Esercizi Scienza Delle Costruzioni

[Azucena Mcquay]

Lemodalit di valutazione del corso sono strutturate da 2 prove di verifica intermedie (o in itinere), che verranno consegnate attraverso la piattaforma UNINETTUNO e valutate dal Docente/Tutor. Tali prove di verifica ( obbligatorio consegnarle per l'accesso all'esame), di respiro pi ampio rispetto agli esercizi di autovalutazione, verteranno sugli argomenti del corso e saranno composte da domande a risposta multipla e/o a risposta aperta. La data limite di consegna delle prove stabilita per tutti gli appelli come la data ultima di possibilit di prenotarsi all'appello a cui si vorr partecipare. Lo studente chiamato ad assegnarsi un voto al momento della consegna, voto che "cieco" al Docente/Tutor, finch questi non completi la correzione e a sua volta assegni un voto alla prova dello studente. Questi due dati andranno quindi a popolare il grafico di valutazione dello studente presente nella schermata "Valutazioni e statistiche" del Corso. Si stima che queste prove richiederanno circa 20 ore di lavoro dello studente. La prova di valutazione descritta in guida all'esame.

In particolare, nel corso si esaminano le strutture in acciaio ed in cemento armato. Introdotto il concetto di coefficiente di sicurezza, si passa dal comportamento lineare a quello non lineare (verifica allo stato limite ultimo) e, nel caso di strutture in cemento armato, si affronter il problema della non omogeneit di calcestruzzo e acciaio e quello della scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo.

Per gli argomenti trattati nel corso di Tecnica delle costruzioni molto forte la consequenzialit con argomenti trattati nel corso di Scienza delle costruzioni. Elenco quindi alcuni argomenti, studiati in corsi precedenti, indispensabili per il corso di Tecnica delle costruzioni.

Risoluzione di schemi isostatici. Condizioni di equilibrio per la determinazione delle reazioni vincolari; determinazione delle caratteristiche della sollecitazione in una generica sezione; tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. Tracciamento dei diagrammi di momento flettente M e taglio V (e loro valori massimi) per gli schemi isostatici. Risoluzione di schemi iperstatici.

Conoscenza del comportamento di aste a comportamento elastico: risoluzione di schemi isostatici ed iperstatici, determinazione delle carateristiche della sollecitazione ed analisi dello stato tensionale della sezione.

Condizioni di affidabilit strutturale. Margine e fattore di affidabilit. Condizioni limite di affidabilit. Sicurezza strutturale: Crisi puntuale (basata sulle tensioni, deformazioni, energie) - Crisi della sezione - Crisi globale. Obiettivi della moderna progettazione strutturale. Metodi di verifica strutturale alle tensioni ammissibili ed a rottura. Tipologie di approccio alla valutazione della sicurezza strutturale: Approccio deterministico. Valutazione del grado di sicurezza; Approccio probabilistico. Richiami di calcolo delle probabilit e di statistica. La variabile aleatoria. Funzione di probabilit, di distribuzione di probabilit e di densit di probabilit. Frattile e valore caratteristico. La distribuzione normale. Probabilit di superamento di una determinata condizione; Approccio semiprobabilistico. Stati limite (stato limite ultimo; stato limite di esercizio o servizio). Normativa tecnica italiana ed europea Azioni: classificazione; valori caratteristici; valori di calcolo per stati limite ultimi e stati limite di esercizio. Calcestruzzo: Comportamento sotto carichi di breve durata: resistenza a compressione; resistenza a trazione; modulo elastico; legame tensioni-deformazioni per analisi non lineare e per verifica della sezione; valori di calcolo delle tensioni. Comportamento nel tempo: ritiro; deformazioni viscose. Acciaio per cemento armato ordinario: legame tensioni-deformazioni; valori di calcolo delle tensioni. Conglomerato cementizio armato: Flessione composta: aspetti generali, stadi di comportamento. Sforzo normale: secondo stadio (verifica della sezione, indicazioni di normativa, progetto della sezione e dell'armatura) Sforzo normale: terzo stadio (progetto e verifica della sezione e dell'armatura, indicazioni di normativa, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite). Flessione semplice: primo stadio, secondo stadio (verifica di sezione rettangolare, verifica di sezione riconducibile alla rettangolare e di sezione generica, progetto di sezione rettangolare a semplice ed a doppia armatura). Flessione semplice nel terzo stadio (impostazione generale, diagrammi limite e campi di comportamento per modello non lineare del materiale, formule specifiche per sezione rettangolare, equazioni risolutive per la verifica di sezione rettangolare, progetto di sezione rettangolare a semplice e a doppia armatura, diagrammi momento-curvatura, duttilit, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite). Flessione composta: richiami di Scienza delle costruzioni, nocciolo d'inerzia. Flessione composta retta: secondo stadio (sezione rettangolare, individuazione dei noccioli d'inerzia, verifica per sezione tutta tesa, verifica per sezione tutta compressa, individuazione dell'asse neutro e verifica per sezione parzializzata, sezioni diverse dalla rettangolare - sezione a croce, sezione generica). Flessione composta retta: terzo stadio (impostazione generale della verifica, determinazione del diagramma limite delle deformazioni che corrisponde ad un assegnato sforzo normale, calcolo del momento limite corrispondente). Flessione composta: primo e secondo stadio (domini di resistenza per flessione composta retta, variazione dei domini al variare delle armature, utilizzo dei domini per il progetto della sezione e dell'armatura). Flessione composta: terzo stadio (domini di resistenza per flessione composta retta, determinazione dei domini per sezione generica; formule approssimate per la determinazione dei domini in sezioni rettangolari; progetto della sezione, confronto tra la resistenza a presso e tensoflessione valutata col metodo delle tensioni ammissibili e semiprobabilistico agli stati limite. Taglio: primo e secondo stadio (determinazione delle tensioni tangenziali). Taglio: secondo stadio (limiti di normativa, modelli per il calcolo delle armature). Taglio: terzo stadio (resistenza della sezione non armata - modello a pettine, resistenza della sezione armata - modello normale, resistenza della sezione armata - modello a inclinazione variabile del traliccio, progetto delle armature, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite, traslazione del diagramma del momento flettente). Punzonamento: confronto col taglio, indicazioni di normativa per modello non lineare di comportamento del materiale. Torsione: primo stadio (determinazione delle tensioni tangenziali). Torsione: secondo stadio (modelli e formule per la determinazione delle armature a torsione, presenza combinata di taglio e torsione). Torsione: terzo stadio (resistenza della sezione; progetto delle armature, presenza combinata di taglio e torsione, confronto tra la progettazione col metodo delle tensioni ammissibili e col metodo semiprobabilistico agli stati limite). Stati limite di tensione: limiti di normativa; verifica. Stati limite di deformazione: limiti di normativa; determinazione della freccia. Stato limite di fessurazione: sforzo normale di fessurazione; tensione nell'armatura prima e dopo la fessurazione; determinazione della distanza tra fessure, della deformazione media, dell'ampiezza della fessura; tension stiffening, momento di fessurazione, armatura necessaria per evitare lo snervamento all'atto della fessurazione, altre indicazioni dell'EC2 per garantire una accettabile fessurazione. Acciaio strutturale: legame tensioni-deformazioni; valori di calcolo delle tensioni. Sforzo normaledi trazione: verifica della sezione lorda e netta, duttilit delle aste tese. Instabilit delle aste in acciaio: asta ideale e reale. Instabilit locale. Flessione semplice e composta: comportamento in campo elastico e inelastico. Taglio. Stati limite di esercizio. Collegamenti bullonati e saldati.

Propriet e comportamento di calcetruzzo ed acciaio.

Dimensionamento e progetto di dettaglio di elementi strutturali in c.a.: solai, travi, pilastri.

Dimensionamento di elementi strutturali in acciaio.

Elementi su funzionamento e progetto di collegamenti tra aste in acciaio.

Il cemento armato: Le basi della progettazione strutturale esposte in maniera semplice ma rigorosa. Aurelio Ghersi, Dario Flaccovio Editore.

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

In particolare si richiede la conoscenza dei principi elemntari del calcolo differenziale ed integrale, deii principi della Meccanica classica, delle leggi della Statica e della Dinamica, della cinematica dei moti rigidi, della geometria delle aree.

Le competenze acquisite nel corso dI Scienza delle Cosrtuzioni sono tutte di natura fortemente applicativa. Pertanto essenziale accompagnare lo studio con la soluzione di molteplici esercizi e problemi che vengono proposti nelle lezioni. Pertanto la frequenza del corso e delle esercitazioni di aula e di gruppo fortemente consigliata.

La modellazione. Procedura di selezione, descrizione ed idealizzazione dello schema strutturale, dei carichi e dei vincoli (modello). Riepilogo dei metodi della statica. Analisi delle forze agenti sui modelli: carichi e reazioni

Equazioni di equilibrio di strutture composte da un numero finito di elementi. Bielle e bulloni. Equilibrio di punto materiali e di sistemi di funi. Equazioni di equilibrio di sistemi articolati e di sistemi di travi. Equazioni ausiliarie.

Caratteristiche della sollecitazione e relazioni fra carichi e sollecitazioni (Equazioni differenziali di equilibrio). Diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. Sistemi di alberi e di travi piani e 3D. Criteri di verifica e progetto di travi sollecitate assialmente e flessionalmente.

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