PROGETTAZIONE IN ZONA SISMICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- ALESSANDRA APRILE
- Crediti formativi
- 9
- Percorso
- COSTRUZIONI
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- ICAR/09
Obiettivi formativi
- Il corso fornisce gli strumenti di base per la progettazione e la verifica di sicurezza di strutture civili ubicate in zona sismica. L'approccio al progetto viene sviluppato nell'ambito della normativa nazionale vigente, con riferimento al più ampio contesto degli Eurocodici.
Le principali conoscenze acquisite saranno relative ai seguenti argomenti:
Rischio sismico territoriale e azione sismica convenzionale di progetto;
Metodi di analisi strutturale statica e dinamica, lineare e non-lineare;
Concezione architettonica e strutturale di strutture antisismiche;
Criteri di progettazione convenzionali di strutture antisismiche, con particolare riferimento alle tipologie costruttive in acciaio e in cemento armato (c.a.);
Metodi di valutazione della vulnerabilità sismica di costruzioni esistenti;
Panoramica sui metodi di intervento non-convenzionali per il miglioramento sismico di costruzioni esistenti.
Le principali abilità acquisite, ovvero la capacità di applicare le conoscenze acquisite, saranno:
Verificare la sicurezza strutturale di una costruzione nuova o esistente soggetta ad azione sismica;
Progettare una nuova costruzione antisismica con struttura in acciaio o in cemento armato;
Valutare la vulnerabilità sismica di una costruzione esistente e delineare le possibili strategie di intervento. Prerequisiti
- Il corso richiede le seguenti conoscenze di base:
Metodi di verifica della sicurezza strutturale; Analisi non-lineare delle strutture; Metodi numerici per l’analisi strutturale; Progettazione di strutture in acciaio e in cemento armato per azioni non sismiche. Contenuti del corso
- Il corso prevede 90 ore di lezione di cui 60 di lezione frontale e 30 di esercitazioni in aula sui seguenti argomenti:
RISPOSTA SISMICA DI SISTEMI STRUTTURALI ELASTICI (20 ore). Oscillatore semplice soggetto a forzante sismica. Integrazione delle equazioni del moto. Spettri di risposta elastici secondo Housner e secondo la vigente normativa nazionale ed europea. Sistemi a più gradi di libertà con smorzamento proporzionale soggetti a forzante generica e sismica; analisi modale classica e con spettro di risposta. Concetto di massa modale attivata. Analisi modale semplificata. Esempio: analisi modale e semplificata di un telaio piano shear type a tre piani. Effetti torsionali di sistemi spaziali. Esempio: analisi modale e semplificata di un telaio spaziale monopiano. Concetto di regolarità strutturale. Analisi approssimata degli effetti torsionali.
RISPOSTA SISMICA DI SISTEMI STRUTTURALI ANELASTICI (20 ore). Duttilità della struttura. Connotazione e distribuzione delle zone dissipative. Spettro di risposta anelastico. Fattore di riduzione, fattore di struttura e ridondanza strutturale. Spettri di progetto in Stato Limite Ultimo (SLU) e Stato Limite di Danno (SLD) secondo la normativa nazionale ed europea. Combinazione dell'azione sismica con le altre azioni. Valutazione degli spostamenti. Verifiche in SLU e SLD. Valutazione di vulnerabilità di costruzioni esistenti.
PROGETTAZIONE DI EDIFICI SISMO-RESISTENTI (20 ore). Impostazione concettuale del progetto. Analisi qualitativa di sistemi strutturali complessi: telai, telai irrigiditi da pennellature murarie, telai controventati, setti semplici ed accoppiati; sistemi misti, piani e spaziali. Performance-based design e principio di gerarchia delle resistenze: classi di duttilità e regolarità strutturale. Progettazione di telai in acciaio e in c.a.: criteri di dimensionamento in alta e bassa duttilità, giunti, particolari costruttivi. Progettazione di controventi dissipativi. Progettazione di pareti in c.a. semplici ed accoppiate: elementi di collegamento, particolari costruttivi.
ESERCITAZIONI IN AULA (30 ore). Valutazione di vulnerabilità sismica di una costruzione esistente con struttura in acciaio o in cemento armato. Esecuzione di analisi dinamica lineare con spettro di risposta convenzionale della struttura utilizzando un codice commerciale di analisi numerica ad elementi finiti. Metodi didattici
- Il corso si articola in lezioni frontali ed esercitazioni. Durante le lezioni vengono presentati gli aspetti di base dell’ingegneria sismica. Durante le esercitazioni viene affrontata la valutazione di vulnerabilità sismica di una costruzione esistente. Si tratta di un caso di studio reale assegnato dal docente che viene svolto in piccoli gruppi composti da 2 o 3 studenti.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Lo scopo dell’esame finale è la verifica del livello raggiunto dallo studente negli obiettivi formativi sopradescritti.
L’esame prevede due prove:
1) Valutazione delle abilità acquisite mediante presentazione e discussione del progetto sviluppato durante il corso di esercitazione;
2) Valutazione delle conoscenze acquisite mediante discussione orale di tre argomenti trattati durante il corso e dei relativi collegamenti logici.
Le due prove d'esame vengono valutate con votazione compresa tra 18 e 30 su 30 ed il voto finale è valutato come la media tra i due. In ogni caso, occorre riportare una votazione superiore a 18 su 30 in entrambe le prove. Testi di riferimento
- Clough R.W., Penzien J. Dynamics of Structures. Mc Graw Hill, 1995.
Pozzati P., Teoria e Tecnica delle Strutture, UTET. 1986.
Petrini L, Pinho R., Calvi G.M., Criteri di progettazione antisismica degli edifici, IUSS PRESS. 2004.
Cosenza E., Maddaloni G., Magliulo G., Pecce M., Ramasco R. Progetto Antisismico di Edifici in Cemento Armato. IUSS PRESS. 2006.
Mazzolani F.M., Landolfo R., Della Corte G., Faggiano B. Edifici con Struttura di Acciaio in Zona Sismica. IUSS PRESS. 2006.
Manfredi G., Masi A., Pinho R., Verderame G., Vona M. Valutazione degli edifici esistenti in Cemento Armato. IUSS PRESS. 2007.
Wakabayashi M., Design of earthquake resistant buildings, Mc Graw Hill. 1989.
Gioncu V., Mazzolani F.M., Ductility of Seismic Resistant Steel Structures, Spon Press. 2002.
Paulay T., Priestley M.J.N., Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Structures, John Wiley & Sons. 2002.
Decreto Ministeriale 17 gennaio 2018 - Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni» di cui al D.M. 17.01.2018.
Circolare C.S.LL.PP. del 21 gennaio 2019, n. 7 - Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Nuove norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17.01.2018.
UNI EN 1998-1 - Eurocodice 8 - Progettazione delle strutture per la resistenza sismica - Parte 1: Regole generali, azioni sismiche e regole per gli edifici.
UNI EN 1998-3 - Eurocodice 8 - Progettazione delle strutture per la resistenza sismica - Parte 3: Valutazione e adeguamento degli edifici.
