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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)