Programma
L’insegnamento è organizzato secondo tre blocchi. Per ciascuno di essi si indica l’articolazione in lezioni. Una stampa pdf delle lezioni è caricato sul sito didattico. In via opzionale lo studente può ulteriormente approfondire gli argomenti della lezione sui testi indicati nella bibliografia di riferimento.
Il primo blocco ha carattere più qualitativo e discorsivo. La seconda parte di ciascuna lezione del primo blocco è dedicata al richiamo dei prerequisiti, con finalità sia di ripasso sia di autovalutazione dello studente che potrà così colmare, in maniera autonoma, eventuali lacune.
Il secondo blocco ha carattere esplicitamente quantitativo con l’introduzione di modelli matematici e il ricorso alla loro risoluzione anche con fogli di calcolo e disegno assistito dall’elaboratore.
Il terzo blocco ha funzione di rivisitazione dei precedenti contenuti mediante la revisione degli elaborati monografici preparati dai gruppi di lavoro di studenti e consentendo di sostenere l’esame sin dal primo appello dopo il termine delle lezioni.
Concetti generali e di contesto
Lezione 1. Prolusione al corso.
Lezione 2. Articolazione del corso e preparazione dell’elaborato monografico.
Lezione 3. Costruzioni esistenti nello stato di fatto: Criteri di analisi, Valutazione della sicurezza, Conoscenza
Lezione 4. Tipi murari: regola dell’arte e comportamento strutturale. Parametri meccanici delle murature
Lezione 5. Tecniche diagnostiche e percorso della conoscenza nella normativa tecnica italiana.
Lezione 6. Costruzioni esistenti nello stato di progetto: Classificazione degli interventi, Materiali, Tecniche di intervento.
Approfondimento
Lezione 7. Azioni permanenti e variabili. Azioni antropiche e naturali. Azione sismica: vita nominale, coefficiente d’uso, periodo di riferimento. Pericolosità sismica: accelerazione del terreno, risposta locale. Spettro di risposta elastico. Neve. Vento. Esercitazione: analisi dei carichi mediante foglio di calcolo.
Lezione 8. Sicurezza e prestazioni attese. Fondamenti teorici. Stati limite ultimi. Stati limite di esercizio. Coefficienti parziali di sicurezza.
Lezione 9. Meccanismi locali di collasso. Analisi limite. Verifica di normativa agli stati limite per cinematismi isolati o posti a una certa quota. Restauro strutturale mediante tirantature.
Lezione 10. Costruzioni di acciaio. Classificazione delle sezioni. Verifica agli stati limite ultimo e di esercizio di elementi inflessi.
Lezione 11. Costruzioni di legno. Comportamento al variare di materiale, umidità, durata del carico. Verifiche agli stati limite ultimi di sezioni correnti. Verifiche agli stati limite di esercizio di elementi inflessi.
Lezione 12. Indagine delle strutture spingenti: archi. Statica grafica: poligono delle forze, poligono funicolare, asse di Culmann. Verifica dell’equilibrio dell’elemento strutturale. Verifica di sezioni allo stato limite ultimo per sforzo normale e taglio. Esercitazione: Poligono funicolare passante per tre punti mediante disegno assistito dall’elaboratore.
Lezione 13. Indagine delle strutture spingenti: volte a una o più generatrici. Esercitazione: verifica di una volta a botte lunettata mediante disegno assistito dall’elaboratore.
Lezione 14. Direzione dei lavori, collaudo, visita in laboratorio prove materiali.
Attività di laboratorio
Lezioni 15-22: revisioni.
Prerequisiti
Per poter comprendere i contenuti dell’insegnamento e conseguire gli obiettivi di apprendimento, all’inizio delle attività didattiche è indispensabile che lo studente sappia determinare:
1. Unità di misura derivate, multipli e sottomultipli
2. Risultante e relativa posizione di un sistema di forze applicate
3. Baricentro di corpi pesanti
4. Reazioni vincolari esterne e interne di sistemi isostatici
5. Caratteristiche di sollecitazione di una trave in equilibrio
6. Momento di inerzia assiale di figure piane elementari
7. Tensioni interne nella trave di Saint Venant
8. Caratteristiche cinematiche di un sistema articolato di corpi rigidi a seguito di un atto di spostamento infinitesimo
È altresì importante che sappia determinare:
9. Reazioni vincolari esterne e interne di sistemi iperstatici
10. Momento di inerzia assiale di figure piane composte
11. Spostamenti della trave elastica
È infine utile che conosca:
12. Momento di inerzia polare di figure piane
13. Stati di tensione pluriassiali
14. Criteri di sicurezza dei materiali duttili
Testi di riferimento
Non vi sono testi prescritti come supporto all’apprendimento, ritenendosi sufficiente la frequenza e la consultazione dei seguenti materiali caricati sul sito didattico:
1. stampe in pdf delle lezioni,
2. estratti di elaborati monografici d’esame
3. estratti di tesi di laurea
4. normative tecniche
Modalità insegnamento
Le attività didattiche sono organizzate secondo la combinazione di più modelli didattici:
1. lezioni frontali
2. esercitazioni in aula
3. lavoro di gruppo
Le lezioni frontali, con proiezione su telo e integrazione alla lavagna, contribuiscono al raggiungimento degli obiettivi formativi specifici di conoscenza e comprensione del comportamento strutturale delle costruzioni di muratura, con elementi di legno e acciaio.
Le esercitazioni in aula, con ausilio dell’elaboratore elettronico personale, contribuiscono al raggiungimento degli obiettivi formativi specifici di applicazione della conoscenza a problemi determinati.
Il lavoro di gruppo, alla predisposizione di un elaborato monografico relativo a un caso di studio, contribuisce al raggiungimento degli obiettivi formativi specifici relativi alle competenze trasversali, con specifico riferimento alla pianificazione e alla gestione di progetti, nonché allo sviluppo soluzioni di intervento innovative, quali:
a. capacità critica e di giudizio, attraverso l’applicazione di modelli generali ai problemi specifici del caso di studio e di procedere a verifiche in presenza di informazioni limitate o incomplete
b. capacità di comunicare quanto si è appreso e argomentare le soluzioni adottate, sia durante le revisioni proiettate su telo sia al momento dell’esame
c. capacità di apprendimento con riguardo a problematiche non trattate nelle lezioni frontali perché specifiche del caso studio
Ai fini dell'esame finale lo studente, in gruppo di lavoro, prepara un elaborato monografico su un edificio esistente in muratura, con orizzontamenti legno e/o acciaio, che non sia già stato studiato nell’ambito del corso. L’elaborato prevede almeno quattro verifiche di sicurezza nello stato di fatto e il progetto di almeno un intervento.
L’elaborato è revisionato secondo un sistema che incoraggia la frequenza del corso. Ciascun gruppo è costituito da quattro studenti e può fare fino a quattro revisioni se le effettua entro il termine delle lezioni. Se vuole sostenere al più una revisione dopo tale termine, può approfittare al più di due revisioni entro il termine delle lezioni. Gruppi meno numerosi non hanno riduzioni sul numero di verifiche e/o sul progetto, mentre hanno una riduzione lineare sul numero di revisioni.
Frequenza
La frequenza, facoltativa, avviene secondo le aule e gli orari stabiliti dalla Presidenza. La frequenza, pur caldamente incoraggiata, non contribuisce alla valutazione finale.
Modalità di esame
Le modalità di esame permettono l’accertamento dell’effettivo conseguimento da parte dello studente degli obiettivi formativi, in particolare la capacità di applicare conoscenza e comprensione.
L'esame si svolge in unica prova al termine dell’insegnamento. Avviene a elaborato monografico chiuso, al fine di accertare l’avvenuta comprensione da parte dello studente di quanto contenuto nell’elaborato. L’esame prevede una combinazione di risposte aperte scritte (equazioni, schemi statici) e loro illustrazione orale a quesiti chiusi posti oralmente dal docente. Le domande sono attinenti alle verifiche e al progetto svolti nell’elaborato monografico. La durata della prova, essendo sostanzialmente orale, è difficilmente definibile ma non supera in genere un’ora. La prova prevede in genere quattro quesiti e la misurazione finale avviene per media semplice fra le risposte. La valutazione è individuale e quasi sempre differenziata all’interno del gruppo.
Alcuni degli elementi valutati sono: l'impiego di un lessico tecnico; il corretto impiego di simboli e unità di misura; l’illustrazione del processo che ha condotto alla risoluzione del quesito, con specifico riferimento alla coerenza dimensionale delle grandezze messe a confronto; la consapevolezza del comportamento meccanico modellato mateticamente.
Bibliografia
Per gli studenti impossibilitati a seguire o che comunque non trovano esaustivo tale materiale si indicano, lezione per lezione, specifiche parti di testi consigliati con biblioteche che li possiedono e relative collocazioni (vedi sito del corso per acronimi e collegamenti ipertestuali). Per semplicità è stato in genere indicato un solo testo in italiano per ciascuna lezione, ma gli studenti interessati a riferimenti aggiuntivi o a letteratura in inglese possono scrivere al docente.
Lezione 1. Studio non necessario
Lezione 2. Stampa pdf ed estratti di elaborati monografici
Lezione 3. Doglioni, F., & Mazzotti, P. (2007). Codice di pratica per gli interventi di miglioramento sismico nel restauro del patrimonio architettonico. Integrazioni alla luce delle esperienze nella Regione Marche. Ancona: Regione Marche. Cap. 4. BI (G87 bis)
Lezione 4. Giuffrè, Antonino, Letture sulla Meccanica delle Murature Storiche, Roma, Kappa, 1991. Cap. 1. BI (624.01.118); BS (Hc 87); BA (1998 B 315)
Lezione 5. Roche, Guido. La termografia per l'edilizia e l'industria: manuale operativo per le verifiche termografiche, Santarcangelo di Romagna: Maggioli, 2012. Capp. 2 e 3. BI (biblioteca E688)
Lezione 6. Borri, A. (ed.) (2011). Manuale delle murature storiche. Roma Dei, Vol. 2. BS (Ka 387 II)
Lezione 7. Giannini, Renato. Teoria e tecnica delle costruzioni civili. Milano: Città Studi, 2011. Cap. 10. BE (E430)
Lezione 8. Bernardini, Davide, Introduzione alla meccanica delle strutture. Novara: CittàStudi, 2012. Cap. 12. BC (DA 2284), BI (G318-322), BE (E585)
Lezione 9.
Giuffrè, Antonino (a cura di), Sicurezza e conservazione dei centri storici: il caso Ortigia, Roma-Bari, Laterza, 1993. Appendice 1 al Cap. 9. BI (690.59.16); BS (sH 22)
Sorrentino L 2010. Meccanismi locali di collasso negli edifici esistenti di muratura: modellazione per la verifica nello stato di fatto e per l’intervento. G Scalora, G Monti, La conservazione dei centri storici in zona sismica. Un metodo operativo di restauro urbano, Milano, Academia Universa Press, pp. 283-323
Cangi, Giovanni - Caraboni, Mauro - De Maria, Alessandro, Analisi strutturale per il recupero antisismico : calcolo dei cinematismi per edifici in muratura secondo le NTC, Roma, DEI, 2010. Cap. 4. BI (G195)
Lezione 10. Bernuzzi, Claudio, Progetto e verifica delle strutture in acciaio: secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni e l'Eurocodice 3 (UNI EN 1993). Milano, Hoepli, 2011. Capp. 1.1, 1.5, 5.2 e 5.4. BC (DA 1905)
Lezione 11. Piazza, Maurizio - Tomasi, Roberto - Modena, Roberto, Strutture in legno: materiale, calcolo e progetto secondo le nuove normative europee. Milano, Hoepli, 2005. Cap. 2. BI (620 83), BB (C 44.C 204)
Lezione 12.
Giuffrè, Antonino, La meccanica dell’architettura. La statica, Roma, NIS, 1986. Cap. 6.2.5. BI (624.07.155) BC (S 835; S 836; LT 371; LT 372); BS (Q 85; Q 90)
Benvenuto, Edoardo, La scienza delle costruzioni e il suo sviluppo storico, Firenze, Sansoni, 1981. Cap. 18.3. BS (Hc 13); BS (Hc 78); BE (biblioteca 479.H)
Lezione 13. Giuffrè, Antonino, La meccanica dell’architettura. La statica, Roma, NIS, 1986. Capp. 6.2.6-62.7. BI (624.07.155) BC (S 835; S 836; LT 371; LT 372); BS (Q 85; Q 90)
Lezione 14. Salomone, Pietro, Il collaudo statico delle strutture, Santarcangelo di Romagna: Maggioli Editore, 2019
Modalità di erogazione
Le attività didattiche sono organizzate secondo la combinazione di più modelli didattici:
1. lezioni frontali
2. esercitazioni in aula
3. lavoro di gruppo
Le lezioni frontali, con proiezione su telo e integrazione alla lavagna, contribuiscono al raggiungimento degli obiettivi formativi specifici di conoscenza e comprensione del comportamento strutturale delle costruzioni di muratura, con elementi di legno e acciaio.
Le esercitazioni in aula, con ausilio dell’elaboratore elettronico personale, contribuiscono al raggiungimento degli obiettivi formativi specifici di applicazione della conoscenza a problemi determinati.
Il lavoro di gruppo, alla predisposizione di un elaborato monografico relativo a un caso di studio, contribuisce al raggiungimento degli obiettivi formativi specifici relativi alle competenze trasversali, con specifico riferimento alla pianificazione e alla gestione di progetti, nonché allo sviluppo soluzioni di intervento innovative, quali:
a. capacità critica e di giudizio, attraverso l’applicazione di modelli generali ai problemi specifici del caso di studio e di procedere a verifiche in presenza di informazioni limitate o incomplete
b. capacità di comunicare quanto si è appreso e argomentare le soluzioni adottate, sia durante le revisioni proiettate su telo sia al momento dell’esame
c. capacità di apprendimento con riguardo a problematiche non trattate nelle lezioni frontali perché specifiche del caso studio
Ai fini dell'esame finale lo studente, in gruppo di lavoro, prepara un elaborato monografico su un edificio esistente in muratura, con orizzontamenti legno e/o acciaio, che non sia già stato studiato nell’ambito del corso. L’elaborato prevede almeno quattro verifiche di sicurezza nello stato di fatto e il progetto di almeno un intervento.
L’elaborato è revisionato secondo un sistema che incoraggia la frequenza del corso. Ciascun gruppo è costituito da quattro studenti e può fare fino a quattro revisioni se le effettua entro il termine delle lezioni. Se vuole sostenere al più una revisione dopo tale termine, può approfittare al più di due revisioni entro il termine delle lezioni. Gruppi meno numerosi non hanno riduzioni sul numero di verifiche e/o sul progetto, mentre hanno una riduzione lineare sul numero di revisioni.