Tecnica delle costruzioni A - UniBG · Risposta strutturale – prevenzione del collasso . Risposta...
55
Transcript of Tecnica delle costruzioni A - UniBG · Risposta strutturale – prevenzione del collasso . Risposta...
progettazione
Materiale e Tipologia strutturale
Destinazione d’uso Disponibilità tecniche Condizioni ambientali Sostenibilità Costi Accessibilità cantiere (…)
Concezione Strutturale E modellazione
Scelta elementi primari/secondari Azioni Sistema resistente a carichi verticali e orizzontali (…) Predimensionamento
Dimensionamento Verifica
Introduzione alla progettazione
Attività beneficia di conoscenze inerenti:
• Scienza delle costruzioni • Disegno e rilievo • Materiali per le costruzioni • Sicurezza strutturale • Elementi strutturali in acciaio • Elementi strutturali in c.a. • Elementi strutturali in legno, in muratura • … • Comportamento sismico delle strutture • Tecniche di analisi del costruito e tecniche recupero • Estimo, stima e valutazione dei progetti, analisi costi • Storia delle tecniche • Storia della scienza dei materiali e delle costruzioni • …
Introduzione alla progettazione
Destinazione d’uso: vita nominale - sicurezza – carichi
Destinazione d’uso: - Ordinaria - Strategica
ESPOSIZIONE
Destinazione d’uso: vita nominale - sicurezza – carichi
Destinazione d’uso: materiali – tipologia strutturale
- Vincoli ubicazione/reperibilità materiali/trasportabilità
- Durabilità
- Tipo di carichi: - Uniformemente distribuiti, - Puntuali, - carichi mobili, - Vento, - Neve, - Sisma, - Urto, - Esplosione - …
Tipologie strutturali
Tipologie strutturali e carichi St
rutt
ure
rig
ide
Stru
ttu
re d
efo
rmab
ili
Tipologie strutturali e carichi
Strutture in calcestruzzo armato prefabbricato
Evoluzione tecnologie Nuovi materiali, nuove possibilità espressive Evoluzione tecniche costruttive
Strutture in legno
Materiali a base legno
Compensato X-lam
Strutture in legno
Strutture in legno
Strutture in legno
Strutture in legno
Strutture in muratura
Ponte du guard - France
Strutture in muratura
Mattoni di terra cruda, Mattoni di calcestruzzo Mattoni di plastica …
Strutture in acciaio
1776 – 1779 . Ponte sul Severn a Coolbrokdale (Luce 32m). Opera di Wilkinson (progettista ideatore), Prichards (che ne disegnò la struttura) e Abram Darby (industriale produttore). Primo ponte in elementi in ghisa fusa.
1856 – introduzione del convertitore Bessemer (sistema rapido ed economico che consentiva di affinare la ghisa liquida trasformandola in acciaio) laminatoi
1851 – Crystal Palace – Paxton, prefabbricato
1889 - Firth of forth bridge. In acciaio. Luci di 541 m. 1889 - Tour Eiffel
Strutture in acciaio
1931 – Empire state building,
New York. Opera degli architetti
Lamb e Harmon.
Completato in 14 mesi.
Strutture in acciaio
Walt Disney Concert Hall a Los Angeles, California.
Strutture in acciaio
Strutture in calcestruzzo armato
Wilkinson, 1854
Strutture in calcestruzzo armato
Strutture in calcestruzzo armato
Chapelle de Ronchamp, 1951 Unitè d’habitation e pilotis, 1952
UHPC Calcestruzzi che si scasserano in poche ore …
Padiglione Italia: Expo di Shangai 2010 Strutture bio-mimetiche e adattive
Strutture in calcestruzzo trasparente
Strutture in calcestruzzo armato prefabbricato
Strutture in vetro
Fifth Avenue store in NY
Strutture in composito: gfrp, frp
Unità strutturali
Unità strutturali
Unità strutturali
Sostenibilità - Strutture a secco (meglio acciaio/legno)
Risposta strutturale – prevenzione del collasso
Risposta strutturale – prevenzione instabilità
concezione strutturale per unità volumentrica
concezione strutturale ai carichi orizzontali
concezione strutturale ai carichi orizzontali
+ 50 ANNI
- Smaltimento rifiuti e
impiego materiali
DEMOLIZIONE E RICOSTRUZIONE
INTERVENTI DI SOLA RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA NON È GARANTITA LA
SICUREZZA STRUTTURALE
50 ANNI
RIQUALIFICAZIONE ANCHESTRUTTURALE DEL COSTRUITO
Ridotto volume di rifiuti da smaltire
Ridotto consumo materiali
Demolizione & Ricostruzione Vs Riqualificazione
0 VITA UTILE
0 VITA UTILE
50 ANNI
0 VITA UTILE
+ 50 ANNI
50 ANNI
a) b)
Figure 2. Traditional approach aimed at solving episodic, contingent building deficiencies: a) Example of the little
forethought of a traditional intervention, classified as “sustainable”, limited to the energetic and architectural
redevelopment, without accounting for the structural safety. The image portrays the building ruins after Emilia
earthquake (2012); b) example of the adverse impact of an intervention conceived for the sole structural retrofit on the
appearance of the existing building.
Modalità di intervento tradizionali:
• risoluzione di problemi contingenti e isolati (spesso in situazioni di emergenza o di assoluta necessità)
SOLO EFFICIENTAMENTO ENERGETICO
SOLO ADEGUAMENTO SISMICO
Esempi Di Intervento Non Coordinati: Risultati
Fonte: Prof. Mauro Dolce – Protezione Civile
Costi Della Riparazione Post Sisma: Sostenibilità?
con Abruzzo ed Emilia la spesa è di circa 160 Mld €, pari a 3-3,5 Mld € annui
4500 VITTIME
“Strategie di prevenzione più efficaci farebbero non solo risparmiare decine di miliardi di dollari ma salverebbero
decine di migliaia di vite.
Costruire una cultura di prevenzione non è facile.
Mentre i costi della prevenzione debbono essere pagati nel presente,
i suoi benefici si avvertono in un futuro distante.
Per di più, i benefici non sono tangibili:
SONO I DISASTRI NON AVVENUTI”
Kofi Annan, WSSD 2002
More effective prevention strategies would save not only
tens of billions of dollars, but save tens of thousands of lives.
Funds currently spent on intervention and relief could be
devoted to enhancing equitable and sustainable
development instead, which would further reduce the risk for
war and disaster. Building a culture of prevention is not
easy. While the costs of prevention have to be paid in the
present, its benefits lie in a distant future. Moreover, the
benefits are not tangible; they are the disasters that did NOT
happen
Costi Della Riparazione Post Sisma: Sostenibilità?
Analisi multiscala: dall’elemento strutturale al materiale
Descrizione problema fisico
Descrizione comportamento del cubetto infinitesimo
Descrizione comportamento strutturale
Legame costitutivo del materiale
Schemi equilibrio e reazioni vincolari
Individuazione degli elementi strutturali
collegamenti
collegamenti
Collegamenti a terra
• Osservare (!!!)
• Documentarsi • evoluzione ed obsolescenza delle conoscenze (impensabile
oggisuperato in pochi anni) • trasferimento tecnologico - contaminazioni
• Problemi e soluzioni • open innovation • Riconoscere i problemi!!! • Proporre nuove domande
• Fantasia, intuizione, esperienza
• Confrontarsi («laboratorio di idee»)
• Sviluppare abilità «complementari» • visual thinking • brain storming • teoria dei sei cappelli
Considerazioni …
Argomenti del corso • Metodo della linea elastica alle derivate seconde e
quarte • Metodo di Mohr e corollari • Significato fisico dei vincoli • Metodo delle forze e Metodo degli spostamenti
– strutture a nodi fissi – strutture a nodi spostabili
• Tracciamento qualitativo dei diagrammi delle azioni interne
• Trave su suolo elastico • Piastre (e cenni alle Lastre) • Elementi strutturali in acciaio
– travi e colonne – giunzioni bullonate e saldate – instabilità
Modalità d’esame Esame: prova scritta e prova orale
Prova scritta (3h): - I esercizio: telaio, tracciamento qualitativo delle azioni, soluzione del telaio; - II esercizio: calcolo o verifica di elemento in acciaio, oppure calcolo di elemento tipo piastra o trave su suolo elastico
L’ammissione alla prova orale è condizionata al superamento della prova scritta, che ha validità di 3 appelli. La prova orale può pertanto essere sostenuta in una sessione successiva rispetto alla prova scritta.
Allo scritto è possibile portare le tabelle dei coefficienti di influenza e la calcolatrice.
NB: attenzione all’iscrizione alle prove d’esame: - Per l’ammissione alle prove è necessaria l’Iscrizione all’appello
alla sola prova scritta o alla sola prova orale o a entrambe; - In caso di sola registrazione del voto: iscriversi alla sola prova
orale, inserendo nelle note «solo registrazione».
