Lezioni di Costruzioni in zona sismica

Facoltà di Ingegneria, Catania

Corso di laurea in ingegneria civile strutturale e geotecnica

Corso di Costruzioni in zona sismica

Anno accademico 2011/12

Lezioni

Obiettivo del corso è fornire allo studente le conoscenze teoriche e le capacità applicative necessarie per la progettazione di strutture antisismiche. Riporto qui un programma sintetico e poi, più in dettaglio, il contenuto di ciascuna delle lezioni

Comportamento sismico delle strutture
I terremoti: cause, effetti, misura della loro intensità. Risposta elastica e spettri di risposta elastica. Risposta elastica di schemi a più gradi di libertà. Analisi modale e analisi statica. Risposta in campo plastico. Verifica in termini di deformazioni plastiche o spostamenti. Duttilità e verifica in termini di forze. Spettri di progetto.

Progettazione di strutture antisismiche: edifici strutture intelaiate in c.a.
Obiettivi della progettazione antisismica. Principi base della progettazione strutturale. Impostazione della carpenteria. Dimensionamento delle sezioni. Previsione delle caratteristiche di sollecitazione e verifica di massima. Modellazione della struttura. Modellazione delle azioni. Combinazioni di carico. Risoluzione degli schemi di carico. Giudizio sulla struttura. Combinazione dei risultati. Progetto delle armature.

Progettazione di strutture antisismiche: altre tipologie
Edifici in c.a. con pareti. Edifici in acciaio a struttura intelaiata. Edifici in acciaio con controventi. Edifici isolati alla base.

Edifici esistenti
Valutazione della sicurezza e verifica sismica di edifici esistenti in c.a. Edifici in muratura.

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 grigio le lezioni che si prevede di fare, in blu le lezioni già fatte.

martedì 11 ottobre 17-20	Presentazione del corso Organizzazione generale del corso, argomenti trattati, progetto da svolgere Terremoti e normativa Terremoti: cause, propagazione delle onde sismiche, effetti particolari (maremoti, movimento delle faglie, frane, liquefazione del terreno), effetti di terremoti di intensità medio-bassa, effetto di terremoti di intensità elevata	3
mercoledì 12 ottobre 8-10	Evoluzione della classificazione dei terremoti e della normativa Oscillatore semplice elastico Equazione del moto, vibrazioni libere non smorzate, vibrazioni libere smorzate Vibrazioni forzate – forzante sinusoidale, risonanza	5
giovedì 13 ottobre 17-19	Vibrazioni forzate – forzante sismica, risoluzione numerica, integrazione al passo Spettri di risposta elastica, spettri di risposta forniti dalla normativa, passaggio dall’analisi dinamica all’uso di forze statiche	7
martedì 18 ottobre 17-20	Risposta elastica di sistemi piani a più gradi di libertà Equazioni del moto, modi di oscillazione libera, moto con forzante sismica, disaccoppiamento delle equazioni del moto, analisi modale, sovrapposizione SRSS e CQC, analisi statica, confronto tra analisi modale e statica, limiti di applicabilità dell’analisi statica, indicazioni di normativa	10
mercoledì 19 ottobre 8-10	Processo progettuale Principi base di buona progettazione: regolarità, semplicità, uniformità, simmetria, resistenza e rigidezza bi-direzionale, resistenza e rigidezza torsionale, resistenza e rigidezza dell'impalcato, fondazione adeguata Impostazione della carpenteria: criteri generali; esempi di impostazione della carpenteria per carichi verticali	12
giovedì 20 ottobre 14-16	Comportamento di strutture in campo plastico Modellazione dei materiali; confinamento del calcestruzzo e sua efficacia; legami momento-curvatura Risposta sismica di schemi a un grado di libertà in campo plastico Parametri fondamentali (rigidezza, resistenza, duttilità); duttilità disponibile e richiesta di duttilità Progettazione a duttilità assegnata; spettri di progetto	14
martedì 25 ottobre 17-20	Risposta sismica di schemi a più gradi di libertà in campo plastico Valutazione della risposta dinamica non lineare; problemi numerici ed operativi; giudizio sulla risposta dinamica non lineare delle strutture Analisi statica non lineare Analisi lineare con fattore di struttura	17
mercoledì 26 ottobre 8-10	Processo progettuale Impostazione della carpenteria: altri esempi di impostazione della carpenteria per carichi verticali	19
giovedì 27 ottobre 14-16	Processo progettuale Impostazione della carpenteria: impostazione per tener conto di azioni orizzontali	21
martedì 1 novembre 17-20	Giorno festivo	---
mercoledì 2 novembre 8-10	Lezione non tenuta	---
giovedì 3 novembre 14-16 (S. Monteleone)	Uso di programmi per la risoluzione di schemi strutturali: il SAP	21 (23)
martedì 8 novembre 17-20	Problematiche da affrontare: carichi verticali in assenza e in presenza di sisma; componenti dell'azione sismica; posizione del centro di massa e eccentricità accidentale Criteri generali per il dimensionamento delle sezioni	24 (26)
mercoledì 9 novembre 8-10	Processo progettuale Dimensionamento delle sezioni - esempio: carichi unitari; spettro di risposta, fattore di struttura e spettro di progetto; regolarità della struttura	26 (28)
giovedì 10 novembre 14-16	Processo progettuale Previsione delle sollecitazioni nella struttura: stima delle masse; forze orizzontali per analisi statica; tagli nei pilastri; momenti flettenti nei pilastri e nelle travi	28 (30)
martedì 15 novembre 17-20	Relazione e capitolo 10 delle NTC08 Modellazione della struttura, per soli carichi verticali e in condizioni sismiche; impalcato; modello di telaio spaziale e di insieme spaziale di telai piani	31 (33)
mercoledì 16 novembre 8-10	Uso di programmi per la risoluzione di schemi strutturali: Tel 2008	33 (35)
giovedì 17 novembre 14-16	Modellazione della struttura in presenza di pareti: aste con tratti rigidi; elementi finiti bidimensionali e problemi connessi	35 (37)
martedì 22 novembre 17-20	Modellazione: elementi di fondazione; tamponature	38 (40)
mercoledì 23 novembre 8-10	Processo progettuale Riepilogo del lavoro di impostazione carpenteria ed analisi preliminari, con riferimento al progetto di uno studente	40 (42)
giovedì 24 novembre 14-16	Valutazione dei carichi sulle travi Valutazione rigorosa delle masse di piano	42 (44)
martedì 29 novembre 17-20	Masse di piano: baricentro e raggio d'inerzia Eccentricità accidentale Schemi di carico base da risolvere	45 (47)
mercoledì 30 novembre 8-10	Esame dei risultati: analisi statica	47 (49)
giovedì 1 dicembre 14-16	Esame dei risultati: analisi modale	49 (51)
martedì 6 dicembre 17-20	Combinazioni di carico Travi: dagli schemi basi all'inviluppo dei risultati; progetto dell'armatura a flessione Gerarchia delle resistenze	52 (54)
mercoledì 7 dicembre 8-10 (A. Ghersi e S. Monteleone)	Utilizzo del programma SAP: carichi; risultati e loro esportazione in tabelle	54 (56)
giovedì 8 dicembre 14-16	giorno festivo	---
martedì 13 dicembre 17-20	Gerarchia delle resistenze; taglio nelle travi e armatura a taglio; tavola progettuale - travi Verifica e progetto armature per la sezione al piede dei pilastri	57 (59)
mercoledì 14 dicembre 8-10	Gerarchia delle resistenze; progetto a pressoflessione dei pilastri; armatura a taglio; tavola progettuale - pilastri	59 (61)
giovedì 15 dicembre 14-16	Analisi statica non lineare: concetti base	61 (63)
martedì 20 dicembre 17-20	Analisi statica non lineare: applicazioni	64 (66)
mercoledì 21 dicembre 8-10	Edifici in c.a. con pareti Pareti singole; pareti accoppiate; pareti snelle; pareti tozza Fattore di struttura in edifici con pareti; altezza critica; comportamento elastico e comportamento non lineare, con conseguente incremento delle sollecitazioni	66 (68)
giovedì 22 dicembre 14-16	Armatura nelle pareti	68 (70)
martedì 10 gennaio 17-20	Edifici in acciaio Tipologie strutturali: telai a nodi rigidi; telai con controventi Duttilità locale: materiale; comportamento della sezione; collegamenti Duttilità globale: materiale; travi; colonne; pannelli nodali Telai a nodi rigidi: impostazione della carpenteria; scelta dei collegamenti; fattore di struttura	71 (73)
mercoledì 11 gennaio 8-10	Criteri di dimensionamento: influenza della deformabilità su SLD e su effetti del secondo ordine Effetto P-delta e carico critico	73 (75)
giovedì 12 gennaio 14-16	Strutture con controventi: comportamento ciclico dei controventi; fattore di struttura; progetto dei controventi; collegamenti in zona dissipativa Controventi concentrici ad instabilità impedita; controventi eccentrici	75 (77)
martedì 17 gennaio 17-20	Verifica dell'impalcato: verifiche di rigidezza e verifiche di resistenza; azioni; modellazione; esempi applicativi Problematiche relative alle fondazioni: approcci e combinazioni secondo le norme italiane ed europee; significato dal punto di vista probabilistico; approccio in condizioni sismiche	78 (80)
mercoledì 18 gennaio 8-10	Problematiche relative alle fondazioni	80 (82)
giovedì 19 gennaio 14-16	Criteri alternativi di progettazione sismica: incremento dello smorzamento; isolamento alla base	82 (84)
martedì 24 gennaio 17-20	Isolamento alla base: dimensionamento degli isolatori; modellazione e verifica della struttura Edifici esistenti: differenza tra nuove costruzioni ed edifici esistenti; problematiche specifiche degli edifici esistenti; conoscenza; modellazione, tipo di analisi	85 (87)
mercoledì 25 gennaio 8-10	Edifici esistenti: miglioramento, adeguamento e intervento locale; rischio sismico, pericolosità, vulnerabilità, esposizione; livelli di conoscenza Edifici esistenti in c.a.: analisi lineare; valutazione delle rotture fragili	87 (89)
giovedì 26 gennaio 14-16	Edifici esistenti in c.a.: verifica in termini di deformazioni Edifici in muratura: classificazione degli edifici; problematiche principali	89 (91)