L’insegnamento si propone di fornire i principi teorici e gli strumenti necessari alla comprensione ed analisi del comportamento delle strutture in zona sismica e alla progettazione dei sistemi strutturali che ne garantiscono la sicurezza durante il terremoto, con particolare riferimento agli edifici. L’insegnamento si articola in una prima parte teorica e in una seconda parte dedicata ad applicazioni numeriche e progettuali. Vengono inoltre forniti gli strumenti per una applicazione consapevole delle moderne normative sismiche.

Conoscenza e capacità di comprensione dei problemi dinamici e sismici e della loro formulazione in chiave strutturale, in particolare per gli edifici.
Conoscenza dell’azione sismica e delle metodologie per l’analisi del rischio sismico.
Conoscenza delle caratteristiche principali delle strutture in zona sismica.
Capacità di sviluppare modellazioni di strutture spaziali, di analizzarne la risposta dinamica sotto azioni sismiche e di verificare le strutture progettate nel rispetto delle normative.

Conoscenze di base di matematica, meccanica e ingegneria strutturale, con particolare riferimento al corso di Tecnica delle Costruzioni.

- Effetti del sisma sulle strutture (2 ore)
- Cenni di sismologia (4 ore)
Origine dei terremoti, Teoria della “Tettonica a zolle”, Ipocentro ed Epicentro, Misura dei terremoti, legge del moto, Intensità sismica, Magnitudo, Energia
-Sistemi dinamici a un sol grado di libertà (SDOF) (14 ore)
Oscillatore semplice lineare non smorzato e smorzato: equazione del moto, periodo proprio e frequenza di oscillazione. Risposta dell'oscillatore lineare smorzato con eccitazione armonica, periodica, oscillante aperiodica e impulsiva: analisi nel dominio della frequenza e del tempo. Funzioni di risposta al gradino unitario e all’impulso unitario. Risposta dinamica a forzante generica: Integrale di Duhamel, funzioni di trasferimento. Valutazione sperimentale dello smorzamento.
- Sistemi dinamici a più gradi di libertà (MDOF) (12 ore)
Equazioni del moto di sistemi non smorzati. Matrici di Massa e di Rigidezza. Risposta libera sistema non smorzato. Problema agli autovalori e proprietà degli autovettori. Analisi Modale. Modi di vibrare e deformate modali.
Equazioni del moto di sistemi smorzati e forzati. Coefficiente di partecipazione modale. Massa modale. Sistemi continui monodimensionali: Equazioni del moto e risposta dinamica.
- Analisi di strutture in zona sismica (12 ore)
Definizione di stati limite locali e globali, principi di protezione della vita umana, di limitazione dei danni e di funzionalità. Azione sismica. Oscillatore elasto-plastico. Duttilità strutturale e fattore di struttura. Spettri di risposta e spettri di progetto. Analisi statica lineare e non-lineare, analisi dinamica modale con spettro. Analisi dinamica lineare con integrazione nel tempo. Analisi dinamica non lineare.
- Progettazione strutturale in zona sismica (14ore)
Caratteristiche generali degli edifici in zona sismica. Criteri di modellazione strutturale. Performance based design, Capacity design e gerarchia delle resistenze. Meccanismi di collasso.
Progetto di strutture in cemento armato e acciaio. Cenni progetto di strutture in legno e muratura. Analisi e verifica sismica di strutture esistenti. Duttilità locale e dettagli costruttivi. Edifici esistenti.
- Cenni Sistemi di protezione sismica: Sistemi di isolamento sismico e Dissipatori di energia. (6 ore)

L'insegnamento contempla lezioni teoriche, esercitazioni in aula ed attività progettuali sviluppate in autonomia dagli studenti organizzati in gruppi.
La parte teorica è finalizzata all'apprendimento dei fondamenti per l'analisi dinamica e la progettazione di edifici in zona sismica.
Le esercitazioni in aula sono dedicate ad applicazioni numeriche per l’analisi della risposta dinamica e sismica di strutture semplici. (8 ore)
La parte progettuale prevede attività di assistenza alla progettazione durante le quali saranno fornite le indicazioni necessarie per sviluppare il progetto completo, con relazione di calcolo ed elaborati grafici, della struttura di un edificio sito in zona sismica, definita e sviluppata a partire da un progetto architettonico. (8 ore)

• A.K. Chopra, “Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering”, 2nd ed. Prentice Hall, 2001
• R. Clough, J. Penzien: "Dynamics of Structures", Mc Graw Hill
• T. Paulay, M.J.N. Priestley. Seismic design of reinforced concrete and masonry structures. Wiley, 1992
• L. Petrini, R. Pinho, G.M. Calvi. Criteri di Progettazione Antisismica degli Edifici. IUSSPRESS, 2004.
• E. Cosenza, G. Magliulo, M. Pecce, R. Ramasco. Progetto Antisismico di Edifici in Cemento Armato. IUSSPRESS, 2004.
• D.M. 14/01/2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni – NTC2008”
• Circolare 2 febbraio 2009 - Istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008
• CEN. Eurocode 8 - Design of structures for earthquake resistance. CEN - prEN 1998-1, 2003.

L’esame finale si svolge attraverso un colloquio orale volto ad accertare il livello di apprendimento degli argomenti trattati a lezione e la discussione dell’elaborato progettuale. La presentazione dell’elaborato progettuale è condizione necessaria per accedere alla valutazione finale.