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existing structures: analysis and testing nti

01PQAPV

A.A. 2018/19

Course Language

Italian

Course degree

Master of science-level of the Bologna process in Architecture Heritage Preservation And Enhancement - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 48
Esercitazioni in aula 12
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Lacidogna Giuseppe Professore Associato ICAR/08 30 0 0 0 2
Teaching assistant
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Context
SSD CFU Activities Area context
ICAR/08 6 B - Caratterizzanti Analisi e progettazione strutturale dell'architettura
2018/19
Il corso si propone di integrare le conoscenze di base degli allievi, acquisite nel triennio, con aspetti fondamentali per l'analisi ed il progetto delle strutture esistenti, quali le basi del calcolo automatico agli elementi finiti, il comportamento sismico, i sistemi di fondazione. Particolare attenzione sarà rivolta allo studio degli edifici in muratura, poiché caratterizzano in maggior misura il patrimonio storico-architettonico esistente, approfondendo il comportamento statico di strutture particolari come le torri, quello dei ponti ad arco, ed in generale di archi, volte e cupole. Sulle strutture in muratura, inoltre, si interpreteranno i dissesti strutturali per una efficace progettazione degli interventi di consolidamento, senza tuttavia trascurare le tecniche di intervento su edifici intelaiati con strutture portanti in acciaio e calcestruzzo armato. Questa prima parte formativa sarà seguita da una seconda parte applicativa, in cui gli allievi, utilizzando un programma di calcolo commerciale, analizzeranno esempi di architettura strutturale per individuare e comprendere le peculiarità e criticità.
The course aims at integrating the basic skills of the students with fundamental aspects for the analysis and design of structures, such as fundamentals of the finite element method, seismic behaviour of structures, basics of foundation systems. Particular attention will be given to the study of masonry buildings, as they most characterize the existing historical-architectural heritage, by deepening the static behaviour of particular structures such as towers, arch bridges, and arches, vaults and domes in general. Moreover, the damage of masonry structures will be interpreted for the purpose of planning the principal strengthening interventions, without however neglecting the intervention techniques on buildings composed by steel and reinforced concrete frames. A second applicative part will follow this first theoretical training, in which the students, using a commercial software, will analyze examples of structural architecture to identify and understand their peculiarities and critical issues.
L’insegnamento si propone di fornire all'allievo gli strumenti teorici e pratici per poter affrontare criticamente i problemi connessi alla verifica e al progetto del recupero strutturale delle costruzioni esistenti (in muratura, calcestruzzo armato e acciaio), dal punto di vista della stabilità e della sicurezza. Tramite lo svolgimento di esercitazioni guidate, gli allievi acquisteranno la capacità di applicare i metodi di dimensionamento e verifica strutturale alle opere esistenti e, in particolar modo, a quelle murarie. Con la frequenza delle lezioni e l'apprendimento dei contenuti dell’insegnamento e, inoltre, grazie alla correzione e alla discussione degli elaborati prodotti durante le esercitazioni, gli allievi acquisteranno la capacità di valutare criticamente il grado di sicurezza strutturale degli edifici esistenti.
The course aims to provide the students with the theoretical and practical tools, to be able to critically address the problems related to assessment and design for the structural restoration of existing buildings (masonry, reinforced concrete and steel), from the point of view of stability and safety. By conducting guided exercises, the students will acquire the ability to apply the design and structural assessment methods on existing buildings, and, in particular, on masonry structures. With the lessons frequency, learning the teaching contents and, moreover, through to the correction and discussion of the works produced during the exercises, the students will acquire the ability to critically assess the structural safety degree of the existing buildings.
Fondamenti di statica e di meccanica delle strutture, verifica di elementi strutturali in acciaio e cemento armato.
Fundamentals of Statics and Structural Mechanics, assessment of structural elements in steel and reinforced concrete.
Richiami di statica (statica grafica, poligoni funicolari, curve delle pressioni); (4h, 0.4 CFU) Generalità sulle murature (aspetti tipologici e classificazione, materiali e leggi costitutive); (4h, 0.4 CFU) Studio dell’arco (aspetti tipologici, calcolo dell’arco rigido ed elastico); (4h, 0.4 CFU) Studio delle volte e delle cupole (aspetti tipologici di volte e cupole, e loro sviluppo storico; volte a doppia curvatura; volte di rivoluzione; membrane e gusci sottili); (4h, 0.4 CFU) Studio di ponti in muratura esistenti; (2h, 0.2 CFU) Studio di torri in muratura esistenti; (2h, 0.2 CFU) Elementi di dinamica e comportamento sismico delle strutture; (4h, 0.4 CFU) Criteri progettuali antisismici per le strutture in cemento armato e in acciaio, "Failure case histories"; (4h, 0.4CFU) Analisi di parti salienti della corrente normativa sulle costruzioni; (4h, 0.4 CFU) Problemi di stabilità e di recupero dell’esistente, dissesti statici nelle murature, tecniche di intervento e di consolidamento; (10h, 1.0 CFU) Tecniche di monitoraggio strutturale sugli edifici esistenti; (4h, 0.4CFU) Basi del metodo degli elementi finiti. Elementi monodimensionali, bidimensionali e tridimensionali; (2h, 0.2 CFU) Utilizzo di programmi di calcolo automatico per il progetto e la verifica di strutture; (2h, 0.2 CFU) Progettazione assistita: gli allievi analizzano il loro caso studio con il supporto del docente eseguendo con il software l'analisi della variazione della risposta al variare dei dati di input (ottimizzazione della struttura) e sviluppando il loro progetto di recupero strutturale. (10h, 1.0 CFU)
Basic concepts of static (graphics statics, funicular polygons, thrust line); (4h, 0.4 CFU) General information about masonries (typological aspects and classification; materials and constitutive laws); (4h, 0.4 CFU) Arches analysis (typological aspects of the arches; calculation of the rigid and elastic arches); (4h, 0.4 CFU) Study of vaults and domes (typological aspects of vaults and domes, and their historical development; double curved vaults; revolution vaults; membranes and thin shells); (4h, 0.4 CFU) Study of existing masonry bridges; (2h, 0.2 CFU) Study of existing masonry towers; (2h, 0.2 CFU) Elements of dynamics and seismic behaviour of structures; (4h, 0.4 CFU) Anti-seismic design criteria for reinforced concrete and steel structures, "Failure case histories"; (4h, 0.4CFU) Analysis of main parts of the current technical rules on constructions; (4h, 0.4 CFU) Stability problems and restoration of existing structures, damage in masonry, strengthening techniques; (10h, 1.0 CFU) Structural monitoring techniques on existing buildings; (4h, 0.4CFU) Basis of the finite element method. One-dimensional, two-dimensional and three-dimensional elements; (2h, 0.2 CFU) Use of a commercial structural software for the structural assessment and design; (2h, 0.2 CFU) Assisted design: the students analyze their own case study with the support of the professor, carrying out by the software the sensitivity analysis of the structural response depending on the input data (structural optimization) and developing their project on the structural restoration; (10h, 1.0 CFU)
Il corso è formato da una parte di lezioni teoriche ed una parte applicativa in cui gli studenti, divisi in gruppi di lavoro e seguiti dai docenti, si dedicheranno alla verifica e progettazione di una struttura esistente, utilizzando un programma di calcolo strutturale commerciale. La parte teorica ha una durata di 48 h e quella applicativa occupa le rimanenti 12 h. Sebbene la parte applicativa sia svolta in gruppi di lavoro, l’esame finale è individuale.
The course consists of a part of theoretical lessons and an applicative one, in which the students, divided into working groups, and followed by the teachers, will devote themselves to the assessment and design of an existing structure by using a commercial structural software. The theoretical part has a duration of 48 h, and the applicative one takes up the remaining 12 h. Although the application part is carried out in working groups, the final exam is individual.
Il corso prevede materiale didattico su slides, files pdf, dispense e manuali del software da utilizzare per la parte applicativa. I testi di riferimento ed approfondimento sono: - Carpinteri, A. (1992) Scienza delle Costruzioni, Voll. 1 e 2, Pitagora, Bologna. - Carpinteri, A. (1998) Dinamica delle strutture, Pitagora, Bologna. - Belluzzi, O. (1966) Scienza delle Costruzioni, Vol. 3, Zanichelli, Bologna. - Benvenuto, E. (1981) La Scienza delle Costruzioni ed il suo Sviluppo Storico, Sansoni, Firenze. - Olivito R. S. (2009) Statica e stabilità delle costruzioni murarie, Pitagora, Bologna. - Como, M. (2015) Statica delle costruzioni storiche in muratura archi, volte, cupole, architetture monumentali, edifici sotto carichi verticali e sotto sisma, Aracne, Roma. - Mariani, M. (2006) Trattato sul consolidamento e restauro degli edifici in muratura, Voll. 1 e 2, DEI, Roma. - Ballio, G., Mazzolani, F. M. (1987) Strutture in acciaio sistemi strutturali - sicurezza e carichi - materiale - unioni e collegamenti - resistenza e stabilità, Hoepli, Milano. - Nuove norme tecniche per le costruzioni, D.M. 17 gennaio 2018. - Mezzina M. (2013) Fondamenti di tecnica delle costruzioni, Feltrinelli, Milano. - Cosenza, E., Manfredi, G., Pecce, M. (2015) Strutture in cemento armato. Basi della progettazione, Hoepli, Milano. - Toniolo, G., Di Prisco, M. (2009) Cemento armato. Calcolo agli stati limite. Vol. 2A, Zanichelli, Bologna.
The course includes teaching documents on slides, pdf files, handouts and software manuals to be used for the applicative part. The reference books are: - Carpinteri, A. (1992) Scienza delle Costruzioni, Voll. 1 e 2, Pitagora, Bologna. - Carpinteri, A. (1998) Dinamica delle strutture, Pitagora, Bologna. - Belluzzi, O. (1966) Scienza delle Costruzioni, Vol. 3, Zanichelli, Bologna. - Benvenuto, E. (1981) La Scienza delle Costruzioni ed il suo Sviluppo Storico, Sansoni, Firenze. - Olivito R. S. (2009) Statica e stabilità delle costruzioni murarie, Pitagora, Bologna. - Como, M. (2015) Statica delle costruzioni storiche in muratura archi, volte, cupole, architetture monumentali, edifici sotto carichi verticali e sotto sisma, Aracne, Roma. - Mariani, M. (2006) Trattato sul consolidamento e restauro degli edifici in muratura, Voll. 1 e 2, DEI, Roma. - Ballio, G., Mazzolani, F. M. (1987) Strutture in acciaio sistemi strutturali - sicurezza e carichi - materiale - unioni e collegamenti - resistenza e stabilità, Hoepli, Milano. - Nuove norme tecniche per le costruzioni, D.M. 17 gennaio 2018. - Mezzina M. (2013) Fondamenti di tecnica delle costruzioni, Feltrinelli, Milano. - Cosenza, E., Manfredi, G., Pecce, M. (2015) Strutture in cemento armato. Basi della progettazione, Hoepli, Milano. - Toniolo, G., Di Prisco, M. (2009) Cemento armato. Calcolo agli stati limite. Vol. 2A, Zanichelli, Bologna.
Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria; elaborato grafico prodotto in gruppo; elaborato scritto individuale;
Esame scritto con 10 domande sulle parti teoriche del corso; (voto proporzionale al numero di risposte corrette. Almeno 6 risposte su 10 devono essere corrette. Peso: 50% del voto finale). Esame e discussione del progetto elaborato durante il corso (Peso: 50% del voto finale). Esibire capacità operative insufficienti potrà portare al mancato superamento dell’esame. La parte scritta dell’esame ha una durata di 60 minuti. In essa non è possibile consultare nessun tipo di materiale né utilizzare strumenti informatici o telefonici.
Exam: written test; compulsory oral exam; group graphic design project; individual essay;
Written exam with 10 questions on the theoretical parts of the course; (score proportional to the number of correct answers: at least 6 out of 10 answers must be correct. Weight: 50% of the final score). Examination and discussion of the exercise activities developed during the course (Weight: 50% of the final score). Exhibiting insufficient operating skills may lead to failure to pass the exam. The written part of the exam has a duration of 60 minutes. It is not possible to consult any type of documents, nor to use IT or telephone tools.


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