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.

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.

Fondamenti di statica e di meccanica delle strutture, verifica di elementi strutturali in acciaio e cemento armato.

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)

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.

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.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato grafico prodotto in gruppo; Elaborato scritto individuale;

Exam: Written test; Compulsory oral exam; Group graphic design project; Individual essay;

... 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.

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.