OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento ha l’obbiettivo di fornire gli strumenti di base per la progettazione delle strutture in acciaio e miste acciaio-calcestruzzo. Attraverso attività teoriche e pratiche, lo studente conosce i principali schemi strutturali di queste tipologie di strutture e sa impiegarli in modo efficace nel progetto delle costruzioni, conosce e sa applicare i metodi specifici di modellazione della struttura al fine di definirne la risposta in termini di sollecitazioni e deformazioni, conosce e sa applicare i metodi di dimensionamento e verifica egli elementi strutturali e dei collegamenti, sa rappresentare il progetto attraverso specifiche regole e strumenti di rappresentazione.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

• Conoscere le principali tipologie strutturali in acciaio e miste acciaio-calcestruzzo e saperle impiegare in maniera efficace nel progetto delle costruzioni civili e industriali.
• Conoscere i metodi di modellazione e analisi numerica delle strutture in acciaio e miste acciaio-calcestruzzo e saperli applicare mediante software FEM e BIM.
• Conoscere i metodi e le regole di progettazione e verifica delle membrature e dei collegamenti di strutture tradizionali in acciaio secondo le principali normative nazionali ed internazionali del settore e saperli applicare alla progettazione di strutture reali.
• Conoscere i metodi di progettazione e verifica di strutture in acciaio a nodi semi-rigidi, e saperli applicare alla progettazione di strutture reali.
• Conoscere i principi e i metodi di progettazione sismica delle strutture in acciaio ad alta duttilità.
• Conoscere i metodi di progettazione e verifica di strutture in Cold Form Steel.
• Conoscere i metodi e le regole di progettazione e verifica delle strutture miste acciaio-calcestruzzo secondo le principali normative nazionali ed internazionali, e saperli applicare alla progettazione di strutture reali.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali.

Esercitazioni pratiche sulle tematiche trattate.

Piccole sperimentazioni in laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione al corso.

Quadro normativo Nazionale ed Europeo. Comportamento del materiale acciaio: proprietà meccaniche del materiale; imperfezioni e tolleranze; metodi sperimentali di analisi; prodotti commerciali.

Tipologie ed elementi strutturali nelle costruzioni in acciaio.

Telai a nodi rigidi; travi Vierendeel; strutture reticolari; strutture funicolari; tensostrutture; grigliati piani; piastre ortotrope; grigliati curvi e gusci. Tipologie ricorrenti in edifici monopiano, multipiano ed edifici a torre. Classificazione dei sistemi di controvento.

Progettazione di elementi in acciaio

Richiami delle verifiche di resistenza (trazione, compressione, momento flettente, taglio e sollecitazione combinate) e stabilità (instabilità locale e globale, instabilità flesso-torsionale, imbozzamento). Analisi di Buckling. Verifiche a fatica di strutture in acciaio. Comportamento di sezioni sottili: tecnologia di produzione e collegamento di elementi in CFS; quadro normativo; metodi di verifica delle sezioni in acciaio in classe 4: instabilità locale e distorsionale; metodi di valutazione delle caratteristiche geometriche efficaci secondo Eurocodici.

Progetto e verifica di collegamenti in acciaio tradizionali

Richiami delle verifiche di resistenza di nodi bullonati e saldati. Progetto delle principali tipologie di collegamenti e dei nodi di base.

Progetto e verifica di collegamenti in acciaio semi-rigidi

Classificazione dei collegamenti in acciaio in funzione di rigidezza e resistenza. Modellazione di dettaglio e semplificata dei nodi trave-colonna semi-rigidi. Metodo delle componenti per la valutazione della rigidezza e della resistenza di nodi semi-rigidi trave-colonna saldati e bullonati.

Progettazione sismica di strutture in acciaio a media e alta duttilità

Richiami sulla non linearità a scala del materiale, della sezione e della struttura. Richiami sul capacity design e inquadramento normativo. Telai a nodi rigidi. Telai con controventi concentrici. Telai con controventi eccentrici. Telai con controventi ad instabilità impedita. Muri di taglio con lamiere in acciaio piene o forate. Dispositivi di dissipazione per plasticizzazione e per attrito.

Progettazione di strutture miste acciaio-calcestruzzo

Evoluzione storica. Aspetti tecnologici e di cantiere. Schemi statici in fase di montaggio e in fase d’uso. Quadro normativo e metodi di analisi (normative di riferimento, caratteristiche dei materiali, valutazione della sicurezza, analisi strutturale, fasi costruttive, effetti reologici del calcestruzzo). Travi composte. Solette composte. Colonne composte. Criteri di progettazione esecutiva.

Progettazione al fuoco delle strutture

Definizione del concetto di robustezza strutturale. Quadro normativo sulla sicurezza al fuoco delle costruzioni. Approccio prescrittivo e prestazionale. Valutazione dell’azione termica e definizione degli scenari di incendio. Effetti degli incendi sulle strutture. Variazione delle proprietà meccaniche dei materiali. Problemi di instabilità e deformazioni. Comportamento di travi e solai. Comportamento dei pilastri. Effetti di vincolo. Curve di incendio e condizioni di carico.

Impiego del BIM nella progettazione strutturale

Attività didattica di 1 CFU svolta mediante contratto di didattica integrativa. Il corso si propone di fornire ai partecipanti una conoscenza di base del Building Information Modelling (BIM) applicato alla progettazione strutturale, approfondendo il tema della interoperabilità ottimale tra le varie piattaforme progettuali e di calcolo numerico. Software TEKLA.