L'insegnamento tratta la progettazione delle strutture in acciaio e miste acciaio-calcestruzzo. Sono affrontate le problematiche relative agli schemi strutturali, il calcolo delle sollecitazioni di progetto nelle diverse ipotesi di funzionamento, il dimensionamento degli elementi strutturali e dei collegamenti, le verifiche di sicurezza, la progettazione sismica in duttilità. Sono introdotte metodologie avanzate di modellazione FEM.
L'insegnamento tratta la progettazione delle strutture in acciaio e in struttura mista acciaio-calcestruzzo. Sono affrontate le problematiche relative agli schemi strutturali, al calcolo delle sollecitazioni di progetto nelle diverse ipotesi di funzionamento, il dimensionamento degli elementi strutturali e dei collegamenti, le verifiche di sicurezza, la progettazione sismica in duttilità. Sono introdotte metodologie avanzate di modellazione FEM e BIM strutturale
Lezioni frontali.
Esercitazioni pratiche sulle tematiche trattate.
Piccole sperimentazioni in laboratorio.
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.
Attività sperimentali: Sono previste piccole attività sperimentali presso il Laboratorio di Materiali e Strutture del DICCA.
Esercitazione: Progetto completo di un edificio in acciaio assistito al calcolatore. A partire dalle specifiche del committente, si richiede di progettare una struttura civile o industriale rispettando i vincoli funzionali e tecnologici. Si richiede la verifica degli elementi più significativi e di due collegamenti. Si richiedono i disegni completi in AUTOCAD o in BIM TEKLA (facoltativo).
Springhetti, L. I collegamenti nelle strutture in acciaio. Progetto e verifica secondo la norma UNI-EN 1993-1-8, Hoepli, Milano, 2013.
Nigro, E., Bilotta, A., Progettazione di strutture composte acciaio-calcestruzzo secondo gli Eurocodici e le Norme Tecniche delle Costruzioni, Flaccovio, Palermo, 2016.
Nigro, E., Cefarelli, G., Pustorino, S., Princi, P., Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-calcestruzzo in caso di incendio, Hoepli, Milano, 2014.
Bruneau, M., Uang, C., Sabelli R., Ductile design of steel structures, McGraw Hill, 2011.
Gioncu, V., Mazzolani, F., Seismic design of steel structures, CRC Press, 2014.
Ricevimento: Il docente riceve su appuntamento presso il suo studio.
Ricevimento: La docente riceve su appuntamento scrivendo all'indirizzo email: repetto@dicca.unige.it
https://corsi.unige.it/corsi/10799/studenti-orario
L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy
L'esame si svolgerà nelle seguenti:
L’esposizione del lavoro di gruppo e le domande svolte durante l’esame hanno la finalità di accertare la piena conoscenza e comprensione degli argomenti trattati nel corso, la capacità di affrontare criticamente problemi di progettazione strutturale, e la capacità di discutere le scelte di modellazione numerica.
