Università di Catania | Facoltà di Ingegneria | DICA | Sezione di Ingegneria Strutturale | Tecnica delle costruzioni
Lezioni del corso di Tecnica delle costruzioni per civili, anno accademico 2001/02
Novità principali rispetto all'anno precedente:
- la parte relativa all'acciaio viene trattata all'inizio e con molto più tempo
a disposizione;
- forse non sarà proprio trattato (o solo con cenni minori) il problema di
trave elastica su suolo elastico;
- le prime due lezioni della parte esercitativa riguardano problemi di
modellazione strutturale e trasmissione di carichi; chi ha una certa esperienza
è in grado, esaminando una struttura, di capire come "funziona",
cioè in che modo i carichi applicati vengono trasmessi da un elemento all'altro
e in che modo schematizzare i diversi elementi (partendo da schemi semplici, di
massa, per passare eventualmente a schemi più complessi); ho ritenuto
necessarie queste lezioni visto le "crisi" che ogni tanto colgono gli
studenti che affrontano i compiti scritti.
Sono indicati nel seguito in maniera sintetica gli argomenti che si prevede di
affrontare in ciascuna delle lezioni del corso. Queste informazioni verranno aggiornate
man mano che si procede con le lezioni. Sono indicate col colore blu le lezioni che si
prevede di fare, in nero le lezioni già fatte.
Le date non si possono ritenere ancora definitive, perché sono in attesa di sapere se
avrò a disposizione due ore settimanali per le lezioni dedicate alla parte
progettuale.
Le lezioni del corso sono distinte in quattro moduli teorici più un modulo applicativo. Per consentire agli studenti di sviluppare in tempi rapidi gli elaborati progettuali, l'organizzazione dei moduli teorici è in parte condizionata dallo sviluppo del modulo applicativo. Le lezioni di moduli teorici ed applicativi possono quindi alternarsi tra loro. Sono inoltre previsti alcuni seminari, nei quali vengono trattati argomenti che si ritengono utili e interessanti per gli studenti ma non strettamente legati al corso (e che non fanno parte del programma di esame).
Per meglio comprendere a quale modulo fa capo ogni lezione, nel seguito è riportata per ogni lezione una sigla che contraddistingue il modulo cui essa appartiene. In particolare si è usato: | |
ACC | per indicare il modulo "verifica e progetto di elementi in acciaio" |
CA | per indicare il modulo " verifica e progetto di elementi in cemento armato ordinario" |
CAP | per indicare il modulo "verifica e progetto di elementi in cemento armato precompresso" |
AS | per indicare il modulo "analisi strutturale" |
PRO | per indicare il modulo applicativo "progetto di elementi strutturali" |
SEM | per indicare i seminari |
martedì 5 marzo ore 15-17 |
--- | Presentazione del corso; introduzione storica e problematiche trattate |
ACC e CA | Verifiche di sicurezza: leggi costitutive dei materiali; carichi; coefficienti di sicurezza; possibili modellazioni ed uso dei coefficienti di sicurezza (tensioni ammissibili - calcolo a rottura) | |
mercoledì 6 marzo ore 10-13 |
ACC e CA | Approccio probabilistico:
distribuzione di valori; frattili; valori caratteristici; verifica di
sicurezza in termini probabilistici Metodo semiprobabilistico, ovvero verifica allo stato limite ultimo Metodo degli stati limite (stato limite ultimo; stato limite di esercizio o servizio) Normativa tecnica italiana ed europea |
giovedì 7 marzo ore 8-11 |
ACC e CA | Azioni: classificazione; valori di calcolo per stati limite ultimi e per stati limite di esercizio |
ACC | Normativa per l'acciaio:
metodo delle tensioni ammissibili; metodo dello stato limite ultimo secondo la normativa
italiana e l'Eurocodice 3 Acciaio: composizione chimica; prove; classificazione degli acciai |
|
giovedì 7 marzo ore 15-17 (A. Perretti) |
PRO | Introduzione alla modellazione strutturale |
martedì 12 marzo ore 15-17 |
--- | Prova di autovalutazione sui prerequisiti Discussione del compito |
mercoledì 13 marzo ore 8-11 |
ACC |
Acciaio: tipologia degli elementi in
acciaio Trazione: richiami di Scienza delle costruzioni; verifica e progetto col metodo delle tensioni ammissibili; uso di sagomari Trazione: verifica e progetto allo stato limite ultimo Asta tesa con collegamenti bullonati: verifica della sezione in corrispondenza dei fori; comportamento duttile e fragile Asta tesa, con sezione non simmetrica: influenza del disassamento tra asse dell'asta e asse del collegamento (bulloni o saldatura) |
giovedì 14 marzo ore 8-11 |
ACC |
Acciaio: imperfezioni geometriche e meccaniche; influenza delle
imperfezioni sul comportamento di un'asta tesa Compressione: instabilità di asta ideale (Eulero); influenza del legame costitutivo del materiale (elastico-perfettamente plastico); influenza delle imperfezioni sul comportamento di un'asta reale; verifica e progetto di asta compressa col metodo delle tensioni ammissibili; verifica e progetto allo stato limite ultimo |
giovedì 14 marzo ore 15-17 (E. Marino) |
PRO | Modellazione strutturale e trasmissione dei carichi |
martedì 19 marzo | --- | lezione non tenuta, perché l'aula era impegnata per esami |
mercoledì 20 marzo ore 8-10 |
ACC | Flessione
semplice: richiami di Scienza delle costruzioni; verifica e progetto col
metodo delle tensioni ammissibili; uso di sagomari Flessione semplice allo stato limite ultimo: diagramma delle tensioni; fattore di forma; verifica e progetto |
giovedì 21 marzo ore 8-9.30 |
ACC | Flessione composta: verifica col metodo delle tensioni ammissibili; dominio M-N |
giovedì 21 marzo ore 9.30-11 (E. Marino) |
PRO | Progetto di struttura in acciaio |
giovedì 21 marzo ore 15-17 |
--- | lezione non tenuta, perché l'aula
era impegnata per esami (senza preavviso) effettuata distribuzione dei progetti da svolgere (strutture in acciaio) dalle 15 alle 16 nell'area antistante l'aula |
martedì 26 marzo ore 12-14, ripetuta alle 18-20 |
ACC |
Flessione
composta: costruzione di dominio M-N allo stato limite
ultimo; domini di normativa Flessione composta per aste compresse (influenza dell'instabilità) Instabilità di aste composte |
mercoledì 27 marzo ore 8-11 |
ACC |
Taglio:
formula di Jourawski; diagramma delle tau in profilati in acciaio;
verifica col metodo delle tensioni ammissibili; verifica allo stato limite
ultimo Torsione: torsione primaria e secondaria (cenni) Instabilità locale delle parti compresse di un profilato: carico o tensione critica di una lastra compressa ideale; comportamento post-critico in campo elastico lineare; modellazione del comportamento post-critico di una lastra mediante la larghezza efficace (Von Karman); influenza sul comportamento delle sezioni; classificazione delle sezioni secondo l'Eurocodice 3 |
giovedì 28 marzo ore 8-11 (E. Marino) |
PRO | Progetto di struttura in acciaio |
giovedì 28 marzo ore 15-17 |
ACC |
I collegamenti: collegamenti chiodati, bullonati, saldati; vantaggi e
svantaggi dei diversi tipi di collegamento Unioni a completo e a parziale ripristino di resistenza; nodi rigidi e nodi semirigidi Unioni bullonate: diametri e classi dei bulloni; area nominale ed area resistente; serraggio; modalità di comportamento dei bulloni (a taglio, a trazione, ad attrito) Unioni bullonate a taglio: verifica del bullone |
martedì 2 aprile | --- | vacanza |
mercoledì 3
aprile ore 8-11 |
ACC | Unioni
bullonate a taglio: verifica a rifollamento della
lamiera Prescrizioni relative alla distanza tra i bulloni Unioni bullonate a trazione: verifica del bullone; verifica a punzonamento della lamiera; effetto leva Esempi di unioni bullonate: per trasmettere forze di taglio o assiali; applicazioni relative al progetto da svolgere |
giovedì 4
aprile ore 8-8.30 |
ACC | Unioni bullonate ad attrito |
giovedì 4
aprile ore 8.30-10 (E. Marino) |
PRO | Progetto di struttura in acciaio |
giovedì 4
aprile ore 10-11 |
PRO | Schematizzazione ed utilizzo di programmi per la risoluzione della struttura in acciaio assegnata |
giovedì 4
aprile ore 15-17 |
ACC |
Esempi di unioni bullonate: per trasmettere
taglio e flessione; unioni flangiate; collegamento trave-trave,
trave-colonna, colonna-fondazione Unioni saldate: procedimenti di saldatura; imperfezioni e controllo delle imperfezioni Tipi di saldature: a completa penetrazione, a parziale penetrazione, a cordone d'angolo Saldature a completa penetrazione: I classe e II classe |
martedì
9 aprile ore 13-15 |
ACC | Saldature a
cordone d'angolo: sviluppo storico delle formule di verifica; normativa
italiana; Eurocodice 3 Esempio di progetto e verifica di unioni saldate Stati limite di servizio: deformazioni; vibrazioni |
mercoledì 10
aprile ore 8-11 |
AS | Analisi strutturale; tipi di
analisi: analisi
lineare, non linearità meccaniche, non linearità geometriche Analisi lineare: risoluzione di schemi isostatici (con condizioni di equilibrio); risoluzione di schemi iperstatici (metodo delle forze e metodo degli spostamenti) Modalità di risoluzione: risoluzione di retta delle equazioni (di congruenza nel metodo delle forze, di equilibrio nel metodo degli spostamenti); risoluzione iterativa con metodi di rilassamento (nell'ambito del metodo degli spostamenti); ripartizione del momento squilibrato in base alle rigidezze flessionali (Cross); ripartizione del taglio in base alle rigidezze a taglio (Grinter) Applicazioni del metodo di rilassamento per travi continue e telai a nodi fissi |
giovedì 11
aprile ore 8-11 |
AS | Applicazioni del metodo di
rilassamento per telai a nodi spostabili Non linearità meccaniche: analisi non lineare con diagramma momento-curvatura curvilineo; analisi non lineare con l'uso di cerniere plastiche; analisi lineare con ridistribuzione |
giovedì 11
aprile ore 15-17 |
AS |
Non linearità geometriche: valutazione esatta, iterativa, dell'effetto instabilizzante dei carichi verticali (effetto P-delta o effetto del secondo ordine); valutazione del carico critico globale; valutazione approssimata dell'effetto instabilizzante dei carichi verticali; formule dell'Eurocodice 3 |
martedì 16 aprile | --- | Lezione non tenuta per adesione allo sciopero generale |
mercoledì 17
aprile ore 8-9.30 |
CA | Comportamento del calcestruzzo sotto carichi di breve durata: resistenza a compressione; controlli di accettazione del calcestruzzo; resistenza a trazione; modulo elastico; legame tensioni-deformazioni per analisi non lineare e per verifica della sezione; valori ammissibili e valori di calcolo delle tensioni |
mercoledì 17
aprile ore 9.30-11 (E. Marino) |
PRO | Edificio in cemento armato: descrizione; morfologia di solaio e sbalzi; dimensionamento; carichi unitari |
giovedì 18
aprile ore 8-11 |
CA |
Comportamento del calcestruzzo nel tempo: ritiro; deformazioni viscose Acciaio per cemento armato ordinario: caratteristiche; valori ammissibili e valori di calcolo delle tensioni |
giovedì 18
aprile ore 15-17 |
CA |
Acciaio per
cemento armato ordinario: aderenza acciaio-calcestruzzo; lunghezza di
ancoraggio e di sovrapposizione; ricoprimento e distanza tra le barre Aspetti generali della flessione composta nel caso del cemento armato; stadi di comportamento |
martedì 23
aprile ore 13-15 |
CA |
Sforzo
normale: generalità Sforzo normale nel secondo stadio: verifica della sezione; staffe; indicazioni di normativa; progetto della sezione e dell'armatura Sforzo normale nel terzo stadio: progetto e verifica della sezione e dell'armatura; indicazioni di normativa |
mercoledì 24
aprile ore 8-9.30 |
CA | Sforzo normale: confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo dello stato limite ultimo |
mercoledì 24
aprile ore 9.30-11 (E. Marino) |
PRO | Edificio in cemento armato: analisi dei carichi sulle travi |
giovedì 25 aprile | --- | vacanza |
martedì 30
aprile ore 13-15 (E. Marino, M. Muratore) |
PRO | Edificio in
cemento armato: analisi dei carichi sui pilastri (valutazione dell'azione trasmessa dalle travi; aree di influenza; calcolo dello
sforzo normale) Pilastri: dimensionamento della sezione; armature longitudinali e staffe; particolari costruttivi; organizzazione della tavola |
mercoledì 1
maggio ore 8-11 |
--- | vacanza |
giovedì 2
maggio ore 8-11 |
CA |
Pilastri cerchiati Diagrammi limite e campi di comportamento per modello lineare Diagrammi limite e campi di comportamento per modello non lineare del materiale Flessione semplice nel primo stadio Flessione semplice nel secondo stadio: verifica di sezione rettangolare |
giovedì 2
maggio ore 15-17 |
CA | Flessione semplice nel secondo stadio: verifica di sezione riconducibile alla rettangolare e di sezione generica; progetto di sezione rettangolare a semplice armatura |
venerdì 3
maggio ore 13-15 |
--- | Compito su acciaio |
martedì 7
maggio ore 13-15 |
CA | Flessione semplice nel secondo stadio: progetto di sezione rettangolare a semplice armatura e a doppia armatura; esempi di progetto di sezione ed armatura |
mercoledì 8
maggio ore 8-11 |
CA |
Flessione semplice nel terzo stadio: impostazione generale; formule specifiche per sezione
rettangolare; equazioni risolutive per la
verifica di sezione rettangolare; verifica di sezione rettangolare Flessione semplice nel terzo stadio: progetto di sezione rettangolare a semplice e a doppia armatura |
giovedì 9
maggio ore 8-11 |
CA | Flessione semplice nel
terzo stadio: diagrammi
momento-curvatura; duttilità Flessione semplice: confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo dello stato limite ultimo Flessione composta: richiami di Scienza delle costruzioni; nocciolo d'inerzia |
giovedì 9
maggio ore 15-15.30 |
CA | Flessione composta retta nel secondo stadio - sezione rettangolare: individuazione dei noccioli d'inerzia; verifica per sezione tutta tesa |
giovedì 9
maggio ore 15.30-17 (S. Pantano) |
PRO | Solaio: schemi geometrici e combinazioni di carico; progetto delle armature - armatura a barre diritte |
martedì 14
maggio ore 13-15 |
CA | Flessione composta retta nel secondo stadio - verifica per sezione tutta compressa; individuazione dell'asse neutro e verifica per sezione parzializzata; impostazione generale per sezioni generiche; sezioni diverse dalla rettangolare (sezione a croce; sezione generica) |
mercoledì 15
maggio ore 8-11 (S. Pantano, A. Ghersi) |
PRO | Solaio: progetto delle armature - armatura a barre diritte e armatura con sagomati; armatura e travetto di ripartizione; fasce piene e semipiene; organizzazione della tavola |
giovedì 16
maggio ore 8-11 |
CA |
Flessione composta retta
nel terzo stadio: impostazione generale della verifica (determinazione del
diagramma limite di epsilon che corrisponde ad un N assegnato; calcolo del
momento limite corrispondente) Domini di resistenza per flessione composta retta nel primo stadio e nel secondo stadio; variazione dei domini al variare delle armature; utilizzo dei domini per il progetto della sezione e dell'armatura |
giovedì 16
maggio ore 15-17 |
CA |
Domini di
resistenza per flessione composta retta nel terzo stadio:
determinazione dei domini per sezione generica; formule approssimate per
la determinazione dei domini in sezioni rettangolari; progetto della sezione Confronto tra la resistenza a presso e tensoflessione valutata col metodo delle tensioni ammissibili e degli stati limite Taglio nel primo e secondo stadio: determinazione delle tensioni tangenziali |
martedì 21
maggio ore 13-15 |
CA |
Taglio nel secondo stadio: limiti di normativa Taglio nel secondo stadio: modelli per il calcolo delle armature |
mercoledì 22
maggio ore 8-11 |
CA | Taglio nel terzo stadio: resistenza della sezione non armata (modello a pettine); resistenza della sezione armata (modello normale); progetto delle armature; confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo dello stato limite ultimo |
giovedì 23
maggio ore 8-11 |
CA |
Taglio nel terzo stadio:
resistenza della sezione armata (modello a inclinazione variabile del
traliccio); traslazione del diagramma del momento flettente Punzonamento: confronto col taglio; indicazioni di normativa per modello lineare e non lineare di comportamento del materiale |
giovedì 23
maggio ore 15-17 (M. Muratore) |
PRO | Trave: descrizione; dimensionamento della sezione; condizioni di carico; risoluzione dello schema; progetto delle armature a flessione |
martedì 28
maggio ore 13-15 |
CA |
Torsione: determinazione delle tensioni tangenziali Torsione nel secondo stadio: modelli e formule per la determinazione delle armature a torsione; presenza combinata di taglio e torsione Torsione nel terzo stadio: resistenza della sezione; progetto delle armature; presenza combinata di taglio e torsione; confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo dello stato limite ultimo |
mercoledì 29
maggio ore 8-11 |
CA | Stato limite di fessurazione: sforzo normale di fessurazione; tensione nell'armatura prima e dopo la fessurazione; determinazione della distanza tra fessure, della deformazione media, dell'ampiezza della fessura; tension stiffening |
giovedì 30
maggio ore 8-10 |
CA |
Stato limite di
fessurazione: momento (o sforzo normale) di decompressione e di fessurazione; armatura necessaria per evitare lo snervamento
all'atto della fessurazione; altre indicazioni dell'EC2 per garantire una accettabile
fessurazione Stato limite di tensioni di esercizio: verifica; limiti di normativa; necessità (o meno) di questa verifica Stato limite di deformazione: limiti di normativa; determinazione della freccia |
giovedì 30
maggio ore 10-11 |
CAP | Effetti benefici di una
forza di precompressione Tecniche di precompressione: fili aderenti; cavi scorrevoli Acciaio da precompresso: tipologie (fili, trecce, trefoli, barre); limiti tensionali per la normativa italiana; legame costitutivo per S.L.U. Calcestruzzo: classi; limiti tensionali per normativa italiana ed europea |
giovedì 30
maggio ore 15-16 (M. Muratore) |
PRO | Trave: armatura a taglio; organizzazione della tavola |
giovedì 30
maggio ore 16-17 (E. Marino) |
PRO | Risoluzione dello schema a telaio con soli carichi verticali e confronto con le sollecitazioni ottenute con schemi più semplici |
martedì 4
giugno ore 13-15 |
CAP |
Perdite di precompressione:
accorciamento elastico; attrito; rientro degli ancoraggi; ritiro; fluage; rilassamento Verifiche da effettuare col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo degli stati limite Verifica a fessurazione; verifica a taglio |
mercoledì 5
giugno ore 8-11 |
CAP |
Tirante in precompresso: condizioni al tiro; condizioni in esercizio; dimensionamento
della sezione e della forza di precompressione; verifica a fessurazione; verifica a
rottura Trave precompressa semplicemente appoggiata: nocciolo centrale d'inerzia; nocciolo limite Disposizione dei cavi: cavo risultante; fuso di Guyon |
giovedì 6
giugno ore 8-10 (E. Marino) |
PRO |
Valutazione dell'azione del vento Risoluzione dello schema a telaio con il vento; confronto dell'effetto del vento con quello dei soli carichi verticali |
giovedì 6
giugno ore 10-11 |
CAP | Verifica della sezione a rottura (o allo stato limite ultimo) |
giovedì 6
giugno ore 15-16 |
CAP |
Trave precompressa: influenza della forma della sezione sul
nocciolo limite; momento utile Progetto della sezione: scelta della forma della sezione; dimensionamento preliminare della sezione e della forza di precompressione Travi precompresse iperstatiche: reazioni vincolari; cavo concordante |
giovedì 6
giugno ore 16-18 |
--- | Festa di fine corso (pasticcini, bibite e spumante) |