MECCANICA DELLE STRUTTURE MURARIE

ICAR/08 - 9 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

LOREDANA CATERINA CONTRAFATTO
Email: loredana.contrafatto@unict.it
Edificio / Indirizzo: Edificio 3, IV piano - Città Universitaria viale A. Doria, 6 CT
Telefono: 095 7382250 - 328 9897687
Orario ricevimento: lu-ve 13.00-14.00


Obiettivi formativi

Il corso intende fornire le conoscenze di base sul comportamento costitutivo del materiale “muratura” e dei suoi costituenti, le conoscenze di base sul comportamento meccanico delle strutture in muratura e dei suoi elementi, introdurre gli studenti all’utilizzo di un codice di calcolo numerico ed ai metodi per la verifica di un edificio in muratura esistente.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

L'insegnamento si articola in 87 ore, delle quali 42 di lezioni frontali e 45 di esercitazione.

Durante le ore di lezione frontale vengono sviluppati gli argomenti teorici del corso.

Durante le ore di esercitazione vengono trattati gli aspetti sperimentali della determinazione delle proprietà meccaniche della muratura, anche attraverso la visita presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali dell'Università di Catania. Viene inoltre sviluppata la modellazione agli Elementi Finiti di un organismo strutturale in muratura proposto dagli studenti, singolarmente o in gruppi di massimo tre componenti. Gli studenti sono guidati durante tutto il percorso che va dalla modellazione geometrica e materiale fino al calcolo, sia in campo statico sia in campo dinamico, ed alla verifica. In particolare vengono eseguite una analisi statica per carichi verticali, l'analisi modale ed una analisi dinamica lineare con spettro di risposta secondo la normativa italiana vigente.
Infine vengono svolte esercitazioni finalizzate al superamento delle prove in itinere previste.

Il superamento dell'esame dà luogo all'acquisizione di 9 CFU.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Scienza delle Costruzioni

Dynamics of structures with applications to earthquake engineering



Frequenza lezioni

La frequenza è consigliata. Durante il corso delle lezioni vengono svolte prove in itinere e viene sviluppato un elaborato progettuale valido ai fini della valutazione finale.

ORARIO DELLE LEZIONI: http://www.dicar.unict.it/corsi/lm-23-geo/orario-lezioni



Contenuti del corso

1. PROPRIETÀ MECCANICHE DELLA MURATURA - Il materiale muratura - Comportamento a rottura per stati uniassiali e biassiali - Prove sperimentali sulla muratura - Modelli costitutivi per materiali inelatici e domini di ammissibilità degli sforzi - Criteri di resistenza a uno, due, tre e quattro parametri - Modellazione del comportamento della muratura.

2. COMPORTAMENTO MECCANICO DELLE MURATURE STORICHE - Valutazione della sicurezza - Qualità muraria - La regola dell’arte - I quadri fessurativi - Comportamento per azioni verticali e orizzontali, nel piano e fuori piano - Comportamento della cellula muraria - Comportamento dell’aggregato.

3. NORME TECNICHE SULLE MURATURE - L’evoluzione delle normative italiane e le norme attuali - La normativa sismica italiana NTC2018 - La normativa europea (Eurocodice 6).

4. LA RISPOSTA STRUTTURALE DEGLI EDIFICI IN MURATURA - Introduzione - Comportamento globale e locale - Comportamento nel piano delle pareti murarie - Meccanismi di collasso per pressoflessionee taglio (muri snelli) - Meccanismi di collasso per scorrimento, fessurazione diagonale, ribaltamento (muri tozzi) - Comportamento fuori piano delle pareti murarie - Collasso per pressoflessione in piccola eccentricità - Collasso per pressoflessione in grande eccentricità - Determinazione del carico critico - Curve di stabilità

5. ANALISI LIMITE - Condizioni di collasso plastico, unicità della soluzione, analisi elastoplastica evolutiva - Teoremi fondamentali del calcolo a rottura: Teorema statico e Teorema cinematico - Il principio dei lavori virtuali applicato a sistemi rigido plastici - Approccio statico e cinematico alla determinazione del moltiplicatore dei carichi a collasso. Determinazione del moltiplicatore dei carichi di collasso in sistemi intelaiati di travi.

6. MODELLAZIONE E CALCOLO DI COSTRUZIONI IN MURATURE - Introduzione ai metodi di analisi: elementi finiti e analisi limite - Il sistema resistente e le forze agenti - Il calcolo - La verifica - Modellazione agli elementi finiti delle strutture in muratura - Il metodo dei cinematismi di collasso - Metodi semplificati - Considerazioni sulla applicabilità dei metodi alle varie tipologie di costruzioni in muratura e confronti

7. GLI ARCHI - Richiami sui sistemi di forze - La funicolare dei carichi. Analogia fune-arco. - L’influenza della forma e delle condizioni di vincolo - Il problema dell’assorbimento della spinta - Il passaggio dall’arco alla trave - Teorie statiche degli archi - Verifica di stabilità degli archi tramite la curva delle pressioni - Il metodo di Mery - Il criterio di sicurezza di Heyman - L’estensione nello spazio del principio di funicolarità dei carichi - Le strutture resistenti per forma - Le volte e le cupole in muratura

APPROFONDIMENTO I: I DISSESTI STRUTTURALI - Dissesti del piano di fondazione - Dissesti per rotazione - Dissesti per schiacciamento - Dissesti per effetto del sisma - Dissesti per degrado dei materiali.

APPROFONDIMENTO II: RECUPERO STRUTTURALE - Interventi in elevazione - Interventi in fondazione - Coperture - Sistemi di rinforzo tradizionali ed innovativi - Sistemi di rinforzo con materiali fibro-rinforzati.



Testi di riferimento

Testo di riferimento:

Michele Vinci, Metodi di calcolo e tecniche di consolidamento per edifici in muratura - Flaccovio Editore, III Ed., 2019.

Letture consigliate:

1. Manuale delle Murature Storiche I, II – Collana Centro Studi Sisto Mastrodicasa, DEI, 2011.

2. Luciano Boscotrecase, Francesco Piccareta, Edifici in muratura in zona sismica ( Nuove Costruzioni – Consolidamento dell’esistente), Dario Flaccovio Editore, 2006

3. Renato S. Olivito, Statica e stabilità delle Costruzioni Murarie, Pitagora Editrice, Bologna, 2003.

4. Pietro Lenza e Aurelio Ghersi, Edifici in muratura, Dario Flaccovio Editore, 2011.

5. Mario Como, Statica delle costruzioni storiche in muratura, Aracne editrice 2013 / Mario Como, Statics of Historic Masonry Constructions, Springer, 2012.

6. Giulio Pizzetti, Anna Maria Zorgno Trisciuoglio, Principi Statici e Forme Strutturali, UTET, 1980.

7. Antonino Giuffrè, La meccanica dell’architettura. La statica, Roma, NIS, 1986

8. Antonino Giuffrè. Letture sulla meccanica delle murature storiche. Ed. Kappa, Roma,1991

9. Jacques Heyman, The masonry arch, Chichester, Ellis Horwood Series in Engineering Science, 1982

10. Jacques Heyman, The stone skeleton: structural engineering of masonry architecture, Cambridge, Cambridge University Press, 1995

11. Erasmo Viola, Teoria delle Strutture, Pitagora Editrice Bologna, 2010

12. C. Massonet, M. Save. Calcolo plastico a rottura delle costruzioni, Maggioli, 2008.

13. Leone Corradi Dell'Acqua. Meccanica delle strutture vol. 3. La valutazione della capacità portante. McGraw-Hill


Normativa tecnica di riferimento
1. NTC 2018 - Norme Tecniche per le Costruzioni
2. Eurocodice 6


Altro materiale didattico

Appunti su argomenti specifici sono forniti agli studenti sotto forma di documenti informatici.

Il materiale didattico dell'insegnamento è reperibile all'indirizzo http://studium.unict.it per l'a.a. di riferimento.

Vengono inoltre forniti documenti di indirizzo utili ai fini di approfondimenti personali che lo studente può svolgere anche durante il suo percorso post-lauream. I temi trattati non sono oggetto d'esame.



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Tutti 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

L’esame prevede lo sviluppo di un elaborato riguardante la modellazione agli Elementi Finiti e verifica di un edificio esistente in muratura ed un colloquio orale che verte sui temi teorici trattati nel corso delle lezioni e sull'elaborato.

Vengono inoltre valutate le prove in itinere svolte durante il corso delle lezioni.

La prenotazione per un appello d’esame è obbligatoria e deve essere fatta esclusivamente via internet attraverso il portale studenti entro il periodo previsto. http://portalestudente.unict.it/portalestudente

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

PROVA IN ITINERE

Applicazione dei teoremi dell'analisi limite: determinazione del moltiplicatore di collasso di una struttura semplice con il metodo cinematico.

 

ESAME ORALE

Proprietà meccaniche delle murature
Determinazione sperimentale delle proprietà meccaniche della muratura
Criteri di resistenza per le murature
Domini di crisi dei pannelli murari per pressoflessione e taglio
Meccanismi di collasso di pareti e porzioni murarie. calcolo del moltiplicatore di collasso.
Metodi di analisi strutturale (Telaio equivalente, Macroelementi, Elementi Finiti)
Tecniche ed interventi di consolidamento dei setti murari, delle fondazioni, dei solai e delle coperture




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