Anno:periodo5:l Lezioni, esercitazioni,laboratori:4+4(ore settimanali) Docente:AlessandroDeSte fano(collab.: Rosario Ceravo lo, Don atoSabia)
Il corsointendefornireglistrum enti metodo logici e operativi per affrontarela progettazione e l'anali si di strutt ure, a tipo logia corre nte, in zona sism ica. Una prima part e del cor so è dedi cat a alla com prens ione e allo stud io dell e procedure di calcolo e misura dell a risposta dinamica delle strutt ure. Tale tem a cos tituisce base culturale e propedeutica fondamentaleper gli argomenti successivi .
Lapart edelcorsopropriam ent ededi cataall'in gegneria sism icaèasuavoltasudd iv isain due capitol i divers i e sostanz ialmente indipendenti . Nel primo si trattano i fondamenti dell a sismolo gia applicata esiaffro nta la valutazione del rischio sismico su scala territor ial e. Nel secondo si affronta il tema dell'analisi e del progetto di singole strutture nell'ambito del quadro normativo nazionale e internaz iona le, dedicando attenzione alle conseguenze comparate dell'applicazionedi una odell'altranorma.
REQU ISITI
Ilcorso richied e una preventiva con oscen za deg liargo ment i deicorsi di base dell'ingegn eria strutturale (Scienza delle costruzioni I e Tecnica delle costruzioni I). È aus picabile la con oscen zade icontenuti deicorsi di Scienza delle costruzioni2eso pratt utto di Costruzioni in cemento armato, ove si tratt a diffusam ent e il metod o di verifica agli stati limite.
ampia me nterichiamato dalle normat ive inte rnaz io nali.
Alcu ni argo me nti di matem ati ca sono rich iamatinell'ambito del corso, tuttavia il compito degli alliev ièampiamentefacilitatodall afrequenzadelcorsodiCalcolo numerico.
PROGRAMMA
Parte I. Dinamicastrutturale - Equazionigeneralidelladinamica.
Equilibriodiretto:equazionedi D'Alambert.
Approcc i di tipoene rget ico: equaz ione di Lagrangee teorema deila vori virtuali.
Metodivariaz iona li basat i sullaricerca del percorsodiminim a energia:teor em adiHamilton. - Oscillatoresemplice.
Equilibriodina m ico vettoriale.
Risposta dell 'oscill atore lineare smo rza to a eccitazione armonica, period ica e oscillante ape riod ica:ana lisi neldomin io dellafrequenzaedel tempo.
Risposta dinam ica su eccitazione casuale: corre lazione e covaria nza temporale; densità di poten za spettrale;funzioniditrasfer imento ingresso- risposta.
Valutaz ionesperime nta le dello smo rza me nto.
Smorzamenti non viscosi .
- Dinamicadei sistemistrutturali discretizzati.
Formulaz ioni di mode lliFEM linearipart end odalteorema dei lavorivirtual i.
Costruzione dell e matrici di rig idezza e massa in fo rm a discreta (fumped) e distribuita (consistents.
- Analisimodale.
Sistemimonodimensionalicontinui.
Sistemidiscretizzati consmorzamentoconvenzionaleenon-convenzionale.
Cenni di analisi modale sperimentale.
- Rispostadinami cadeisistemi nonlineari.
Analisinel dominio deltempo conintegrazioneal passo.
Parte2. Ingegneriasismica.
- Elementidisismologia applicata.
Valutazionedel rischiosismico.
Intensità,magnitudo,leggi diattenuazionee scalesismiche.
Stima dellapericolositàdel sitosubase geotettonica(metodo diComell).
Stima dellapericolositàdel sitosu base storica.
Analisi divulnerabili tà.
- Analisistrutturale.
Analisistatica equivalente.
Analisi modale tridimensionale e calcolodei coefficienti di partecipazione.
Scelta del terremotodi progetto.
Analisi modaleapplicataallarisposta sismicamediante integrazio ne neltempo conterremoto simulato.
Analisi modale applicataalla risposta sismica mediante spettro di risposta.
Analisi modale applicata allarispostasismica mediante funzione di trasferimento edensità spettraledi potenza delterremoto.
- Applicazionecomparata dellenorme sismiche(DM e EC8) . Applicazione dello spettro di risposta all'oscillatoreelasto-plastico.
Verifica elasticaagli stati limite.
- Dettaglicostruttivi e criterigeneralidiprogetto.
Strutture inacciaio. Strutture incementoarmato. Strutture inmuratura .
- Cennisu riparazioneeadeguamentodistrutture di varie lipologie.
ESERCITA ZIONI
Leesercitazioni sonostrettamentecorrelatealle lezioni eprevedono , in larga misura,lavori applicativi eseguiti dagli studenti con l'assistenza e la supervisione del docente e dei collaboratori. Le esercitazionisvoltesono raccolte in unelaboratovalutato insede diesame.
Gliargomentidi esercitazio nesonoiseguenti:
Richiamidimatematica. [lO ore) l. Algebracomplessa .
2. Equazionidifferenziali.
3. Calcolooperazionale(tras formata di Fourier).
4. Elementi distatistica.
Dinamica strutturale.
Oscillatoresemplice. [I4 ore]
l. Risposta ad eccitazioneperiodica.
2. Rispostaad eccitazioneimpulsiva.
3. Risposta adeccitazionealeatoriaisolamento dalle vibrazioniprodotte damacchine.
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Analisi modale. [6 ore]
1. Applicazio nesustruttura intelaiata amasse concentrate.
2. Applicazio nesustruttura a mensola con massa concentratae distribuita.
Ingegneria sismica.
Analisistrutturale. [30 ore]
I. Analisi staticaequiva lentesuedifici intelaiatisecondo normativa italianavigente.
2. Analisi statica equiva lente su edifici intelaiati con mensole di controve nto secondo normativaitalianavigente.
3. Analisistatica equivalentesuedifici in muraturasecondonormativaitalianavigente.
4. Analisistaticaequivalentesu un muro disostegnocontroterrasecondo norm ativa ita liana vigente.
5. Analisi dinam icacon spettrosu edificiintelaiatisecondo norm ativa ita lianavigente.
6. Analisi modale tridimensionale con calcolo di coefficienti di partecipazione modale e combinaz ione deimod i secondo l'Eurocodice8.
Nell'ambito della dinamica strutturalesi utilizzail LaboratoriodelDipartim entoper illustrare alcunimetodidi sperime ntazione dinamica. Si utilizza ilLAIBcome supporto operativoper lo svolgimento delle esercitaz ioni.
BIBLIOGRAFIA
Data lanatura tuttora evolutiva degli argomenti trattatinon si indica un testo diriferimento specifico. Il materiale didattico viene messo a disposizione degli studenti sotto forma di manoscritto. Glistudentisono tenuti adotarsidellenormativeitaliane vigenti.
Siindicanotuttavia alcuni testi aus iliari di utile consultazione:
Newmark, E.Rosenblueth,Fundame ntals01earthquakeengineering,Prentice Hall, 197 1.
Gavarini,Dinamicadelle strutture,ESA,Roma.
Gavarini,Ingegneria sismica,ESA, Roma.
Castellani[etal.],Costruzioniinzonasismica,Masso n,Milano.
Park, T.Paulay,Reinforcedconcretestructures, Wiley,New York.
Bo,Appunti di dinamica sismica,CLUT, Torino.
ESAME
L'esame si svolge esclusiva mente 1Il forma orale, previa valutazione degl i elabo rati di esercitazio ne.