ITALIANO

Il corso mira a sviluppare metodi e criteri adeguati a definire il comportamento statico delle costruzioni sulla base dei principi e delle teorie della meccanica strutturale e la verifica della sicurezza dei principali elementi strutturali resistenti.
Alla teoria sono affiancati esercizi svolti in classe relativi al calcolo di semplici strutture in c.a. con riferimento prevalentemente alla normativa italiana.

Ghersi A., Il cemento armato, Flaccovio Dario Editore, Palermo 2010.
Cosenza E., Manfredi G., Pecce M., Strutture in Cemento Armato, Basi della progettazione (2° Ed), Hoepli, Milano, 2015.
Mezzina M., Fondamenti di tecnica delle costruzioni, Città Studi Edizioni, 2021.
Nunziata V., Teoria e pratica delle strutture in cemento armato, Flaccovio Editore, 2014.

L’obiettivo del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze teoriche di base e le capacità applicative necessarie per il calcolo strutturale.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di individuare lo schema strutturale, effettuare l'analisi dei carichi, individuare le caratteristiche meccaniche dei materiali. Inoltre, per le strutture in c.a., sarà in grado di determinare le sollecitazioni agenti ed effettuare le verifiche di resistenza in accordo con le normative vigenti (Norme Tecniche per le costruzioni NTC‐2018 ed Eurocodici).

Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi del corso sono richieste adeguate conoscenze della matematica di base e dei concetti fondamentali di statica, geometria delle masse, campi tensionali e verifiche di resistenza. Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando l’esame di elementi di statica.

Lezioni frontali, Esercitazioni assistite.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso un esame orale finale, che accerta l'acquisizione dell'apprendimento.
Il superamento dell'esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno una sufficiente conoscenza dei concetti chiave della materia.

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

LA SICUREZZA DELLE STRUTTURE E IL METODO DEGLI STATI LIMITE ULTIMI. La sicurezza strutturale. Metodi di misura della sicurezza: metodo semiprobabilistico agli stati limite (metodo dei coefficienti parziali), calcolo a rottura, tensioni ammissibili. Resistenze ed azioni caratteristiche. Definizione delle combinazioni di carico. Quadro normativo di riferimento: Normativa italiana ed Eurocodici.

CALCOLO DELLE STRUTTURE ISOSTATICHE. Equazioni cardinali della statica. Diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. Equazioni differenziali dell’equilibrio interno. Leggi di variazione del taglio e del momento flettente. Linea elastica. Calcolo di spostamenti e rotazioni mediante composizione di schemi notevoli. Applicazioni numeriche.

CALCOLO DELLE STRUTTURE IPERSTATICHE. Strutture iperstatiche: metodo delle forze e metodo degli spostamenti (o deformazioni). Strutture a molte iperstatiche: telai piani, Telai a nodi fissi, Telai a nodi spostabili, Telai “shear-type”. Applicazione numerica del metodo degli spostamenti: coefficienti di ripartizione a taglio e momento. Proprietà di simmetria ed emisimmetria. Schemi iperstatici “notevoli”. Cedimenti vincolari: elastici ed anelastici. Risoluzione di schemi iperstatici “notevoli” con cedimenti vincolari. Distorsioni termiche: uniforme ed a “farfalla”. Risoluzione di schemi iperstatici “notevoli” soggetti a distorsioni termiche.

ELEMENTI STRUTTURALI IN CALCESTRUZZO ARMATO. Il metodo delle Tensioni Ammissibili per gli elementi in cemento armato. Proprietà reologiche e meccaniche del calcestruzzo e dell’acciaio. Omogeneizzazione della sezione. Studio dei componenti strutturali sottoposti a sollecitazioni normali (compressione e trazione), flessione retta semplice e composta. Aderenza acciaio-calcestruzzo.
Gli Stati Limite ultimi nelle strutture in cemento armato. Caratteristiche meccaniche del calcestruzzo: comportamento uniassiale in presenza ed in assenza di confinamento laterale. Comportamento a rottura delle sezioni pressoinflesse in c.a. Regioni di rottura. Comportamento duttile e comportamento fragile. Metodo approssimato (stress-block). Domini d’interazione momento-sforzo normale. Elementi soggetti a taglio. Il traliccio ad inclinazione variabile.

TIPOLOGIE E CRITERI DI DIMENSIONAMENTO. Calcolo e progetto di solai e telai in c.a.: Predimensionamento, individuazione del modello di calcolo, analisi dei carichi e determinazione delle combinazioni di carico, dimensionamento armature e verifiche di resistenza.

Italian

The course aims to develop adequate methods and criteria to define the static behavior of constructions based on the principles and theories of structural mechanics and the safety verification of the main resistant structural components.
The theory is accompanied by exercises of simple reinforced concrete structures based on the current Italian Building Code.

Ghersi A., Il cemento armato, Flaccovio Dario Editore, Palermo 2010.
Cosenza E., Manfredi G., Pecce M., Strutture in Cemento Armato, Basi della progettazione (2° Ed), Hoepli, Milano, 2015.
Mezzina M., Fondamenti di tecnica delle costruzioni, Città Studi Edizioni, 2021.
Nunziata V., Teoria e pratica delle strutture in cemento armato, Flaccovio Editore, 2014.

The aim of the course is to provide students with the basic theoretical knowledge and application skills necessary for the calculation of structures.
At the end of the course, the student will be able to identify the structural scheme, carry out the analysis of the loads, identify the mechanical characteristics of the materials. Furthermore, for the reinforced concrete structures, it will be able to determine the stresses and carry out the resistance verifications following the current regulations (Technical Standards for constructions NTC ‐ 2018 and Eurocodes).

In order to achieve the objectives of the course, adequate basic mathematical knowledge, and knowledge of the fundamental principles of statics, geometry of the masses, stress fields, and resistance verifications. Such knowledge is usually acquired within the course of Elements of Statics.

Frontal lessons, Assisted exercises.

Verification of learning is based on a final oral exam, which verifies the acquisition of learning.
Passing the exam will be guaranteed to students who demonstrate sufficient knowledge of the key concepts of the subject.

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

SAFETY OF STRUCTURES AND ULTIMATE LIMIT STATES METHOD. Structural safety. Safety measurement methods: semiprobabilistic method of limit states (partial coefficients method), failure calculation, admissible stresses method. Characteristic resistances and actions. Definition of load combinations. Current code documents: Italian Code and Eurocodes.

CALCULATION OF ISOSTATIC STRUCTURES. Cardinal equations of statics. Stress characteristics diagrams. Differential equations of internal equilibrium. Laws of variation of shear and bending moment. Elastic line. Calculation of displacements and rotations by composing main schemes. Numerical applications.

CALCULATION OF HYPERSTATIC STRUCTURES. Hyperstatic structures: The force method and the displacement (or deformations) method. Redundant hyperstatic systems: 2D frames, frames fixed at nodes, frames with movable nodes, “shear-type” frames. Numerical application of the displacement method: shear and moment distribution coefficients. Symmetry and hemymmetry properties. Main hyperstatic schemes. Constraint settlements: elastic and inelastic. Resolution of main hyperstatic schemes with constraint settlements. Thermal distortions: uniform and "butterfly". Resolution of hyperstatic schemes subjected to thermal distortions.

REINFORCED CONCRETE STRUCTURAL ELEMENTS. The method of allowable stresses for reinforced concrete elements. Rheological and mechanical properties of concrete and steel. Homogenization of the section. Study of structural components subjected to normal stresses (compression and traction), simple and compound bending. Steel-to-concrete adherence.
The ultimate limit states in reinforced concrete structures. Mechanical characteristics of concrete: uniaxial behavior and lateral confinement. Ultimate behavior of RC members subjected to axial force and bending moment. Failure regions. Ductile behavior and brittle behavior. Approximate method (stress-block). Bending moment-axial force interaction domains. RC Elements subject to shear. Truss model with variable inclination angle.

STRUCTURAL TYPES AND DESIGN CRITERIA. Calculation and design of reinforced concrete slabs and frames: Pre-sizing, identification of the calculation model, analysis of loads and determination of load combinations, reinforcement sizing and resistance verification.