ACCIAIO, CEMENTO ARMATO, SISMICA ED ALTRO

 a cura di Aurelio Ghersi
     

CORSO DI PROGETTO DI STRUTTURE IN ZONA SISMICA - anno accademico 2017/18

Lezioni di Aurelio Ghersi, modulo A

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 dedicate specificamente a tale argomento

Comportamento sismico delle strutture (richiamo di concetti più o meno già noti)

I terremoti: cause, effetti, misura della loro intensità. Risposta elastica e spettri di risposta elastica. 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 a struttura intelaiata 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.


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 verde le lezioni che si prevede di fare, in nero le lezioni già fatte. Il numero sulla destra indica il numero totale (progressivo) di ore di lezione effettuate.

Gli argomenti teorici e le indicazioni progettuali sono strettamente legati e non li differenzio nell'elenco che segue. Indico con Prog le ore che rientrano nell'orario definito per le lezioni, ma saranno dedicate alla revisione del progetto, fatta in maniera collegiale ma con riferimento ai problemi di ciascun progetto individuale.

Nota: la parte relativa ad elementi strutturali e collegamenti in acciaio, prevista per il vecchio ordinamento, verrà svolta in maniera coordinata con il coso di Tecnica delle costruzioni modulo A.

Modulo A - lezioni tenute da Aurelio Ghersi

mercoledì 11 ottobre
ore 15-18

 

Presentazione del corso (modulo A e modulo B)
Organizzazione generale del corso, argomenti trattati, progetti da svolgere.

Processo progettuale, in presenza di azioni orizzontali
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.

Carpenteria
Impostazione della carpenteria per azioni orizzontali: orientamento dei pilastri in modo da garantire adeguata rigidezza nelle due direzioni, adeguata rigidezza torsionale, bilanciamento della struttura
Carpenteria dell'edificio soggetto ad azioni orizzontali; orientamento dei pilastri in modo da garantire adeguata rigidezza nelle due direzioni, adeguata rigidezza torsionale, bilanciamento della struttura.

3

giovedì 12 ottobre
ore 8-10
 

Terremoti e normativa

Terremoti: cause, propagazione delle onde sismiche, effetti particolari (maremoti, movimento delle faglie, frane, liquefazione del terreno).

Pericolosità sismica: dati sismici per una singola località.
Effetto di terremoti di intensità medio-bassa
.

5

mercoledì 18 ottobre
ore 15-18

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Richiami sul comportamento dinamico lineare e non lineare delle strutture

- lezione facoltativa, non considerata ai fini del corso.

Risposta elastica di schemi a un grado di libertà. Spettro di risposta elastica.

Risposta elastica di schemi a più gradi di libertà. Analisi modale con spettro di risposta e analisi statica.

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giovedì 19 ottobre
ore 8-10
 

Effetto di terremoti di intensità elevata.

Evoluzione della classificazione dei terremoti e della normativa. Normativa italiana ed europea. Classi d'uso delle costruzioni. Stati limite e relativa probabilità di superamento o periodo di ritorno.

7

Prog

Esame delle carpenterie individuate dai singoli studenti.

mercoledì 25 ottobre
ore 15-18

 

Processo progettuale - fasi preliminari

Problematiche da affrontare nell'analisi delle strutture antisismiche: carichi verticali in assenza e in presenza di sisma; posizione del centro di massa.
Analisi preliminari: spessore del solaio; definizione dei carichi unitari; carichi verticali sulle travi; sforzo normale da carichi verticali nei pilastri.

Spettri di risposta elastica

Spettri di risposta elastica della normativa italiana, per i vari stati limite. Aspetti degli spettri da evidenziare.

Processo progettuale

Impostazione del processo progettuale e di calcolo: la relazione di validazione (ai sensi del capitolo 10 delle NTC) come guida al processo progettuale.
Esame dello spettro di risposta elastico.

10

giovedì 26 ottobre
ore 8-10
 

Comportamento oltre il limite elastico

Comportamento oltre il limite elastico di una sezione (diagramma momento-curvatura) e di un'asta (diagramma forza-spostamento). Modelli a plasticità diffusa e a plasticità concentrata (cerniera plastica); duttilità. Modalità di collasso e comportamento di un telaio. Duttilità disponibile e richiesta di duttilità. Progettazione a duttilità assegnata; spettri di risposta a duttilità assegnata.

Fattore di struttura (o di comportamento) q e spettro di progetto per SLV.

12

mercoledì 1 novembre
ore 15-18

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Giorno festivo

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giovedì 2 novembre
ore 8-10

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Lezione non tenuta per motivi personali

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mercoledì 8 novembre
ore 15-18

 

Novità introdotte dalle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni e dal D.M. 28/2/2017

Processo progettuale

Scelta della classe di duttilità della struttura; scelta del fattore di comportamento q; spettro di progetto.

Considerazioni generali.
Prima stima dell'effetto del sisma: stima delle masse; stima del periodo proprio; forze orizzontali per analisi statica.

15

Prog

Esame delle analisi preliminari effettuate dagli studenti.

giovedì 9 novembre
ore 8-10
 

Processo progettuale

Prima stima delle caratteristiche di sollecitazione nella struttura: tagli nei pilastri; momenti flettenti nei pilastri e nelle travi; variazione di sforzo normale nei pilastri; effetto delle incertezze nella posizione del centro di massa (eccentricità accidentale); gerarchia delle resistenze.

Dimensionamento delle sezioni sulla base delle caratteristiche della sollecitazione previste.

Rigidezza degli elementi strutturali.

17

mercoledì 15 novembre
ore 15-18

 

Processo progettuale

Controllo di massima del periodo proprio della struttura (con approccio globale).

Stima più precisa della rigidezza dei pilastri. Valutazione del periodo proprio della struttura con le nuove rigidezze. Nuova previsione delle caratteristiche di sollecitazione.

20

Prog

Esame della previsione delle sollecitazioni e del dimensionamento della struttura effettuati dagli studenti.

giovedì 16 novembre
ore 8-10
 

Processo progettuale

Valutazione della eccentricità tra masse e rigidezze. Controllo degli spostamenti per Stato Limite di Danno. Possibile classe di rischio sismico della struttura.

Problemi specifici dovuti alla presenza di un piano interrato con pareti in c.a.; problemi legati alla presenza di un tetto.

Valutazione della rigidezza per pilastri molto grandi (o pareti).

22

mercoledì 22 novembre
ore 15-18

 

Processo progettuale

Eventuali modifiche della carpenteria o ridimensionamento delle sezioni.

25

Prog

Esame della previsione delle sollecitazioni e del dimensionamento della struttura effettuati dagli studenti.

giovedì 23 novembre
ore 8-10
 

Modellazione della struttura

Modellazione della struttura, per soli carichi verticali e in condizioni sismiche; modello di telaio spaziale e di insieme spaziale di telai piani; rigidezza dovuta agli offset; rigidezza della sezione geometrica e rigidezza della sezione fessurata.
Modellazione della struttura in presenza di pareti del cantinato: aste con tratti rigidi; elementi finiti bidimensionali e problemi connessi

27

mercoledì 29 novembre
ore 15-18

 

Analisi

Uso di programmi per la risoluzione della struttura

30

Prog

Esame della previsione delle sollecitazioni e del dimensionamento della struttura effettuati dagli studenti.
giovedì 30 novembre
ore 8-10
 

Modellazione della struttura

Modellazione della struttura: impalcato; tamponature

32

mercoledì 6 dicembre
ore 15-18

 

Analisi

Valutazione rigorosa delle masse di piano. Masse di piano: baricentro e raggio d'inerzia; eccentricità accidentale; schemi di carico base da risolvere

Analisi
Esame dei risultati: analisi statica

35

Prog Esame dei primi risultati ottenuti dagli studenti per l'analisi statica
giovedì 7 dicembre
ore 8-10
  Fondazioni

Reticolo di travi di fondazione

Edifici in c.a. con pareti
Problemi relativi all'elemento parete: pareti snelle e pareti tozza
Problemi relativi alla struttura: pareti singole e pareti accoppiate; fattore di struttura in edifici con pareti

37

mercoledì 13 dicembre
ore 15-18

  Problemi specifici delle pareti: comportamento elastico e comportamento non lineare, con conseguente incremento delle sollecitazioni
Taglio, pareti snelle

40

Prog Esame dei risultati ottenuti dagli studenti per l'analisi statica
giovedì 14 dicembre
ore 8-10
  Analisi
Esame dei risultati: analisi modale; influenza dell'eccentricità accidentale e della contemporanea presenza delle due componenti
Armatura delle travi
Dagli schemi basi all'inviluppo dei risultati; progetto dell'armatura a flessione

42

mercoledì 20 dicembre
ore 15-18

 

Gerarchia delle resistenze; taglio nelle travi e armatura a taglio; tavola progettuale - travi

Armatura dei pilastri
Verifica e progetto delle armature per la sezione al piede dei pilastri;
Gerarchia delle resistenze; progetto a pressoflessione dei pilastri; armatura a taglio; tavola progettuale - pilastri

45

giovedì 21 dicembre
ore 8-10

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Lezione non tenuta per motivi personali

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mercoledì 10 gennaio
ore 15-18

 

Armatura dei nodi

48

Prog Esame dei risultati ottenuti dagli studenti per l'analisi modale
giovedì 11 gennaio
ore 8-10
Prog Esame dei risultati ottenuti dagli studenti per l'analisi modale

50

mercoledì 17 gennaio
ore 15-18

 

Edifici in c.a. con pareti

Verifica dell'impalcato: verifiche di rigidezza e verifiche di resistenza; azioni; modellazione; esempi applicativi 

53

Prog Esame dei risultati ottenuti dagli studenti
giovedì 18 gennaio
ore 8-10
Prog Esame dei risultati ottenuti dagli studenti

55

mercoledì 24 gennaio
ore 15-18

Prog

Esame dei risultati ottenuti dagli studenti

58

giovedì 25 gennaio
ore 8-10

Prog

Esame dei risultati ottenuti dagli studenti

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