Facoltà di Architettura, Siracusa

Laboratorio di costruzione 2 (corso B, studenti M-Z)
Anno accademico 2009/10

Lezioni

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

Le finalità del Laboratorio di costruzione 2 sono presentate in un'apposita pagina, ma vengono qui sinteticamente richiamate.

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 studenti sono in genere abituati ad affrontare problemi strutturali ben definiti, nei quali lo schema da risolvere è già assegnato. Si trovano quindi in difficoltà di fronte agli oggetti reali, perché non riescono a vedere come schematizzarli. In aggiunta a ciò, la disponibilità di strumenti di calcolo sempre più potenti tende a spingere verso l'uso di 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.
Per ovviare a questi problemi il corso dà sufficiente spazio alle problematiche di modellazione e, pur non disdegnando l'uso di programmi di calcolo e di modelli più complessi, cerca di formare lo studente al riconoscimento del comportamento globale per individuare schemi appropriati ma il più possibile 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 dai corsi di Statica e di Scienza delle costruzioni ma viene richiamata, almeno nelle sue linee essenziali, all'inizio del corso. Per schemi più complessi, dalla trave continua ai telai piani (e se possibile anche lastre, piastre, volte, serbatoi, ecc.), vengono fornite indicazioni operative che consentono di stimare con buona approssimazione i risultati. Ciò risulta utile sia per il dimensionamento preliminare delle strutture che per il controllo e l'accettazione dei risultati forniti da semplici programmi di analisi strutturale, messi a disposizione dal docente, o dai più complessi programmi in uso nella pratica professionale.

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. Nel corso di 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.
Nella prima parte del corso si esaminano 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). Vengono infine trattate in maniera sintetica le strutture in cemento armato precompresso, per evidenziarne le problematiche specifiche e le caratteristiche prestazionali.

Applicazioni progettuali
Sia per le strutture in acciaio che per quelle in cemento armato verranno mostrati vari esempi applicativi. Agli studenti verranno poi assegnati progetti da svolgere, seguendo le indicazioni generali fornite. Gli studenti potranno impostare il lavoro nell’ambito di apposite ore del corso, alla presenza contemporanea dei docenti dei diversi moduli, che saranno disponibili per chiarimenti. Il lavoro potrà essere completato al di fuori delle ore di lezione; saranno comunque previste ulteriori ore per la revisione dei lavori svolti, revisione da effettuare sui progetti individuali ma alla presenza collegiale degli studenti, in modo da consentire a tutti di trarre frutto dal lavoro svolto dai singoli. I dati del progetto da svolgere vengono assegnati agli iscritti al corso fin dai primi giorni di lezione.

Le lezioni del Laboratorio di costruzione 2 comprendono due moduli definiti istituzionalmente (Teorie e tecniche costruttive nel loro sviluppo storico e Progetto di strutture), ma anche la disciplina caratterizzante (Tecnica delle costruzioni) è divisa a sua volta in moduli. Le lezioni dei diversi moduli teorici possono alternarsi tra loro.