L’insegnamento si presenta come una introduzione ai principi e ai metodi fondamentali dell’ingegneria civile, intesa come disciplina ad ampio spettro in cui convergono conoscenze e competenze riferibili alla progettazione, realizzazione, gestione, rilevamento, controllo e manutenzione delle costruzioni, delle grandi opere e delle infrastrutture. L’insegnamento intende fornire agli studenti, già al primo anno del loro percorso formativo, una visione sistemica della disciplina nelle sue diverse componenti settoriali (strutture, geotecnica, idraulica, infrastrutture e trasporti) evidenziandone gli elementi di trasversalità e le interazioni con altre branche dell’ingegneria. Si intende altresì far maturare negli studenti la consapevolezza del ruolo sociale dell’ingegnere civile moderno, quale pianificatore, progettista e operatore del motore economico della società, nonché del ruolo di amministratore dell’ambiente naturale e delle sue risorse, di innovatore e integratore di idee sia in ambito privato che in ambito pubblico, di leader nelle discussioni e decisioni che modellano la politica ambientale e delle infrastrutture pubbliche. Gli obiettivi formativi sopra delineati vengono perseguiti limitando l’apporto di nozioni teoriche (che troveranno sviluppo e approfondimento negli insegnamenti degli anni successivi) ma impartendo al corso un taglio e una connotazione fortemente pratica, prevalentemente basata su attività di esercitazione e laboratorio.

La frequentazione con profitto dell’insegnamento permetterà agli studenti di acquisire le prime conoscenze di base necessarie per affrontare problemi ingegneristici concreti tipici del settore delle costruzioni. Tali conoscenze includono il concetto di azione e resistenza inerenti alle costruzioni e al terreno con esse interagente, le tipologie e gli elementi costruttivi di grandi opere come i ponti, gli elementi compositivi del tracciato stradale con relativi criteri per il pre-dimensionamento, il concetto di scala di deflusso per sezioni a pelo libero, gli strumenti per il rilievo del territorio e il trattamento dei dati misurati. Gli studenti acquisiranno, inoltre, una conoscenza introduttiva delle discipline tecniche fondamentali del settore delle costruzioni ad uso civile, che troveranno approfondimento negli anni successivi della laurea triennale e magistrale. Attraverso l’analisi dei casi pratici proposti durante le lezioni e i laboratori tematici, gli studenti saranno in grado di impostare metodologicamente e affrontare problemi semplici ma concreti sviluppando ad un livello preliminare soluzioni tecnicamente valide. Gli studenti acquisiranno anche una visione d’insieme del settore dell’ingegneria civile nelle sue molteplici sfaccettature e il quadro delle competenze richieste con le corrispondenti interrelazioni.

E’ richiesta la conoscenza delle nozioni scientifiche di base riferibili all'analisi matematica, alla fisica e alla chimica generale.

PARTE GENERALE Introduzione all’ingegneria civile. Ciclo di vita delle costruzioni. Durabilità delle opere. La progettazione – livelli, finalità, competenze. La costruzione – organizzazione e gestione del processo costruttivo. La gestione e la manutenzione. I materiali dell’ingegneria civile. Sostenibilità e resilienza delle costruzioni. Elementi di deontologia professionale – figure e ruoli. Casi studio di grandi opere: impatto sociale, successi e insuccessi. LABORATORI TEMATICI 1) Morfologia delle costruzioni e azioni Azioni sulle costruzioni. Classificazione e cenni di calcolo per i carichi variabili più comuni. Meccanismi di trasferimento delle forze nelle costruzioni civili: strutture resistenti per forma, strutture resistenti per superficie, meccanismi a flessione, meccanismi reticolari. Individuazione dei pro e dei contro (strutturali) legati all’adozione di un tipo di opera piuttosto che un altro. Criterio di resistenza di un terreno. Valutazione delle azioni di spinta indotte dal terreno sulle strutture di sostegno. Valutazione della stabilità di una struttura di sostengo. Il trasferimento dei carichi delle strutture al terreno di fondazione. Valutazioni delle azioni sismiche e cenni sul comportamento dinamico del terreno. Visita di manufatti situati nella città di Torino caratterizzati da materiali e principi di funzionamento strutturale differenti. Esercitazione pratica sulla schedatura di una semplice costruzione con identificazione degli elementi strutturali, dei meccanismi strutturali resistenti e delle azioni agenti su di essa. 2) L’evoluzione costruttiva dei ponti Evoluzione storica del processo costruttivo dei ponti, con riferimento ai materiali, alle tipologie, ai principali elementi costruttivi. Descrizione delle fasi costruttive e dettagli. Presentazione di casi studio reali con discussione critica di problematiche progettuali e costruttive Esempio guidato di un problema progettuale con l’analisi della funzione statica degli elementi costruttivi 3) Le infrastrutture di trasporto ed il loro impatto economico e sociale Classificazione delle infrastrutture di trasporto e loro evoluzione. Il problema della sostenibilità e del Climate Change. Introduzione alle reti di infrastrutture: la ricerca del minimo percorso, l’assegnazione ad una rete del traffico (equilibrio del grafo, le funzioni di costo). Fondamenti di composizione geometrica della linea d’asse. Esercitazioni pratiche sulle reti e sulla definizione di un semplice tracciato plano-altimetrico. 4) La gestione delle acque Introduzione e contestualizzazione del problema legato alla gestione delle acque e delle risorse idriche. Esercitazione in laboratorio prove e laboratorio informatico con realizzazione, attraverso misure direttamente effettuate dallo studente, di una scala di deflusso per sezioni aperte e/o chiuse a pelo libero. Discussione dei risultati e presentazione di alcuni casi emblematici legati alla gestione delle acque a diverse scale. 5) La conoscenza del territorio e il suo ruolo nell’ingegneria civile Il rilievo del territorio e gli strumenti geomatici. Metodi di misura e loro precisioni. Le tecnologie innovative nel campo dell’ingegneria civile con vari “case studies”. Esercitazioni pratiche su tecniche innovative di acquisizione dati, gestione di dati territoriali e modellazione 3D.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni pratiche, articolandosi in una parte generale e in cinque laboratori tematici. Ogni laboratorio tematico prevede delle attività comuni e delle attività da svolgersi in squadre. All’interno di ogni squadra, gli studenti sono divisi in gruppi assegnando loro dei compiti pratici e lo sviluppo di casi reali. Nell’ambito di ogni laboratorio tematico è richiesto a ciascun gruppo di predisporre un elaborato attinente al compito assegnato, al quale verrà attribuito un giudizio sintetico ed un punteggio (in trentesimi).

Diapositive proiettate a lezione Salvadori M. (2000). Perché gli edifici stanno in piedi, Bompiani Guagenti E., Buccino F., Garavaglia E., Novati G. (2009). Statica. Fondamenti di meccanica strutturale, McGraw Hill Lancellotta R. (2012) Geotecnica, Zanichelli Santagata F.A., Baglieri O., Riviera P.P et al. (2016) Strade – Teoria e tecnica delle costruzioni stradali – Vol. I. Pearson Çengel Y.A., Cimbala J.M., Cozzo G., Santoro C. (2015). Meccanica dei fluidi. McGraw-Hill Education.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Written test; Group essay;

... L’esame si svolge in forma scritta, ponendo agli studenti 30 quesiti sui vari argomenti trattati durante il corso, sia nella parte generale che nei vari laboratori tematici. I quesiti consistono in domande a risposta aperta o chiusa. Non è consentito, durante la prova, consultare appunti, libri di testi o altro materiale documentale. La durata della prova è di 90 minuti. Alla prova scritta viene assegnato un punteggio da 0 a 30 (1 punto per ogni risposta esatta, 0 punti per le risposte errate o mancanti). Il voto finale sarà dato dalla media pesata del punteggio conseguito nella prova scritta e del punteggio medio degli elaborati prodotti nei laboratori tematici (con pesi pari a 0.5 e 0.5). Ai fini del superamento dell’esame, è necessario in ogni caso conseguire una votazione ≥ 18/30 nella prova scritta e un punteggio medio ≥ 18/30 negli elaborati di laboratorio.

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.