1015722 - PROGETTO DI STRUTTURE IN ZONA SISMICA

Premessa

La principale necessità del progettista strutturale è comprendere il comportamento fisico delle strutture. Pertanto una prima parte del corso sarà dedicata all'esame del comportamento delle strutture, richiamando sinteticamente alcuni aspetti matematici di base ma soprattutto riflettendo sul senso fisico di tale comportamento e sui modi in cui si può semplificare la valutazione della risposta sismica di una struttura, per giungere a procedimenti con diverso grado di complessità che basano il giudizio sull'esame delle sollecitazioni (approccio basato sulle forze = force based design) o delle deformazioni (approccio basato sugli spostamenti = displacement based design).

Partendo da questa base, è possibile comprendere in che modo impostare correttamente il processo progettuale, con l'obiettivo di ottenere una struttura che rispetti i requisiti della norma e sia quindi in grado di superare nel miglior modo possibile il terremoto.

Nel corso si esamina in dettaglio l'attuale normativa sismica europea ed italiana, cercando però soprattutto di chiarire la distinzione tra principi e regole applicative e di fornire una guida per destreggiarsi tra le indicazioni della norma e per essere capaci di affrontare anche problemi specifici non sempre ben chiariti.

Obiettivi

Obiettivo del corso è fornire allo studente le conoscenze teoriche e le capacità applicative necessarie per la progettazione di strutture in grado di sopportare l’azione sismica prevista nel sito in cui esse sono edificate. In particolare, vengono prese in esame le strutture in cemento armato, sia con struttura a telaio che con inserimento di pareti in cemento armato e le strutture in acciaio; vengono anche considerati i metodi innovativi di protezione sismica, come l’isolamento alla base.

Nell’ambito del corso vengono fornite le basi teoriche per comprendere le indicazioni di normativa e vengono fatte svolgere applicazioni progettuali, sviluppate alla lavagna. Inoltre verranno assegnati agli studenti progetti da svolgere individualmente o in gruppo da sviluppare mediante software di calcolo strutturale e BIM di ultima generazione il cui apprendimento sarà supportato dai docenti del corso.

Si precisa che 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.

Il corso si inserisce in un filone di studi che prevede stretti legami tra argomenti trattati in corsi differenti. In particolare è molto forte la consequenzialità con argomenti trattati nei corsi di Tecnica delle costruzioni e di Dynamics of Structures with Applications to Earthquake Engineering. L’attività progettuale che viene svolta nel corso di Progetto di strutture in zona sismica può essere portata avanti solo da chi ha ben compreso quanto viene spiegato; ha quindi senso frequentarlo solo se si possiede una adeguata preparazione sugli argomenti dei corsi citati, che costituiscono prerequisiti essenziali per il corso di Progetto di strutture in zona sismica.

La frequenza delle lezioni è obbligatoria. Il controllo delle presenze sarà effettuato principalmente nei momenti di attività applicativa, ma saltuariamente anche durante le lezioni a carattere teorico.

Problematiche generali nella progettazione sismica di edifici.

Normativa italiana ed europea

Tipologie strutturali antisismiche in carpenteria metallica e fattori di struttura. Criterio di gerarchia delle resistenze.
Strutture a telaio MRF: studio delle sollecitazioni, criteri di dimensionamento, applicazione del criterio di gerarchia delle resistenze, progettazione degli elementi e dei collegamenti. Strutture a controventi concentrici CBF: studio delle sollecitazioni, criteri di dimensionamento, applicazione del criterio di gerarchia delle resistenze, progettazione degli elementi e dei collegamenti.

Strutture con controventi eccentrici EBF (cenni)

Edifici antisismici a struttura intelaiata in c.a. Impostazione della carpenteria. Previsione di azioni e caratteristiche di sollecitazione negli elementi strutturali. Dimensionamento degli elementi strutturali. Modellazione della struttura. Schemi di carico base e combinazione degli schemi di carico. Analisi dei risultati. Progetto delle armature negli elementi strutturali, nel rispetto dei principi del capacity design. Aspetti particolari: influenza degli elementi strutturali sul comportamento della struttura.

Cenni sulle strutture con pareti in c.a.

Strutture isolate sismicamente; Sistemi di dissipazione per la progettazione in zona sismica.

Sono previste visite guidate in cantieri di interesse.

Aurelio Ghersi, Pietro Lenza. Edifici antisismici in cemento armato. Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2009.

Aurelio Ghersi, Edoardo M. Marino, Pier Paolo Rossi, Francesca Barbagallo. Verifica e progetto di aste in acciaio. Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2018.

Giulio Ballio, Federico M. Mazzolani, Claudio Bernuzzi, Raffaele Landolfo. Strutture di acciaio. Editore Ulrico Hoepli, Milano, 2020.

Nunzio Scibilia. Progetto di strutture in acciaio. Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2010.

Vincenzo Nunziata. Teoria e pratica delle strutture in acciaio. Dario Flaccovio Editore, Palermo, 2013.

Dora Foti, Michele Mongelli. Isolatori sismici per edifici esistenti e di nuova costruzione. Dario Flaccovio Editore, Palermo.

Per accedere all'esame è necessario aver svolto il progetto delle strutture in acciaio e c.a. assegnate durante il corso. L’esame verrà effettuato al termine del corso e consisterà nella discussione dei progetti svolti e in una prova orale.