Lo sviluppo di soluzioni appropriate nell’ambito della progettazione strutturale richiede, in primo luogo, la scelta di un materiale da costruzione e, successivamente, l’adozione di una tipologia strutturale, anche in relazione alle azioni che caratterizzano lo specifico problema di progetto. A seguito di tutto ciò è possibile prendere in considerazione i singoli elementi strutturali allo scopo di definirne le dimensioni e di verificare che lo stato di sollecitazione indotto dalle azioni esterne sia compatibile con le caratteristiche di resistenza del materiale.

Questa procedura di progetto costituisce il tema di base dell’insegnamento. In riferimento alle più comuni normative, vengono definite le azioni di progetto e viene discusso il comportamento di travi e pilastri soggetti ad azione assiale, flessione e taglio. I materiali da costruzione considerati sono principalmente acciaio e calcestruzzo, in riferimento ai quali vengono presentate e discusse le tipologie strutturali più comunemente adottate.

Lo studente:

- conosce e comprende le teorie, le tecniche e gli strumenti utili alla concezione strutturale e al suo dimensionamento, in conformità con il quadro normativo vigente;

- è in grado di analizzare le strutture edilizie, in base alle proprietà dei materiali, alle tipologie strutturali e all’analisi dei carichi, secondo la normativa vigente;

- è in grado di dimensionare gli elementi strutturali nella relazione fra forma e struttura.

Il corso si propone di fornire gli strumenti per comprendere gli aspetti strutturali e costruttivi delle parti strutturali delle costruzioni in calcestruzzo armato ed in acciaio. L’approccio proposto muove dal rapporto fra l’evoluzione della tecnica costruttiva e l’evoluzione delle conoscenze teorico-scientifiche a supporto del progetto di stutture. Allo scopo saranno proposti e discussi, dal punto di vista statico-tecnico, dei casi esemplari che hanno segnato la storia dell’Architettura e dell’Ingegneria sia per l’avanzamento teorico-scientifico e tecnico costruttivo che per il loro elevato valore formale del rapporto forma-struttura.

Misura della sicurezza e di sostenibilità economica-ambientale
Misura dell’affidabilità strutturale: metodi deterministici e metodi probabilistici.Cenni sui problemi di durabilità delle strutture in cemento armato. Cenni sulla valutazione della sostenibilità economica (analisi di LCC) e della sostenibilità e ambientale delle costruzioni in calcestruzzo armato (c.a.).
Calcestruzzo armato e il calcestruzzo armato precompresso
Cenni storici sull’evoluzione della tecnica e delle conoscenze teoriche-scientifiche. Proprietà del calcestruzzo. Cenni di ritiro e viscosità. Tipologie e proprietà delle armature metalliche. Modelli di comportamento mono-assiale del calcestruzzo e dell’acciaio delle armature. Richiami dei meccanismi di funzionamento del calcestruzzo armato(c.a.). Concetto di aderenza e di lunghezza di ancoraggio. Il principio di omogeneizzazione. Approccio classico e approccio moderno al progetto di sezioni soggette ad azione assiale, a flessione e presso-flessione retta, a taglio e a torsione. Cenni sul progetto e verifica di travi in calcestruzzo armato precompresso (c.a.p.).

Concezione strutturale di strutture in c.a. e in c.a.p.
Le travi di grandi luci: Cenni sulla trave canale, la trave scatolare mono/multi-cellulare di ponti, la trave parete, la trave Vierendeel.

Analisi delle strutture

Richiami sul calcolo degli spostamenti elastici di strutture elementari. Concetto di deformabilità e rigidezza. Il metodo delle forze, il metodo degli spostamenti. L’asta di Eulero.

Acciaio

Tipi di acciaio e loro prestazioni. Modelli di comportamento e resistenze di calcolo. Progetto e verifica di sezioni in flessione e/o a taglio in condizioni di servizio: controllo tensionale e di spostamento. Tipologie di collegamenti. Cenni sul progetto e verifica delle unioni.

Non sono previste precedenze per il Corso.

Elementi di valutazione:

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding); Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding); Autonomia di giudizio (making judgements); Abilità comunicative (communication skills); Capacità di apprendere (learning skills).

Organizzazione della valutazione:

esame finale, prove in itinere, valutazioni intermedie ed esame finale.

Modalità della valutazione:

prova scritta, prova orale, consegne di avanzamento lavori, esercitazioni sulle singole unità didattiche.

Secondo i Descrittori di Dublino (DdD), il superamento dell’esame attesta l'acquisizione dei seguenti risultati:

DdD 1, conoscenza e comprensione:

- conoscenza degli strumenti utili alla concezione degli schemi strutturali e al dimensionamento degli elementi strutturali;

DdD 2, capacità di applicare conoscenza e comprensione:

- capacità di definizione degli schemi strutturali e di dimensionamento degli elementi strutturali;

DdD 3 (autonomia di giudizio), 4 (abilità comunicative) e 5 (capacità di apprendimento):

- capacità di operare scelte progettuali in autonomia (DdD 3 e 5).