20810255 - STRUTTURE SPECIALI

Il corso di Strutture Speciali fa parte del corso di studi magistrale in Ingegneria Civile per la Protezione dai Rischi Naturali, il quale ha l’obiettivo di formare un ingegnere civile a elevata qualificazione professionale negli ambiti della protezione del territorio e delle opere civili dai rischi idrogeologici e dai rischi sismici.
Nell’ambito del percorso di studio, l’insegnamento di Strutture Speciali si propone di fornire agli studenti conoscenze teoriche e competenze ingegneristiche per la comprensione del comportamento strutturale e la progettazione di sistemi strutturali concepiti con tecnologie e materiali avanzati ed innovativi, quali (1) le strutture miste acciaio-calcestruzzo, (2) le strutture in cemento armato precompresso, (3) le strutture prefabbricate, (4) i calcestruzzi ad elevate prestazioni e le armature speciali per opere esposte a condizioni ambientali aggressive, (5) il rinforzo di strutture in c.a. con materiali compositi innovativi FRP/FRCM e (6) la tecnologia del 3D-printed digital concrete.
Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito i fondamenti delle competenze trasversali necessarie per (1) progettare strutture nuove ed interventi sull’esistente impiegando materiali e tecnologie avanzati od innovativi, (2) operare scelte alla luce delle fasi costruttive dell’opera e realizzative dell’intervento, (3) orientarsi nei diversi documenti della letteratura tecnica (norme, manuali, linee guida, articoli tecnico-scientifici). Il corso intende inoltre stimolare la maturazione della sensibilità ingegneristica verso il concetto di sostenibilità nelle costruzioni, con riferimento (1) per le opere di nuova realizzazione: alle tecnologie e alle scelte progettuali che ottimizzano processi costruttivi e impiego di materiali, nonché alla durabilità delle strutture in una logica di progettazione basata sul ciclo di vita e (2) per le costruzioni esistenti: ai materiali innovativi per il rinforzo, l'adeguamento e la conservazione del patrimonio edilizio.

DE SANTIS STEFANO

scheda docente | materiale didattico

Programma

Strutture miste acciaio-calcestruzzo
- Tipologie strutturali e valutazione della sicurezza di strutture miste acciaio-c.a.
- Analisi di sezioni inflesse (travi e solai)
- Sistemi di connessione
- Analisi strutturale e progetto di travi e colonne miste

Strutture in cemento armato precompresso
- Principi di funzionamento strutturale
- Tecnologia e materiali del c.a.p.
- Perdite istantanee e cadute lente
- Progetto e verifica di strutture in c.a.p.

Strutture prefabbricate
- Caratteristiche tipologiche e tecnologiche delle strutture prefabbricate
- Progetto, verifica e adeguamento di strutture prefabbricate in c.a.

Strutture in cemento armato ad elevata durabilità e con materiali speciali
- Cause e fenomenologie del degrado delle strutture in c.a.
- Metodi di indagine e diagnostica del degrado
- Calcestruzzi ad elevata durabilità e per strutture speciali
- Elementi in c.a. con armature in acciaio inox e in composito

Strutture in cemento armato rinforzate con materiali compositi
- Materiali e tecnologie dei rinforzi a matrice polimerica FRP e a matrice inorganica FRCM
- Rinforzo a flessione e a taglio di travi in c.a. con sistemi FRP e con sistemi FRCM
- Confinamento di pilastri e rinforzo di nodi trave-pilastro con sistemi FRP

Strutture in calcestruzzo digitale

Testi Adottati

Testi fondamentali di riferimento
- Coppola L, Buoso A. Il restauro dell’architettura moderna in cemento armato. Hoepli, 2015.
- Giannini R. Teoria e Tecnica delle Costruzioni Civili. CittàStudi, 2011.
- Di Niro G. Edifici prefabbricati. Maggioli, 2014.
- Nigro E, Bilotta A. Progettazione di strutture composte acciaio-calcestruzzo. Dario Flaccovio, 2011.

Normative fondamentali di riferimento
- Norme tecniche per le costruzioni (NTC), D MIT 17/01/2018
- Circolare applicativa delle NTC, Circ MIT 21/01/2019 n.7
- Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings + Italian Annex
- Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings
- CNR-DT 203 2006. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Calcestruzzo Armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato
- CNR-DT 200 R1/2013. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati Materiali, strutture di c.a. e di c.a.p., strutture murarie
- UNI 11104:2016. Calcestruzzo - Specificazione, prestazione, produzione e conformità - Specificazioni complementari per l'applicazione della EN 206.
- CNR-DT 215 2018. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati a Matrice Inorganica.
- CNR 10025/98. Istruzioni per il progetto, l'esecuzione ed il controllo delle strutture prefabbricate in calcestruzzo.
- RELUIS-DPC 2005-2008. Strutture prefabbricate: catalogo delle tipologie esistenti. 2008.

Articoli scientifici
- Pedeferri P. L’impiego dell’acciaio inossidabile nelle strutture in calcestruzzo armato. Atti Seminario CIAS L’evoluzione nella sperimentazione per le costruzioni. Bolzano, Italia, 2004.
- Buoso A, Coppola L. Il copriferro per le strutture in c.a. alla luce delle norme tecniche per le costruzioni (D.M. 14.01.2008). L'Edilizia Building and Construction for Engineers 2008;155.
- Valluzzi MR et al. Round robin test for composite to brick shear bond characterization. Materials and Structures 2012;45:1761-1791.
- Sneed L., Verre S., Carloni C., Ombres L. Flexural behavior of RC beams strengthened with steel-FRCM composite. Engineering Structures 2016;127:686-699
- Buswell RA, Leal de Silva WR, Jones SZ, Dirrenbergerde J. 3D printing using concrete extrusion: A roadmap for research. Cement and Concrete Research 2018;112:37-49
- Asprone D, Auricchio F, Menna C, Mercuri V. 3D printing of reinforced concrete elements: Technology and design approach. Construction and Building Materials 2018a;165:218-231
- Asprone D, Menna C, Bos FP, Salet TAM, Mata-Falcòn J. Rethinking reinforcement for digital fabrication with concrete. Cement and Concrete Research 2018b;112:111-121.

Testi di approfondimento
- AICAP. Dettagli Costruttivi di Strutture in Calcestruzzo Armato, 2011
- AICAP. Costruzioni in Calcestruzzo, Costruzioni composte acciaio-calcestruzzo, Commentario alle Norme Tecniche per le Costruzioni D.M. 14/1/2008, 2011.
- Bertolini L. Materiali da costruzione, Volume Secondo. Degrado, prevenzione, diagnosi, restauro. CittàStudi, 2012 (2a Ed.).
- Cestelli Guidi C. Cemento Armato Precompresso. Teoria, Esperienze, Realizzazioni. Hoepli, 2013 (7a Ed).
- Cosenza E, Manfredi G, Pecce M. Strutture in Cemento Armato. Basi della progettazione. Hoepli, 2015.
- Felitti M., Mecca L.R. Il degrado delle strutture in calcestruzzo armato. Maggioli, 2018.
- Marini G. Strutture prefabbricate in cemento armato. Maggioli, 2019.
- Mordà N. Strutture prefabbricate. Comportamento e adeguamento sismico. Maggioli, 2014.
- Pedeferri P., Bertolini L. La durabilità del calcestruzzo armato. McGraw-Hill, 2000.
- Pisani M.A., Cattaneo S., D’Antino T. Consolidamento delle Strutture. Hoepli Editore, 2012 (3a Ed.).
- Radogna E.F. Tecnica delle Costruzioni, Volume Secondo. Zanichelli, 1998.
- Walther R., Miehlbradt M. Progettare in calcestruzzo armato. Hoepli, 1994.

Altre norme e linee guida
- Linea Guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti. STC 2019.
- Linea Guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice inorganica (FRCM) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti. STC 2018.
- UNI EN 10080:2005. Acciaio d'armatura per calcestruzzo - Acciaio d'armatura saldabile – Generalità
- UNI EN 197-1:2011. Cemento - Parte 1: Composizione, specificazioni e criteri di conformità per cementi comuni
- RELUIS-DPC 2005-2008. Schedario collegamenti in strutture prefabbricate. 2007.
- RELUIS-DPC 2010-2013. Linee di indirizzo per interventi locali e globali su edifici industriali monopiano non progettati con criteri antisismici 2012.


Modalità Erogazione

30 lezioni/esercitazioni/seminari

Modalità Valutazione

Per superare l’esame è necessario: 1. Svolgere individualmente le esercitazioni e portarle all’esame orale 2. Sostenere una prova orale nella quale saranno discussi gli argomenti di carattere teorico e progettuale affrontati durante il corso e a cui si fa esplicito riferimento nel programma dettagliato pubblicato sul sito web. Note sui criteri di valutazione Alla valutazione attribuita all’esame orale concorrono: - la completezza e l’accuratezza delle esercitazioni svolte e la capacità dello studente di illustrarne nel dettaglio ogni aspetto - le conoscenze e le competenze inerenti gli aspetti teorici e progettuali inclusi nel programma di esame. A scopo indicativo, si riportano di seguito i criteri adottati per quest’ultima valutazione: - voto orientativamente compreso nel range 18-22: lo studente dimostra una buona conoscenza delle nozioni fondamentali e una sufficiente capacità di risolvere problemi strutturali semplici e analoghi a quelli affrontati a lezione o nelle esercitazioni; - voto orientativamente compreso nel range 23-27: lo studente dimostra una conoscenza dettagliata delle nozioni e una buona capacità di risolvere problemi strutturali di media complessità e simili, ma non necessariamente del tutto analoghi, a quelli affrontati a lezione o nelle esercitazioni; - voto orientativamente compreso nel range 28-30L: lo studente dimostra una conoscenza dettagliata delle nozioni e una ottima capacità di risolvere problemi strutturali relativamente complessi e anche parzialmente variati rispetto a quelli affrontati a lezione o nelle esercitazioni.

DE SANTIS STEFANO

scheda docente | materiale didattico

Programma

Strutture miste acciaio-calcestruzzo
- Tipologie strutturali e valutazione della sicurezza di strutture miste acciaio-c.a.
- Analisi di sezioni inflesse (travi e solai)
- Sistemi di connessione
- Analisi strutturale e progetto di travi e colonne miste

Strutture in cemento armato precompresso
- Principi di funzionamento strutturale
- Tecnologia e materiali del c.a.p.
- Perdite istantanee e cadute lente
- Progetto e verifica di strutture in c.a.p.

Strutture prefabbricate
- Caratteristiche tipologiche e tecnologiche delle strutture prefabbricate
- Progetto, verifica e adeguamento di strutture prefabbricate in c.a.

Strutture in cemento armato ad elevata durabilità e con materiali speciali
- Cause e fenomenologie del degrado delle strutture in c.a.
- Metodi di indagine e diagnostica del degrado
- Calcestruzzi ad elevata durabilità e per strutture speciali
- Elementi in c.a. con armature in acciaio inox e in composito

Strutture in cemento armato rinforzate con materiali compositi
- Materiali e tecnologie dei rinforzi a matrice polimerica FRP e a matrice inorganica FRCM
- Rinforzo a flessione e a taglio di travi in c.a. con sistemi FRP e con sistemi FRCM
- Confinamento di pilastri e rinforzo di nodi trave-pilastro con sistemi FRP

Strutture in calcestruzzo digitale

Testi Adottati

Testi fondamentali di riferimento
- Coppola L, Buoso A. Il restauro dell’architettura moderna in cemento armato. Hoepli, 2015.
- Giannini R. Teoria e Tecnica delle Costruzioni Civili. CittàStudi, 2011.
- Di Niro G. Edifici prefabbricati. Maggioli, 2014.
- Nigro E, Bilotta A. Progettazione di strutture composte acciaio-calcestruzzo. Dario Flaccovio, 2011.

Normative fondamentali di riferimento
- Norme tecniche per le costruzioni (NTC), D MIT 17/01/2018
- Circolare applicativa delle NTC, Circ MIT 21/01/2019 n.7
- Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings + Italian Annex
- Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings
- CNR-DT 203 2006. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Calcestruzzo Armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato
- CNR-DT 200 R1/2013. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati Materiali, strutture di c.a. e di c.a.p., strutture murarie
- UNI 11104:2016. Calcestruzzo - Specificazione, prestazione, produzione e conformità - Specificazioni complementari per l'applicazione della EN 206.
- CNR-DT 215 2018. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati a Matrice Inorganica.
- CNR 10025/98. Istruzioni per il progetto, l'esecuzione ed il controllo delle strutture prefabbricate in calcestruzzo.
- RELUIS-DPC 2005-2008. Strutture prefabbricate: catalogo delle tipologie esistenti. 2008.

Articoli scientifici
- Pedeferri P. L’impiego dell’acciaio inossidabile nelle strutture in calcestruzzo armato. Atti Seminario CIAS L’evoluzione nella sperimentazione per le costruzioni. Bolzano, Italia, 2004.
- Buoso A, Coppola L. Il copriferro per le strutture in c.a. alla luce delle norme tecniche per le costruzioni (D.M. 14.01.2008). L'Edilizia Building and Construction for Engineers 2008;155.
- Valluzzi MR et al. Round robin test for composite to brick shear bond characterization. Materials and Structures 2012;45:1761-1791.
- Sneed L., Verre S., Carloni C., Ombres L. Flexural behavior of RC beams strengthened with steel-FRCM composite. Engineering Structures 2016;127:686-699
- Buswell RA, Leal de Silva WR, Jones SZ, Dirrenbergerde J. 3D printing using concrete extrusion: A roadmap for research. Cement and Concrete Research 2018;112:37-49
- Asprone D, Auricchio F, Menna C, Mercuri V. 3D printing of reinforced concrete elements: Technology and design approach. Construction and Building Materials 2018a;165:218-231
- Asprone D, Menna C, Bos FP, Salet TAM, Mata-Falcòn J. Rethinking reinforcement for digital fabrication with concrete. Cement and Concrete Research 2018b;112:111-121.

Testi di approfondimento
- AICAP. Dettagli Costruttivi di Strutture in Calcestruzzo Armato, 2011
- AICAP. Costruzioni in Calcestruzzo, Costruzioni composte acciaio-calcestruzzo, Commentario alle Norme Tecniche per le Costruzioni D.M. 14/1/2008, 2011.
- Bertolini L. Materiali da costruzione, Volume Secondo. Degrado, prevenzione, diagnosi, restauro. CittàStudi, 2012 (2a Ed.).
- Cestelli Guidi C. Cemento Armato Precompresso. Teoria, Esperienze, Realizzazioni. Hoepli, 2013 (7a Ed).
- Cosenza E, Manfredi G, Pecce M. Strutture in Cemento Armato. Basi della progettazione. Hoepli, 2015.
- Felitti M., Mecca L.R. Il degrado delle strutture in calcestruzzo armato. Maggioli, 2018.
- Marini G. Strutture prefabbricate in cemento armato. Maggioli, 2019.
- Mordà N. Strutture prefabbricate. Comportamento e adeguamento sismico. Maggioli, 2014.
- Pedeferri P., Bertolini L. La durabilità del calcestruzzo armato. McGraw-Hill, 2000.
- Pisani M.A., Cattaneo S., D’Antino T. Consolidamento delle Strutture. Hoepli Editore, 2012 (3a Ed.).
- Radogna E.F. Tecnica delle Costruzioni, Volume Secondo. Zanichelli, 1998.
- Walther R., Miehlbradt M. Progettare in calcestruzzo armato. Hoepli, 1994.

Altre norme e linee guida
- Linea Guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti. STC 2019.
- Linea Guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice inorganica (FRCM) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti. STC 2018.
- UNI EN 10080:2005. Acciaio d'armatura per calcestruzzo - Acciaio d'armatura saldabile – Generalità
- UNI EN 197-1:2011. Cemento - Parte 1: Composizione, specificazioni e criteri di conformità per cementi comuni
- RELUIS-DPC 2005-2008. Schedario collegamenti in strutture prefabbricate. 2007.
- RELUIS-DPC 2010-2013. Linee di indirizzo per interventi locali e globali su edifici industriali monopiano non progettati con criteri antisismici 2012.


Modalità Erogazione

30 lezioni/esercitazioni/seminari

Modalità Valutazione

Per superare l’esame è necessario: 1. Svolgere individualmente le esercitazioni e portarle all’esame orale 2. Sostenere una prova orale nella quale saranno discussi gli argomenti di carattere teorico e progettuale affrontati durante il corso e a cui si fa esplicito riferimento nel programma dettagliato pubblicato sul sito web. Note sui criteri di valutazione Alla valutazione attribuita all’esame orale concorrono: - la completezza e l’accuratezza delle esercitazioni svolte e la capacità dello studente di illustrarne nel dettaglio ogni aspetto - le conoscenze e le competenze inerenti gli aspetti teorici e progettuali inclusi nel programma di esame. A scopo indicativo, si riportano di seguito i criteri adottati per quest’ultima valutazione: - voto orientativamente compreso nel range 18-22: lo studente dimostra una buona conoscenza delle nozioni fondamentali e una sufficiente capacità di risolvere problemi strutturali semplici e analoghi a quelli affrontati a lezione o nelle esercitazioni; - voto orientativamente compreso nel range 23-27: lo studente dimostra una conoscenza dettagliata delle nozioni e una buona capacità di risolvere problemi strutturali di media complessità e simili, ma non necessariamente del tutto analoghi, a quelli affrontati a lezione o nelle esercitazioni; - voto orientativamente compreso nel range 28-30L: lo studente dimostra una conoscenza dettagliata delle nozioni e una ottima capacità di risolvere problemi strutturali relativamente complessi e anche parzialmente variati rispetto a quelli affrontati a lezione o nelle esercitazioni.