CEMENTO ARMATO

Docenti: 
FERRETTI Daniele
Codice dell'insegnamento: 
10586*8018*2016*2013*9999
Crediti: 
9
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Settore scientifico disciplinare: 
TECNICA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/09)
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua dell'insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere:
Conoscenza del funzionamento meccanico delle strutture in c.a. e dei modelli teorici per descriverne il comportamento. Conoscenza delle indicazioni normative per il calcolo delle strutture in ca. Conoscenza dei dettagli costruttivi e disposizione delle armature nei principali elementi strutturali.

Competenze:
Capacità di scegliere, disporre e predimensionare i diversi elementi strutturali che costituiscono una semplice palazzina in cemento armato . Capacità di redigere la relazione di calcolo. Capacità di disegnare le armature.

Autonomia di giudizio:
Lo studente dovra’ essere in grado di scegliere e predimensionare gli elementi strutturali

Capacità comunicative:
Durante il corso lo studente deve affinare la proprietà di linguaggio, con specifico riferimento alla terminologia tecnica specifica dell’insegnamento, per comunicare in maniera efficace e puntuale il proprio progetto.

Capacità di apprendimento:
Lo studente deve acquisire la capacità, una volta individuata la problematica da risolvere, di selezionare la scelta progettuale più idonea anche valutando opzioni non perfettamente identiche a quelle esposte durante il corso. Sarà inoltre in grado di consultare i principali riferimenti bibliografici del settore

Prerequisiti

Non ci sono prerequisiti obbligatori ma per la migliore fruizione del corso sono richieste basi di Scienza Costruzioni (con particolare riferimento alle travi isostatiche, alle travi reticolari isostatiche, al calcolo dello stato di tensione nella trave) e di Tecnica delle Costruzioni (sicurezza strutturale, analisi dei carichi, risoluzione di strutture iperstatiche con il metodo delle forze)

Contenuti dell'insegnamento

Conoscenze teoriche ed aspetti applicativi (capacita') per la progettazione di base di strutture in cemento armato ordinario e precompresso:
Stati limite ultimi (Pressoflessione, Taglio, Torsione, Instabilità)
Stati limite d’esercizio (deformabilità, fessurazone, limitazione dello stato di tensione)
Strutture precompresse (azioni equivalenti alla precompressione, perdite di precompressione, verifiche in esercizio e allo stato limite ultimo di travi precompresse)
Metodo tirante puntone (per il calcolo di mensole tozze, plinti e pareti)
Piastre in cemento armato
Progetto dei principali elementi costruttivi (telai, travi, pilastri, solai, scale, balconi)

Programma esteso

1) Proprietà meccaniche. Caratteristiche dei calcestruzzi. Parametri di resistenza e deformabilità. Criteri di rottura. Caratteristiche delle armature. Aderenza tra acciaio e calcestruzzo. [1] [5]

2) Stato limite ultimo per forza normale e momento flettente. Ipotesi di base. Campi di rottura. Forza asiale di trazione. Forza assiale di compressione. Flessione semplice retta. Flessione composta retta. Dominio di interazione. Flessione composta deviata. [1] [5]

3) Stato limite ultimo per taglio. Meccanismi- resistenti a taglio, metodo semiempirico, metodo ad inclinazione variabile, progetto e verifica delle armature, traslazione del diagramma di momento. [1] [5]

4) Stato limite ultimo per torsione. Comportamento di travi piene e cave, progetto e verifica delle armature, interazione taglio-torsione. [1] [5]

5) Stati limite di esercizio. Limitazione delle tensioni in esercizio. Stato limite di decompressione e di prima fessurazione. Momento di fessurazione. Fessurazione stabilizzata. Distanza delle fessure. Deformazione dell’acciaio. Stato limite di apertura controllata delle fessure. Relazione forza-deformazione assiali. Relazione Momento-curvatura. Deformazione assiale e curvatura. Stato limite di deformazione. [1] [5]

6)Dettagli costruttivi. Disposizione delle barre d’armatura, lunghezze d’ancoraggio, mensole tozze, selle, sovrapposizione delle armature, travi parete, telai, nodo trave-colonna, scale a doppio ginocchio, scale a- sbalzo, plinto, plinto zoppo, trave di centramento, balconi, travetto rompitratta. [8]

7)Stato limite d’instabilità: Non linearità meccanica e geometrica di una colonna incastrata alla base e sue equazioni risolventi, metodo della colonna modello, metodo dello stato d’equilibrio, metodo delle differenze finite, instabilità di telai in c.a. e risoluzione con il metodo P-Delta ed il metodo degli elementi finiti [1] [2]

8)Dettagli costruttivi: trave di fondazione, muro di sostegno, nodo trave-colonna, cerniere, mensole tozze. [9]

9)Precompressione: precompressione a cavi pre-tesi e post- tesi, precompressione esterna, azioni equivalenti, risoluzione di travi iperstatiche precompresse, cavo concordante.
Perdite di precompressione: rilascio dei trefoli, attrito, rientro degli ancoraggi, ritiro, viscosità, rilassamento delle armature. [3]

10) Viscosità e ritiro: comportamento del calcestruzzo nel tempo, sovrapposizione degli effetti nel tempo, metodo AAEM, distribuzione degli sforzi nei pilastri, nelle travi precompresse e nelle travi composite, comportamento nel tempo di travi continue, teoremi dell’isomorfismo. [4]

12) Analisi strutturale: modelli strut and tie per il calcolo di mensole tozze, selle, travi parete, telai, nodi trave-colonna. [4] [5]

13) Analisi strutturale: analisi lineare elastica con e senza ridistribuzione, analisi plastica, analisi non-lineare, analisi modale, analisi statica equivalente (push-over). [5]

14) Piastre e lastre in c.a.: cenni di calcolo e disposizione delle armature. [4] [10]

NB con parentesi quadre sono indicati i testi di riferimento

Bibliografia

Testo consigliato:
UNI-EN 1992-1-1:2005, "Eurocodice 2- Progettazione delle strutture in calcestruzzo - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici", 2005.

Testi di approfondimento (presenti in Biblioteca):
[1] Cosenza E., Manfredi G., Pecce M., Cemento Armato: Basi della Progettazione, Hoepli, 2015.
[2] D. Ferretti , I. Iori, M. Morini " La stabilita`delle strutture: il caso delle costruzioni in cemento armato", McGraw-Hill Italia, 2002.
[3] E.F. Radogna "Tecnica delle costruzioni ", vol.2 , Zanichelli, 2000.
[4] R. Favre et al., Progettare in calcestruzzo armato : piastre, muri, pilastri e fondazioni , Milano, Hoepli, 1994.
[5] Aicap, "Guida all'uso dell'Eurocodice 2", vol.1, AICAP, Roma, Edizioni Pubblicemento, 2006.
[6] R.P. Johnson, "Composite structures of steel and concrete", Wiley and SOns ltd, 2004
[7]R. Lancellotta, J. Calavera, "Fondazioni", Mc Graw-Hill, 2003
[8] A. Migliacci, "Progetti di strutture", CEA, 1991
[9] J. Calavera "Manual for Detailing Reinforced Concrete Structures to EC2", CRC Press , 2011
[10] P. Gambarova, D. Coronelli, P. Bamonte "Linee guida per la progettazione delle piastre in c.a.", Patron, 2008

Ulteriore materiale didattico a disposizione sul portale “Web LEArning in Ateneo”:
Copia elettronica delle slides utilizzate durante il corso.
Traccia di tutte le esercitazioni svolte in aula.

Metodi didattici

Lezioni teoriche frontali;
Esercitazioni in cui viene illustrato passo-passo il progetto di una palazzina in c.a.;
Redazione, da parte di gruppi di studenti, di un semplice progetto (relazione di calcolo e disegni esecutivi)

Durante il corso viene fornito agli studenti il progetto architettonico di una palazzina di due piani (sul sito web del corso mediante files dwg). Gli studenti, in gruppi di massimo 4 persone, dovranno individuare lo schema strutturale e progettare un solaio, una trave, un pilastro, il plinto di fondazione ed eventalmente la scala. Il progetto consta di una relazione di calcolo e dei relativi disegni esecutivi. Il progetto viene svolto in gruppo e a ciascun gruppo è affidato un tutor (solitamente dottorandi o professionisti). Per motivi organizzativi, l'assistenza dei tutors e' garantita fino all' inizio dell' anno accademico successivo.

Modalità verifica apprendimento

Compito scritto cui segue subito dopo l'esame orale con discussione del progetto. Per ragioni organizzative e'richiesta l'iscrizione elettronica sia all'esame scritto che all' orale (due iscrizioni).

-- Compito scritto (2/3 voto)
Il compito scritto consta di due esercizi che vengono svolti nel tempo di circa 3 ore. Durante lo scritto è possibile utilizzare solamente penna e calcolatrice quindi non sono consentiti manuali o appunti. I temi d'esame assegnati negli ultimi dieci anni sono disponibili sul sito del corso mentre per il loro svolgimento occorre fare riferimento ai libri da cui sono tratti oppure richiederli a ricevimento. I due esercizi richiedono la risoluzione di una semplice struttura (solitamente isostatica) e il suo progetto/verifica. Gli esercizi contengono anche domande teoriche che permettono di inquadrare il problema o ricavare le formule applicate.
A ciascun esercizio e' assegnato il voto di 15/30 così attribuiti:
Conoscenza degli argomenti teorici trattati durante il corso (50%)
Abilità: capacità di risolvere un esercizio simile a quelli svolti in aula (50%)
Si è ammessi alla prova orale se si raggiunge il voto complessivo di 18/30. Il voto dello scritto è comunicato alla prova orale, subito dopo la correzione alla lavagna.

-- Verifica orale (1/3 voto)
La prova orale segue pochi giorni dopo lo scritto. Nella prova orale, che e' individuale, lo studente discute lo scritto ed illustra il progetto svolto. Sono proviste domande per chiarire le scelte fatte ed i metodi applicati e discutere eventuali possibili alternative. Al voto dell'orale concorrono i seguenti aspetti:
Conoscenze: domande teoriche e disegno delle strutture (60%)
Capacità comunicative: proprietà di linguaggio (10%)
Autonomia di giudizio: impostazione del progetto e scelta sui metodi di calcolo più adatti (30%)

Altre informazioni

E’ vivamente consigliata la frequenza del corso