Italiano

Il corso mira a  sviluppare le seguenti principali competenze:

- Conoscenza e capacità di comprensione dei principali ambiti dell’Ingegneria Sismica: Sismologia, Modellazione Strutturale, Progettazione Sismoresistente, Verifica Sismica.

- Capacità di utilizzare strumenti di analisi e progettazione strutturale anche avanzati.

- capacità di elaborare un progetto strutturale in zona sismica conforme alle indicazioni previste dalle normative sismiche più recenti.

R. Ramasco, Dinamica delle Costruzioni, Cuen, Napoli.A. Castellani, E. Faccioli, Costruzioni in zona sismica, Hoepli.
L. Petrini, R. Pinho, G.M. Calvi, Criteri di Progettazione Antisismica degli Edifici, IUSS Press.
A. Ghersi, P. Lenza, Edifici antisismici in cemento armato, Dario Flaccovio Editore.
Anil K. Chopra, Dynamics of Structures, Prentice-hall International Series I Civil Engineering and Engineering Mechanics.
V. Piluso, Teoria e Progetto di Edifici in Zona Sismica. Analisi strutturale, Dario Flaccovio Editore.

L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze teoriche di base e le capacità applicative necessarie per la progettazione di strutture sismo-resistenti, con particolare riferimento alla definizione dell’azione sismica, alla modellazione strutturale, ai metodi di analisi dinamica e ai criteri di verifica. L’approccio al progetto è sviluppato nell’ambito della normativa nazionale vigente, con riferimento al più ampio contesto degli Eurocodici.

Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi del corso sono richieste adeguate conoscenze matematiche di base e la conoscenza dei principi e metodi fondamentali della Scienza e della Tecnica delle costruzioni. In particolare, è necessaria l'avvenuta maturazione degli argomenti trattati nel modulo di Dinamica delle strutture all’interno del corso di Tecnica delle costruzioni.

Il corso da 9CFU prevede 84 ore di didattica frontale articolate in 48 ore di teoria e 36 ore di esercitazioni assistite dedicate anche alle revisioni del progetto di un edificio in zona sismica.

Durante il corso gli studenti sviluppano gli elaborati relativi al progetto antisismico di un edificio in cemento armato. L'accesso alla prova orale finale è subordinato allo svolgimento delle esercitazioni di progetto.
La verifica dell’apprendimento prevede un colloquio orale durante il quale lo studente è invitato a sviluppare i contenuti teorici del corso con riferimento a semplici casi di studio applicativi.

Sono resi disponibili tutti gli appunti del corso (Dispense) e le diapositive utilizzate durante il corso in formato PDF.

DINAMICA DEI SISTEMI A UN GRADO DI LIBERTÀ:
Oscillazioni libere in presenza di smorzamento. Oscillazioni forzate da una pulsante in presenza di smorzamento. Oscillazioni forzate da una forza variabile con legge generica. Dinamica sismica. Valutazione della risposta per via numerica attraverso l’integrale di Duhamel. Spettri di risposta del terremoto.

DINAMICA DEI SISTEMI A PIÙ GRADI DI LIBERTÀ:
Equazioni di equilibrio dinamico. Oscillazioni libere in assenza di smorzamento. Calcolo delle frequenze e dei modi di vibrazione. Proprietà di ortogonalità. Disaccoppiamento delle equazioni del moto. Integrazione del sistema di equazioni differenziali disaccoppiate. Tecniche di sovrapposizione modale (SRSS, CQC). Massa modale cumulata. Smorzamento di tipo classico (Rayleigh, Clough).

DINAMICA DEI SISTEMI A UN GRADO DI LIBERTÀ A COMPORTAMENTO ELASTO-PLASTICO:
Equazioni di equilibrio dinamico. Curve di duttilità richiesta. Spettri di risposta elasto-plastici, Fattore di struttura.
CALCOLO ELASTOPLASTICO:
Duttilità dei materiali. Diagramma momento-curvatura. Duttilità della sezione. Cerniera plastica. Curva carico-spostamento. Duttilità strutturale.

ELEMENTI DI SISMOLOGIA:
Aspetti generali dei terremoti. Propagazione delle onde sismiche. Zonazione sismica. Interpretazione fenomenologia dei danni.

COMPORTAMENTO DI EDIFICI CON STRUTTURA IN CEMENTO ARMATO:
Organismi strutturali a pareti, telai e nuclei. Analisi statica del complesso strutturale spaziale. Analisi Dinamica Modale. Smorzamento Strutturale. Sovrapposizione modale. Modello Tridimensionale completo. Valutazione degli effetti e verifiche di resistenza. Particolari costruttivi. Esempi Applicativi.

CALCOLO ELASTOPLASTICO:
Duttilità dei materiali. Diagramma momento-curvatura. Duttilità della sezione. Cerniera plastica. Curva carico-spostamento. Duttilità strutturale. Fattore di struttura.

PROGETTAZIONE SISMO-RESISTENTE:
Quadro Normativo di riferimento (D.M. 14.01.2008 – “Norme Tecniche per le Costruzioni” e Circolare 2.02.09, N.617: “Istruzioni per l’applicazione delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni”).
Requisiti di Sicurezza e Livelli di Protezione Antisismica. Principi base della progettazione sismo-resistente. Criteri di Regolarità. Definizione delle azioni sismiche. Spettro di risposta elastico e spettro di risposta di progetto. Fattore di Struttura. Tipologie Strutturali. Capacità dissipativa e Classi di duttilità. Criterio della gerarchia delle resistenze.

ELABORATO PROGETTUALE: PROGETTO ANTISISMICO DI UN EDIFICIO IN C.A.:
Definizione e dimensionamento del sistema sismoresistente. Analisi dei carichi. Analisi statica. Analisi dinamica modale. Dimensionamento delle armature. Elaborati grafici.

Italian

The course aims to develop the following main skills:

- Knowledge and understanding of the main areas of Seismic Engineering: Seismology, Structural Modeling, Seismic Resistance Design, Seismic Verification.

- Ability to use advanced structural analysis and design tools.

- Ability to elaborate a structural project of a residential building in seismic zone according to the provisions of the most recent seismic codes.

R. Ramasco, Dinamica delle Costruzioni, Cuen, Napoli.A. Castellani, E. Faccioli, Costruzioni in zona sismica, Hoepli.
L.Petrini, R. Pinho, G.M. Calvi, Criteri di Progettazione Antisismica degli Edifici, IUSS Press.
A.Ghersi, P.Lenza, Edifici antisismici in cemento armato, Ed. Dario Flaccovio.
Anil K. Chopra, Dynamics of Structures, Prentice-hall International Series I Civil Engineering and Engineering Mechanics.
V. Piluso, Teoria e Progetto di Edifici in Zona Sismica. Analisi strutturale, Dario Flaccovio Editore.

The course aims to provide students with the basic theoretical knowledge and application skills necessary for the design of seismic-resistant structures, with particular reference to the definition of seismic action, structural modeling, methods of dynamic analysis, and verification criteria. The structural project is developed within the current Italian national code, concerning the broader context of the Eurocodes.

To achieve the objectives of the course, adequate basic mathematical knowledge and knowledge of the fundamental principles of structural engineering are required. In particular, it is necessary for the successful completion of the topics covered in the Dynamics module within the course of Reinforced Concrete Structures.

The 9 CFU course includes 84 hours of classroom teaching, divided into 48 hours of theory and 36 hours of supervised exercises also dedicated to the revision of the seismic design project of a building.

During the course, the students develop works related to the seismic design of a reinforced concrete building. Access to the final oral exam is subject to the carrying out of the project exercise.
The assessment involves an oral examination in which the student is asked to discuss the theoretical content of the course with reference to simple case studies.

All course notes (handouts) and slides used during the course in PDF format are made available.

DYNAMICS OF SINGLE DEGREE OF FREEDOM SYSTEMS:
Free damped oscillations. Forced damped oscillations. Seismic dynamics. Evaluation of the response numerically through Duhamel's integral. Response spectra.
DYNAMICS OF MULTIPLE DEGREE OF FREEDOM SYSTEMS:
Dynamic equilibrium equations. Free undamped oscillations. Natural frequencies and mode shapes. Properties of orthogonality. Decoupling of the equations of motion. Integration of the system of decoupled differential equations. Modal superposition techniques (SRSS, CQC). Modal mass. Classical damping (Rayleigh, Clough).
DYNAMICS OF ELASTO-PLASTIC SINGLE DEGREE OF FREEDOM SYSTEMS:
Dynamic equilibrium equations. Ductility demand curves. Elasto-plastic spectra. Behaviour factor.
ELASTO-PLASTIC CALCULATION
Ductility of materials. Moment-curvature curve. Ductility of section. Plastic hinge. Force-displacement curve. Ductility of structure.
SEISMOLOGY ELEMENTS:
General aspects of earthquakes. Propagation of seismic waves. Seismic zoning. Building-damage interpretation.
BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE BUILDINGS:
Structural systems based on walls, frames and cores. Static analysis of three-dimensional models. Modal Dynamic Analysis. Structural damping. Modal Combination Rules. Complete three-dimensional model. Earthquake effects combination. Verification of resistance. Construction details. Application Examples.

ELASTOPLASTIC CALCULATION:
Ductility of materials. Moment-curvature diagram. Ductility of the section. Plastic hinge. Load-displacement curve. Ductility of the structure. Behaviour factor.

SEISMIC DESIGN:
Reference Normative Framework (D.M. 14.01.2008 – “Norme Tecniche per le Costruzioni” e Circolare 2.02.09, N.617: “Istruzioni per l’applicazione delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni”, in italian).
Safety Requirements and Seismic Protection Levels. Basic principles of seismic-resistant design. Regularity criteria. Definition of seismic actions. Elastic response spectrum and Design response spectrum. Behavior Factor. Structural Types. Dissipative capacity and Ductility classes. Criterion of the hierarchy of resistances (capacity design).

PROJECT EXERCISE: SEISMIC PROJECT OF A REINFORCED CONCRETE BUILDING:
Definition and dimensioning of the earthquake-resisting system. Load analysis. Static analysis. Dynamic modal analysis. Steel bars sizing. Reinforcement construction drawings