due moduli: Progetto di strutture (docente A. Perretti) e Teorie e tecniche costruttive nel loro sviluppo storico (docente C. Carocci).

Obiettivo del laboratorio è fornire allo studente di Architettura le conoscenze fondamentali necessarie per giudicare la validità strutturale dell'opera da lui concepita, in modo da evitare che questa venga in seguito stravolta quando si passa alla fase di costruzione. L'iter fondamentale di tale giudizio richiede il passaggio dall'oggetto ad un modello (geometrico e di carico) che verrà calcolato e verificato. Si seguiranno quindi le tre fasi (modellazione, analisi strutturale, verifica strutturale) di seguito descritte, che verranno integrate da un'ampia gamma di applicazioni progettuali.

Modellazione
Gli strumenti di calcolo oggi a disposizione tendono a spingere verso modelli sempre più complessi, nel tentativo (spesso vano) di raggiungere una migliore conoscenza dell'oggetto reale. Ciò comporta il rischio di inseguire i singoli dettagli e perdere di vista l'unitarietà del comportamento strutturale. Questo aspetto, già importante per gli ingegneri, diventa essenziale per gli architetti, che devono in genere giudicare la sostanziale correttezza strutturale dell'opera, indipendentemente da uno scarto del 20% (in più o in meno) delle dimensioni finali degli elementi strutturali.
Per questo motivo il corso dà sufficiente spazio alle problematiche di modellazione, cercando sempre di individuare gli schemi più semplici ed essenziali.

Analisi strutturale
Con tale termine si intende, in particolare, la risoluzione dello schema geometrico soggetto ai carichi (quindi, nel caso di insieme di aste, la determinazione delle caratteristiche della sollecitazione).
La risoluzione di schemi semplici, ai quali principalmente si ricorre, è già nota dal corso di Scienza delle costruzioni e viene semplicemente richiamata, quando necessario, durante il corso. In alcuni casi è comunque utile l'uso di modelli appena un po' più complessi. Per tali casi si fa ricorso a semplici programmi di analisi strutturale, messi a disposizione dal docente, i cui risultati vengono controllati mediante il confronto con schematizzazioni semplificate.

Verifica strutturale
Come già visto nel corso di Scienza delle costruzioni, i criteri con i quali si verifica la resistenza strutturale sono basati sull'esame dello stato tensionale. Nella disciplina caratterizzante il laboratorio (Tecnica delle costruzioni) si estendono i risultati, ricavati per sezione di materiale ideale (omogeneo, isotropo, linearmente elastico), alle situazioni reali nelle quali il materiale è non omogeneo (cemento armato), con imperfezioni (acciaio), con comportamento non lineare od elastoplastico.
In questa parte del corso, indubbiamente la più ampia, si esaminano innanzitutto le strutture in acciaio, perché questo è il materiale che più si avvicina (almeno in prima approssimazione) alle ipotesi della Scienza delle costruzioni. Introdotto il concetto di coefficiente di sicurezza, si passa dal comportamento lineare (verifica alle tensioni ammissibili) a quello non lineare (verifica allo stato limite ultimo) evidenziandone gli aspetti unitari più che le differenze. Si esamina quindi l'importanza delle deformazioni, l'influenza delle imperfezioni ed i problemi (di modellazione e di calcolo) relativi ai collegamenti.
Nella seconda parte si esaminano le strutture in cemento armato. Si mostra in che modo viene superato il problema della non omogeneità di calcestruzzo e acciaio e quello della scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo. Anche per questa tipologia si mostra l'unitarietà di approccio che è alla base dei due modelli di comportamento del materiale (lineare e non lineare). Viene infine fatto un breve cenno alle strutture in cemento armato precompresso, per evidenziarne le caratteristiche prestazionali.

Applicazioni progettuali
Verranno fatte sia applicazioni collegiali, alla lavagna, che applicazioni individuali; queste ultime saranno comunque revisionate in maniera collegiale, in modo da consentire a tutti gli studenti di trarre frutto dal lavoro svolto dai singoli. A scelta dello studente, è possibile progettare elementi strutturali abbastanza standard oppure esaminare, dimensionare e/o verificare strutture già realizzate, progettate da noti architetti, o strutture ideate dagli studenti stessi.