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Facoltà di Ingegneria, Catania

Laboratorio progettuale (strutture)
Anno accademico 2005/06

Docente:
Aurelio Ghersi
Informazioni disponibili, aggiornate al
domenica 07 ottobre 2007:

Aggiornamenti dell'ultim'ora

Sono disponibili, come file pdf, le presentazioni preparate per la lezione dell'8 marzo:
01 - I terremoti: cause ed effetti
02 - Effetto dei terremoti: accelerazione sismica medio-bassa
03 - Effetto dei terremoti: accelerazione sismica elevata
04 - Obiettivi della progettazione in zona sismica


Laboratorio progettuale (strutture) e corso di Tecnica delle costruzioni

Il Laboratorio progettuale (strutture) può costituire un'ottima integrazione del corso di Tecnica delle costruzioni, ed in particolare di Tecnica 2. Mentre nel corso di Tecnica delle costruzioni viene affrontato il problema del progetto e verifica di sezioni e di elementi strutturali ordinari, nel Laboratorio progettuale (strutture) si affronta l'organismo strutturale nella sua interezza, discutendo in maniera più approfondita i problemi di modellazione ed esaminando anche elementi strutturali non considerati nel corso di Tecnica delle costruzioni (fondazioni, scale, sbalzi laterali e d'angolo, fori, ecc.).

Il corso di Tecnica 2 ed il Laboratorio progettuale (strutture) si svolgono entrambi nel secondo semestre del quarto anno e sono organizzati in maniera integrata, partendo dal presupposto che la maggior parte degli studenti segue contemporaneamente entrambi. Per questi studenti il lavoro progettuale sarà organizzato in maniera coordinata.
E' anche possibile seguire il Laboratorio progettuale (strutture) dopo aver seguito il corso di Tecnica delle costruzioni; in tal caso si devono svolgere elaborati progettuali integrativi rispetto a quelli fatti in Tecnica.
NON è possibile seguire il Laboratorio progettuale (strutture) se non si è mai seguito e non si sta seguendo in contemporanea il corso di Tecnica 2.

Le problematiche sismiche - fondamentali per chi opera in una zona sismica, come la Sicilia orientale - dovrebbero essere oggetto di altri corsi. Nel passato esisteva il corso di Elementi di ingegneria sismica, rivolto a tutti gli studenti civili ed edili, che forniva sia concetti di base di dinamica che indicazioni più specifiche sulla progettazione antisismica. Con la recente riforma dell'ordinamento universitario tale corso è scomparso, ma spero che dall'anno prossimo possa essere attivato un corso analogo, specifico per gli studenti di ingegneria edile-architettura. Nel frattempo anche quest'anno (spero per l'ultima volta) le problematiche sismiche verranno trattate all'interno del Laboratorio progettuale (strutture).


Finalità del corso

La struttura di un edificio è un organismo complesso, costituito da diversi elementi strutturali. Questi interagiscono e collaborano reciprocamente per sopportare i carichi esterni garantendo la sicurezza e la funzionalità dell’edificio. Il corso di Tecnica delle costruzioni affronta la problematica del progetto strutturale degli edifici, ma certamente non la esaurisce. Infatti esso studia la verifica e il progetto delle singole sezioni e di elementi strutturali standard (pilastri, travi e solai) ma non prende in esame molti altri elementi (solai prefabbricati, realizzazione di fori nei solai, scale, sbalzi diversi da quello in prosecuzione di solaio, strutture di fondazione, ecc.). Inoltre in tale corso non vengono fornite indicazioni sul progetto degli edifici soggetti a rilevanti azioni orizzontali, quali in particolare quelle che lo cimentano se esso è sito in zona sismica.

Il Laboratorio progettuale (strutture) è attualmente articolato secondo questi due filoni, e quindi in due parti abbastanza distinte.

Una sua parte fa riferimento alla tipologia strutturale più diffusa nel nostro paese (edifici con struttura in cemento armato, soggetti prevalentemente a carichi verticali), partendo dalla impostazione della carpenteria (che è la vera e più importante fase progettuale) e giungendo ad analizzare i singoli componenti strutturali dell’edificio. Per ciascuno di essi si esaminano le caratteristiche tecnologiche, il processo di realizzazione, i modelli di comportamento ed i criteri per il loro dimensionamento. Con questo approccio si vuole però, soprattutto, fornire allo studente una metodologia generale per affrontare la progettazione delle strutture, che gli consenta nella sua futura attività professionale di affrontare anche i numerosi problemi di progettazione non esplicitamente trattati nel laboratorio.

Un'altra parte è dedicata a fornire agli studenti competenze di base nel settore dell'ingegneria sismica. Queste conoscenze sono fondamentali per chi opera in una regione, come la Sicilia, quasi interamente sismica. Nel Laboratorio si esaminano quindi i concetti di base della dinamica delle strutture, privilegiando l'aspetto fisico più che quello matematico; si mostra come da questi si arrivi alle prescrizioni della normativa sismica (e si approfondiscono i più recenti sviluppi di tale normativa); si affrontano infine le problematiche più specificamente progettuali, dall' impostazione della struttura nella maniera più idonea a sopportare l'azione sismica, al dimensionamento degli elementi strutturali, fino alla loro verifica dettagliata.

Queste due parti sono sviluppate in parallelo e almeno parzialmente in maniera indipendente.


Iscrizione al Laboratorio progettuale (strutture)

Per iscriversi al corso è necessario compilare un apposito modulo di due facciate, nel quale devono essere indicati i propri dati anagrafici ed altre indicazioni utili ai fini statistici.
Il modulo viene distribuito direttamente in aula durante le prime lezioni del corso ma può essere ritirato anche in Dipartimento rivolgendosi direttamente a me.
Gli studenti iscritti al corso di Tecnica delle costruzioni nel corrente anno accademico possono non compilare il modulo, se hanno già riempito l'analogo modulo per il corso di Tecnica delle costruzioni ed in tale modulo hanno indicato la loro volontà di seguire il Laboratorio progettuale (strutture).


Modalità di svolgimento del Laboratorio progettuale (strutture)

Lezioni

Le lezioni del corso di Laboratorio progettuale (strutture) hanno inizio il giorno martedì 7 marzo 2005. L'orario ufficiale delle lezioni è il seguente:

  Martedì ore 17-20 aula D24
  Mercoledì ore 11-13 aula IS

a meno di variazioni per tener conto di specifiche esigenze degli studenti


Progetto

Il Laboratorio ha un carattere spiccatamente progettuale e si concretizza quindi nello svolgimento di elaborati numerici e grafici. Il lavoro progettuale deve essere svolto, almeno in buona parte, in aula. Di conseguenza i momenti di lezione teorica o spiegazione delle problematiche progettuali generali saranno alternati a momenti in cui i singoli studenti discutono pubblicamente dei loro problemi progettuale ed a momenti di lavoro individuale, assistito dal docente.
Se necessario, il docente sarà a disposizione degli studenti per ulteriori incontri per la discussione e revisione del progetto, al di là degli orari di lezione. Si cercherà comunque di limitare il ricorso a tali incontri e di ridurre al minimo possibile il tempo da dedicare allo svolgimento del progetto al di là delle ore di laboratorio.

Ciascuno studente deve svolgere individualmente un certo numero di elaborati progettuali, scegliendo tra due alternative:

a) progetto di un edificio in  c.a. per soli carichi verticali.

-  Partendo da un architettonico proposto dallo studente (relativo ad un edificio soggetto a soli carichi verticali), deve essere definita e disegnata in dettaglio la carpenteria del piano tipo.

Nota: se lo studente sta seguendo in contemporanea il corso di Tecnica delle costruzioni 2 gli elaborati progettuali di tale corso (pilastri, solaio, trave) saranno tratti dalla carpenteria qui definita.

-  Per lo stesso edificio dovranno essere realizzate altre due tavole progettuali, con relativi calcoli, scegliendo - in accordo col docente - tra gli altri elementi strutturali presenti nell'edificio (fondazioni, scale, elementi particolari dell'impalcato quali fori o sbalzi non in prosecuzione).


b) progetto di un edificio in  c.a. in zona sismica.

-  Partendo da un architettonico proposto dallo studente, deve essere definita la carpenteria del piano tipo, pensando prima alla presenza di soli carichi verticali, poi anche alle problematiche sismiche. Deve essere disegnata in dettaglio solo la carpenteria dell'edificio sito in zona sismica.

Nota: se lo studente sta seguendo in contemporanea il corso di Tecnica delle costruzioni 2 gli elaborati progettuali di tale corso (pilastri, solaio, trave) saranno tratti dalla carpenteria qui definita, riferita a soli carichi verticali. Le sollecitazioni su tali elementi potranno essere riferite a soli carichi verticali oppure (preferibilmente) tener conto anche delle problematiche sismiche.

-  La struttura deve essere dimensionata tenendo conto del sisma e calcolata secondo le indicazioni della nuova norma sismica italiana. Si effettuerà una verifica di massima di tutti gli elementi strutturali principali, per controllare la capacità della struttura di sopportare il sisma (se la verifica non è soddisfatta occorrerà ripetere il procedimento di dimensionamento e verifica).

-  Per lo stesso edificio dovrà essere realizzata un'altra tavola progettuale, con relativi calcoli, relativa ad un elemento della fondazione.

Gli studenti sono invitati a fare il massimo sforzo per completare i progetti entro la fine del corso. Se necessario, nel mese di luglio potranno essere previsti incontri per revisioni per i ritardatari.
Gli studenti devono però completare i progetti al più tardi entro la fine di luglio.


Obbligo di frequenza

Come è ben noto, il regolamento di Facoltà impone agli studenti l’obbligo di frequentare con assiduità le lezioni. In generale, il docente è libero di utilizzare le modalità da lui preferite per accertare il rispetto di tale obbligo, purché comunichi tali modalità all'inizio del corso. Fino all'anno scorso gli studenti del nuovo ordinamento dovevano apporre una firma in un apposito registro; questo obbligo non è più imposto nel corrente anno accademico. 

In verità, io ritengo che l’obbligo di frequenza sia importante come fatto sostanziale e non formale. Inoltre nel caso di un laboratorio la frequenza è indispensabile per svolgere gli elaborati progettuali previsti. In linea di massima, quindi, registrerò quotidianamente le presenze ma soprattutto controllerò che la presenza dello studente sia effettivamente attiva. Gli studenti sono inoltre tenuti a completare entro il termine delle lezioni gli elaborati progettuali loro richiesti.

Al termine delle lezioni verrà reso pubblico l'elenco degli studenti che hanno rispettato l'obbligo di frequenza. Chiunque ritenga di essere stato escluso immotivatamente è tenuto a comunicarmelo al più presto. Prima della fine di luglio comunicherò ufficialmente in segreteria, secondo quanto previsto dal regolamento didattico, l'elenco degli studenti che, pur essendo tenuti a frequentare le lezioni, non lo hanno fatto.


Esame

L'esame è costituito semplicemente da un colloquio, che partirà dall'esame degli elaborati progettuali svolti e potrà da questo spaziare sugli argomenti trattati nel laboratorio.
L'esame non può essere sostenuto prima di aver superato l'esame di Tecnica delle costruzioni. Data la stretta relazione tra gli elaborati progettuali di Tecnica e del Laboratorio, sarà consentito anche effettuare i due esami in contemporanea (ovviamente con un voto indipendente).


Date di esami per gli studenti del laboratorio

Attenzione: le date non sono ancora definite ufficialmente e potrebbero subire variazioni

27 giugno
12 luglio
12 settembre
27 settembre
5 dicembre fine gennaio 2007 fine febbraio 2007

Programma del Laboratorio e argomento delle lezioni

E' disponibile l'elenco degli argomenti da trattare in ciascuna lezione, che viene aggiornato durante lo svolgimento del corso.


Testi consigliati e materiale didattico a disposizione

Nota: la maggior parte del materiale disponibile, espressamente preparato o raccolto per il corso di Tecnica delle costruzioni e per il Laboratorio progettuale (strutture), è racchiusa in un cd-rom che viene messo a disposizione di tutti gli studenti interessati.

Può essere utile consultare, anche se non è aggiornato alla nuova normativa, il testo:
A. Ghersi, Edifici antisismici con struttura intelaiata in c.a., CUEN, 1986.

Sono disponibili due capitoli di un nuovo testo che sto preparando, relativo alla progettazione di edifici antisismici con struttura intelaiata in c.a. (cap.2 e cap.4).

E' disponibile il testo della nuova norma sismica italiana e della normativa sismica europea.

E' disponibile anche materiale didattico utilizzato in corsi di aggiornamento professionale relativi alla nuova normativa sismica.

Si veda anche la pagina web relativa alla sismica.