INTRODUZIONE CORSO DI COMPLEMENTI DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI ING. STEFANO DE SANTIS ANNO ACCADEMICO

INGEGNERIA CIVILE PER LA PROTEZIONE DAI RISCHI NATURALI

CORSO DI

COMPLEMENTI DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI

ING. STEFANO DE SANTIS ANNO ACCADEMICO 2020-2021

INTRODUZIONE

INTRODUZIONE

The construction sector is currently moving to a more innovative and cross-sectoral model.

Advanced building materials represent a new generation of construction materials which demonstrate exceptional properties.

Through advanced building materials, new

technologies are integrated into both residential and commercial buildings and infrastructures to make them smarter, more sustainable, energy efficient and secure, thereby addressing

environmental and social challenges globally.

Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs Advanced Building Materials

INTRODUZIONE

Obiettivi del corso (1)

Acquisire strumenti (conoscenze, competenze, riferimenti) teorici ed ingegneristici per la comprensione del comportamento strutturale e la progettazione di sistemi strutturali concepiti con tecnologie e materiali avanzati ed innovativi:

❑ Strutture miste acciaio-calcestruzzo

❑ Strutture in cemento armato precompresso

❑ Strutture prefabbricate

❑ Strutture speciali con cls ad elevate prestazioni ed armature ad elevata durabilità

❑ Strutture in c.a. rinforzate con materiali compositi innovativi FRP/FRCM

❑ Strutture in cls digitale (3D-printed digital concrete)

INTRODUZIONE

Obiettivi del corso (2)

Acquisire competenze trasversali per:

❑ Progettare strutture nuove ed interventi sull’esistente

❑ Operare scelte alla luce delle fasi costruttive dell’opera e realizzative dell’intervento

❑ Orientarsi nella letteratura tecnica (norme, manuali, LG, articoli)

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Obiettivi del corso (3)

Maturare una sensibilità ingegneristica verso il concetto di sostenibilità nelle costruzioni, con riferimento:

❑ Per le opere di nuova realizzazione: alle tecnologie e scelte progettuali che

ottimizzano processi costruttivi e impiego di materiali, e alla durabilità delle strutture, in una logica di progettazione basata sul ciclo di vita

❑ Per le costruzioni esistenti: ai materiali innovativi per il rinforzo, l'adeguamento e la conservazione del patrimonio edilizio

INTRODUZIONE

Strutture miste acciaio-calcestruzzo

❑ Aspetti tecnologici e costruttivi (fasi, puntellamento, connessioni)

❑ La verifica allo SLE e allo SLU di solai, impalcati e travi miste

❑ La verifica allo SLE e allo SLU di colonne miste

INTRODUZIONE

Strutture in cemento armato precompresso

❑ La tecnologia della precompressione e i materiali per il c.a.p.

❑ Le fasi costruttive, i fenomeni lenti

❑ Progetto e verifica allo SLE e allo SLU di travi in c.a.p.

INTRODUZIONE

Strutture prefabbricate

❑ Aspetti qualificanti tecnologici e strutturali

❑ Tipologie strutturali destinazioni d’uso e soluzioni progettuali

❑ Analisi strutturali, verifiche di sicurezza, modelli di calcolo

❑ Comportamento sismico: vulnerabilità, progettazione, adeguamento

INTRODUZIONE

Strutture speciali con cls ad elevate prestazioni ed armature ad elevata durabilità

❑ Cause e fenomenologie del degrado di strutture in c.a. e suoi effetti strutturali

❑ Tecniche di indagine strutturale

❑ Calcestruzzi (U)HPC, fibrorinforzati, 3-SC, beSub, autoriparanti

❑ Armature in acciaio zincato e inox, armature in composito FRP

INTRODUZIONE

Strutture in c.a. rinforzate con materiali compositi innovativi

❑ Proprietà meccaniche e metodi di qualifica dei compositi FRP/FRCM

❑ Rinforzo a taglio e flessione di travi in c.a.

❑ Confinamento e rinforzo a pressoflessione di pilastri in c.a.

INTRODUZIONE

Strutture in cls digitale (3D-printed digital concrete)

❑ Tecniche di stampa digitale del calcestruzzo

❑ Stampanti 3D per extrusion-based additive manufacturing

❑ Requisiti reologici del digital concrete allo stato fresco ed indurito

❑ Rinforzi resistenti a trazione di strutture in calcestruzzo digitale

INTRODUZIONE

Organizzazione del corso 7 CFU

30 lezioni/esercitazioni/seminari Orario delle lezioni

❑ Lunedì 8:00-10:00 Aula N3

❑ Giovedì 8:00-10:00 Aula N3 Orario di ricevimento

Martedì alle 18:30 (su MS Teams) Indirizzo e-mail

[email protected] Sito web del corso

http://www.romatrestrutture.eu/

INTRODUZIONE

Pacchetti di lezioni ed esercitazioni

MIS

STRUTTURE MISTE ACCIAIO-CALCESTRUZZO ESERCITAZIONE 1

CAP

STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO ESERCITAZIONE 2

PRE

STRUTTURE PREFABBRICATE

SED

STRUTTURE AD ELEVATA DURABILITA’

ESERCITAZIONE 3

COM

STRUTTURE IN C.A. RINFORZATE CON MATERIALI COMPOSITI ESERCITAZIONE 4

3DC

STRUTTURE IN CALCESTRUZZO DIGITALE

INTRODUZIONE

Programma dettagliato, con riferimenti a testi e norme

INTRODUZIONE

Prerequisiti

❑ Il metodo degli SL per la verifica delle strutture

❑ Classi e caratteristiche meccaniche dei cls e degli acciai da carpenteria e da cemento armato

❑ Composizione del calcestruzzo

❑ Viscosità e ritiro del calcestruzzo

❑ Progetto e verifica allo SLU e allo SLE di travi e pilastri in c.a.

❑ Progetto e verifica allo SLU per flessione di travi in acciaio

❑ Reazioni chimiche di ossidoriduzione

Esami successivi

❑ Teoria e progetto di ponti

❑ Riabilitazione delle strutture (F)

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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.

Disponibilità in biblioteca

❑ Coppola L, Buoso A, 2015 - Disponibile 1 copia nella biblioteca di Architettura

❑ Giannini R, 2011 - Disponibili 2 copie ad Ingegneria + altre 2 copie ad Architettura

❑ Di Niro G, 2014 - Reperibile presso la Biblioteca Nazionale o la Biblioteca centrale del CNR

❑ Nigro E, Bilotta A, 2011. - Disponibile 1 copia

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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

❑ Norme UNI, Istruzioni e Linee Guida del CSLLPP, STC e CNR

o CNR-DT 203 2006. Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Calcestruzzo Armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato

o 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

o UNI 11104:2016. Calcestruzzo - Specificazione, prestazione, produzione e conformità - Specificazioni complementari per l'applicazione della EN 206.

o 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.

o CNR 10025/98. Istruzioni per il progetto, l'esecuzione ed il controllo delle strutture prefabbricate in calcestruzzo.

o RELUIS-DPC 2005-2008. Strutture prefabbricate: catalogo delle tipologie esistenti. 2008.

Sito web Riferimenti NTC18 §12

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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.

* Non più in commercio

❑ 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.

Altre norme

^{Sito web}

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Articoli scientifici

❑ PedeferriP. 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.

Sito web

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Softwares

❑ PROFILI

Verifiche di sezioni miste acciaio-cls e delle connessioni

❑ VCASLU

Verifiche di sezioni pressoinflesse in c.a. e in c.a.p.

Sito web

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Materiale già disponibile on-line

❑ Programma del corso (versione preliminare)

❑ Normative e LG

❑ Articoli scientifici

❑ Istruzioni e link per il download e l’installazione dei software

❑ Sagomari e schede tecniche

Materiale che sarà reso disponibile on-line

❑ Presentazioni delle lezioni

❑ Testi delle esercitazioni

❑ Avvisi

❑ Programma del corso (versione definitiva) – Programma di esame

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Modalità di esame

Per superare l’esame è necessario:

❑ Svolgere individualmente le esercitazioni e portarle all’esame orale

❑ 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.

L'Oceanogràfic Restaurant Valencia, Spain, 1996

HPSFRC High-performance steel fibre reinforced concrete Span 35.50m – Thickness 6cm

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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.

Ing. Stefano De Santis

[email protected] www.romatrestrutture.eu