Il Corso ha lo scopo presentare le nozioni fondamentali sulla instabilità statica e dinamica delle strutture di grande altezza e di grande luce, per integrare la preparazione strutturale già conseguita con temi di notevole importanza e attualità, che non trovano adeguato approfondimento nei corsi precedenti. Inizialmente vengono introdotti i concetti più importanti dell’instabilità dell’equilibrio elastico nelle travi, nei sistemi di travi, nei gusci e lastre. Vengono poi presentati gli aspetti storici salienti, successivi alla Rivoluzione Industriale, che riguardano le strutture di grande luce (ponti e coperture) o di grande altezza (grattacieli). Si affrontano quindi i problemi della analisi statica e dinamica degli edifici di grande altezza dotati di nuclei irrigidenti sottili chiusi o aperti, nonché quelli dell’analisi statica e dinamica dei ponti di grande luce, con particolare riferimento ai fenomeni di flutter, galloping, buffeting.

Calcolo automatico delle strutture: Conoscenza di base delle caratteristiche dei più comuni elementi finiti impiegati nell'analisi strutturale. Capacità di controllare l’affidabilità dei codici utilizzati. Realizzare corrette modellazioni strutturali, verificare l’attendibilità dei risultati ottenuti. Instabilità statica e dinamica delle strutture: Il Corso si prefigge lo scopo di fornire tutti gli elementi necessari a considerare i fenomeni di instabilità strutturale, sia in regime statico che dinamico, di strutture snelle, sottili o ribassate. In particolare si affrontano i problemi più specifici delle strutture di grande luce (coperture e ponti) e di grande altezza

Scienza delle Costruzioni, Tecnica delle Costruzioni

Il corso si suddivide in quattro macro-argomenti: (1) INSTABILITÀ DELLE STRUTTURE (16 h). Sistemi discreti; travi rettilinee ad elasticità diffusa; sistemi di travi; anelli e gusci soggetti a pressione esterna; archi e gusci ribassati soggetti alla forza peso; instabilità flesso-torsionale; lastre soggette a compressione. (2) ASPETTI STORICI: PONTI, COPERTURE, EDIFICI DI GRANDE ALTEZZA (5 h). Ponti in ghisa e acciaio; ponti in calcestruzzo; coperture; edifici di grande altezza. (3) INSTABILITÀ STATICA E DINAMICA DELLE TRUTTURE DI GRANDE LUCE (21 h). Classificazione dei ponti in base allo schema statico; ponti in muratura; ponti ad arco; ponti sospesi; ponti strallati; approcci progettuali e costruttivi con particolare riferimento ai problemi di instabilità statica, distribuzione dei carichi; fenomeni dinamici nei ponti sospesi: flutter, galloping, buffeting; interazione tra risonanza e instabilità dell’equilibrio elastico nei sistemi meccanici discreti e continui; coperture reticolari spaziali. (4) INSTABILITÀ STATICA E DINAMICA DELLE STRUTTURE DI GRANDE ALTEZZA (21 h). Dinamica degli edifici alti: controventamenti e tamponamenti; ripartizione delle azioni statiche equivalenti orizzontali algoritmo generale; il caso dei nuclei irrigidenti a sezione sottile aperta; ingobbamento impedito e bimomento; interazione tra nuclei irrigidenti a sezione sottile chiusa e aperta.

Alcune esercitazioni, da svolgere al LAIB, verteranno sulla risoluzione numerica di strutture attraverso l’uso di codici di calcolo agli Elementi Finiti. Ulteriori esercitazioni, sempre da svolgere al LAIB, riguarderanno l’uso di un algoritmo specifico, implementato con il programma MATLAB, per il calcolo degli edifici di grande altezza. Le altre lezioni, esercitazioni ed approfondimenti su argomenti specifici saranno svolti in aula. Questi contributi riguarderanno: (5) Calcolo di un telaio piano a due campate diseguali e dodici piani; calcolo di una lastra soggetta a compressione; calcolo di un guscio e fenomeno dello snap-through (LAIB). (6) Metodi numerici per la risoluzione di problemi non-lineari; le coperture di grande luce: esempi di calcolo non-lineare. (7) Sistemi di controventamento negli edifici alti con struttura portante in acciaio ed in calcestruzzo; ripartizione delle azioni orizzontali fra telai e mensole di irrigidimento negli edifici alti; mensole di controventamento con una o più file di aperture; pareti di controventamento solidali a telai ad esse ortogonali; sistemi a telaio tubolare (framed tube, tube in tube): metodi approssimati di calcolo. (8) Ripartizione delle azioni orizzontali negli elementi strutturali degli edifici alti: esempi di calcolo numerico (LAIB).

Gli appunti del Corso sono messi a disposizione degli studenti sul portale della didattica. Gli altri testi di riferimento sono i seguenti: - A. Carpinteri, "Scienza delle Costruzioni", Volumi 1 e 2, Pitagora Ed., Bologna, 1992. - A. Carpinteri, "Structural Mechanics: A Unified Approach", Chapman & Hall, London, 1997. - A. Carpinteri, "Calcolo Automatico delle Strutture", Pitagora Ed., Bologna, 1997. - A. Carpinteri, "Analisi Non-lineare delle Strutture", Pitagora Ed., Bologna, 1997. - A. Carpinteri, "Dinamica delle Strutture", Pitagora Ed., Bologna, 1998. - D.P. Billington, "The Tower and the Bridge: the New Art of Structural Engineering", Princeton University Press, Princeton, 1985.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Exam: Compulsory oral exam;

... L'esame prevede un colloquio orale.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.