MOOC-Oriented ASP (Advanced Study Program) / Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili

Elenco delle Singole Unità Didattiche

I materiali in architettura: prestazioni di durabilità e sostenibilità

Vengono illustrati i materiali e le relative applicazioni più comunemente utilizzate nel mondo delle costruzioni. Gli approfondimenti riguardano la natura dei materiali, le loro caratteristiche meccaniche, fisiche e chimiche, la lavorazione industriale, l'applicazione e la durabilità. Particolare attenzione verrà data all'analisi dell'impatto ambientale nel suo ciclo di vita (Life Cycle Assessment).

Elementi di sismologia applicata all’ingegneria

All’interno dell’unità si tratteranno gli argomenti base riguardanti la scienza dei terremoti; in seguito si approfondiranno temi quali l’intensità macrosismica, la micronizzazione sismica, lo studio delle strumentazioni impiegate nell’ambito sismico e l’interpretazione dei dati acquisiti. Inoltre si prenderanno come riferimento i recenti eventi sismici sul territorio italiano al fine di poter trattare compiutamente argomenti quali la risposta dell’oscillatore armonico e lo spettro di risposta elastico, lo studio della propagazione delle onde sismiche, le azioni sismiche di progetto alla base delle Norme Tecniche per le Costruzioni del 2018 ed infine saranno trattati gli elementi per la valutazione della pericolosità sismica nel caso di impianti speciali.

Analisi strutturale

Riveste particolare importanza ai fini della progettazione antisismica lo studio della dinamica delle strutture analizzando in particolare la statica lineare, non lineari, modali, per poi passare alle analisi dinamiche non lineari, considerando sempre l’importanza che riveste l’interazione tra il suolo e la struttura. Infine si studieranno le azioni sismiche di progetto e i criteri di modellazione strutturale.

Modellazione strutturale

In questa unità sono descritti i criteri base della modellazione agli elementi finiti con particolare riferimento alle analisi sismiche sia di tipo lineare che non-lineare (push over e time history). Inoltre, sono affrontate modellazioni numeriche inerenti, sia nuove costruzioni, sia interventi di riqualificazione strutturale (miglioramento o adeguamento sismico).

Progettazione degli edifici

L’unità ha il compito di approfondire le tematiche che sono già state accennate nelle unità precedenti ponendo maggiore risalto allo studio di delle normative cogenti a livello nazionale ed internazionale (NTC 2008 EC8) ed ponendo particolare attenzione sugli elementi strutturali più soggetti a collasso quali le unioni trave colonna e le pareti di taglio. In conclusione si studierà un esempio di edificio ad alta duttilità.

Strutture prefabbricate

Le strutture prefabbricate, che nell’ultimo terremoto emiliano sono salite agli onori della cronaca per le loro problematiche a rispondere adeguatamente alle azioni sismiche, saranno analizzate nei loro componenti e degli elementi principali quali: le connessioni e i sistemi a telaio. Alla conclusione dell’unità si affronterà un esempio applicativo al fine di permettere allo studente di mettere in pratica tutti gli insegnamenti teorici appresi.

Isolamento sismico

L’unità prende in considerazione i componenti di isolamento sismico innovativi e la loro progettazione, in particolare si affronteranno tematiche importantissime quali la dissipazione dell’energia negli isolatori, gli aspetti normativi ed infine si presenteranno vari esempi di isolamento sismico. La seconda parte dell’unità invece vedrà lo studente impiegato sulla progettazione diretta di edifici isolati alla base e le successive verifiche tramite analisi dinamiche non lineari. In conclusione si affronteranno sistemi di isolamento a comportamento fortemente non lineare per la progettazione di strutture, quali ponti e viadotti.

Ponti

Particolare attenzione verrà data alla progettazione e alla verifica delle strutture complesse quali i ponti. Al principio dell’unità saranno fatte note storiche e esposto lo stato dell’arte della progettazione dei ponti. Successivamente tramite esempi applicativi verranno presentati i sistemi di adeguamento sismico dei ponti e verranno analizzati gli appoggi strutturali espressi dalla normativa europea EN1337. A conclusione dell’unità si effettuerà la progettazione di un ponte impiegando dispositivi antisismici.

Fondazioni e opere di sostegno

Partendo dalla caratterizzazione geotecnico-sismica del sito e dalla definizione dell’input sismico, in accordo con le normative di progettazione strutturale e sismica, l’unità ha il compito di esporre i concetti riguardanti l’interazione terreno-struttura e la risposta locale. Saranno trattati argomenti quali: le fondazioni superficiali e profonde, le opere di sostegno a gravità e flessibili, integrando gli argomenti con lo studio dei metodi di calcolo, della progettazione e delle verifiche di sicurezza. Infine I principi ed i metodi illustrati saranno ulteriormente chiariti attraverso l’utilizzo di esempi di calcolo.

Esempi di strutture speciali

Lo scopo di questa unità sarà quello di fornire i fondamenti generali per il calcolo e la progettazione di specifiche tipologie strutturali, quali le strutture composte di acciaio e calcestruzzo, le piastre, le volte e le cupole, le strutture di contenimento di liquidi (cisterne), i condotti per i sotto servizi.

Costruzioni esistenti

Analizzando il costruito in Italia è facile capire quanta importanza rivesta l’analisi sismica per le costruzioni esistenti. Tra gli aspetti più critici si annoverano le problematiche relative alle tipologie di analisi, l’assunzione della rigidezza degli elementi nelle analisi lineari nonché l’adozione del modello di capacità a taglio. Altro aspetto che riveste particolare importanza riguarda la valutazione della plasticità concentrata e diffusa. Saranno inoltre presentate le strategie e le tecniche d’intervento, sempre prendendo in considerazione diversi casi studio.