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Si considerano acquisite le nozioni della statica e della scienza delle costruzioni, e si assumono note le proprietà delle principali classi di materiali utilizzati nell’Ingegneria Civile e Ambientale. Si assume acquisita inoltre la capacità di comprendere e redigere un disegno tecnico.
Concepts of statics and structural mechanics, as well as properties of the main classes of materials used in the Civil and Environmental Engineering are assumed to be known. Furthermore, the ability to understand and produce a technical drawing is considered acquired.
• Lezioni di Teoria: 60 ore
• Esercitazioni: 12 ore
• Theoretical lectures: 60 hours
• Tutorials: 12 hours
L’insegnamento si propone di fornire una preparazione di base per il progetto e la verifica di elementi strutturali in cemento armato mediante lezioni teoriche ed esercitazioni progettuali. Partendo dalle conoscenze acquisite dalle attività formative di base e nello specifico dal corso di scienza delle costruzioni, gli studenti apprendono la concezione, l'analisi e gli aspetti più professionalizzanti relativi al tema della progettazione strutturale.
Nell’ambito delle strutture in cemento armato, al fine di affrontare con successo problematiche di tipo progettuale, lo studente dovrà acquisire capacità di analisi critica dei problemi applicativi tipici dell'ingegneria nonché la capacità di risolvere tali problemi utilizzando i metodi, le tecniche e gli strumenti forniti dall’insegnamento in accordo alle norme tecniche e di sicurezza. Queste capacità sono sviluppate attraverso lezioni teoriche e la soluzione di problemi applicativi, nella forma di esercitazioni, che richiedono il confronto con il docente.
Lo svolgimento di esercizi di progetto di semplici elementi strutturali la cui soluzione implica una scelta critica fra diverse possibili soluzioni alternative, intende sviluppare in generale il grado di autonomia di giudizio dello studente, nonché la sua capacità di apprendimento in autonomia e le abilità comunicative, che scaturiscono dai necessari confronti con il docente.
The course aims to provide the student with the basic theoretical knowledge and practical skills required to design and assess reinforced concrete structures through lectures and designing exercises. Starting from the knowledge gained from basic courses, and specifically from the course of structural mechanics, students learn the structural conception, analysis methodologies and the professional aspects of structural design.
In order to successfully solve problems relevant to the design of reinforced concrete structures, the student must gain critical judgment skills of typical engineering problems as well as the capability to solve the problems using methods, techniques and tools provided within the course, according to technical and safety codes. These skills are developed through lectures and tutorials that require an active collaboration with the teacher.
Designing exercises of simple structural elements, involving a critical review of several solutions, help improving the student’s critical judgment skill, as well as the self-learning and communicative skills. The latter arises from the necessary collaboration with the teacher.
Contenuti lezioni forntali (60 ore).
La misura della sicurezza strutturale: metodo dei coefficienti parziali di sicurezza (metodo semiprobabilistico agli stati limite) e breve richiamo al metodo delle tensioni ammissibili. Azioni sulle construzioni: azioni permanenti e variabili (antropiche e di origine ambinetale). Proprietà del calcestruzzo e degli acciai da cemento armato: legami costitutivi; resistenza a compressione e a trazione per il calcestruzzo e per l'acciaio, cenni sulla viscosità e il ritiro del calcestruzzo. Comportamento degli elementi in c.a.: fase non fessurata (I° stadio), fase fessurata (II° stadio) e a rottura (III° stadio); modelli di calcolo per i diversi stadi. Stati limite ultimi: verifica e progetto di tiranti, pilastri compressi e pressoinflessi, travi soggette a flessione, taglio e torsione. Stato limite ultimo di punzonamento: definizione del problema e metodi di verifica. Stati limite di esercizio: verifiche di fessurazione (decompressione, formazione e apertura delle fessure), controllo delle tensioni in esercizio e delle deformazioni. Progetto con modelli puntone-tirante. Calcolo delle fondazioni superficiali e cenni al calcolo delle fondazioni profonde.
Esercitazioni in aula (12 ore).
Dimensionamento, progetto e verifica di un solaio in laterocemento, un balcone e di una scala a solette rampanti.
Contents of lectures (60 hours).
Structural safety and design criteria: the method of partial safety factors (limit state design) and brief review of the working stress design approach. Actions on structures: permanent loads and live loads (of anthropogenic or environmental origin). Properties of concrete and of steel reinforcements: constitutive models; compressive and tensile strengths for concrete and reinforcements, creep and shrinkage of concrete. Behaviour of reinforced concrete elements: uncracked phase (stage I), cracked phase (stage II) and at failure (stage III); analysis methods. Ultimate limit states: columns subjected to axial force and to axial force and uniaxial bending; beams subjected to flexural, shear and torsional actions; punching shear strength. Seriviceability limit states: design at service conditions: cracks formation and openings; limits on the stress state and on deformations. Design with strut & tie models. Analysis and design of surface foundations and fundamentals of the design of deep foundations.
Classroom tutorials (12 hours).
Structural sizing, analysis, design and verification of a reinforced concrete slab, a balcony and a stair.
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti si basa su 2 prove:
- una prova scritta, riguardante il progetto di una struttura in cemento armato;
- una prova orale, consistente nella discussione dell’esercitazione svolta, della prova scritta e in alcuni quesiti sui temi teorici trattati nel corso, eventualmente in parte anche in forma scritta (se la presenza di formule o dimostrazioni lo richiede), con successiva discussione orale. Per accedere alla prova orale lo studente deve aver completato l’esercitazione ed aver ottenuto almeno la sufficienza nella prova scritta. La prova orale deve essere sostenuta nella medesima sessione d’esame della prova scritta.
Lo studente deve dimostrare, tramite lo svolgimento dell’esercitazione, la prova scritta e quella orale di aver compreso i concetti degli argomenti trattati nel corso e di saperli esporre in modo sufficientemente corretto e con adeguata terminologia tecnica.
Ognuna delle prove viene valutata in trentesimi.
A seguito della discussione, durante la prova orale, viene attribuito un voto definitivo all’esercitazione progettuale e alla prova scritta; inoltre viene attribuito un voto alle risposte ai quesiti relativi ai temi trattati durante il corso. Perché l'esito complessivo sia positivo, lo studente deve conseguire almeno la sufficienza in ognuna delle valutazioni. Il voto finale è dato dalla media dei tre voti ottenuti. La lode è riservata agli studenti che, avendo svolto tutte le prove in modo corretto e completo, abbiano dimostrato una particolare padronanza della materia.
The assessment of student learning is based on two tests:
- a written test concerning the design of a reinforced concrete structure;
- an oral assessment, consisting in the discussion of both the developed exercises and the written test, and in some theoretical questions on the topics covered during the course. The latter may also be in written form (if required by the presence of formulas or demonstrations), followed by an oral discussion. To access the oral examination, the student must have completed the proposed exercises and obtained a sufficient evaluation in the written test. The written and oral examinations must be sustained in the same examination session.
Through the presented tutorials, the written and the oral assessments, the student must demonstrate to have learned the topics covered during the course and to be able to present them correctly, by adopting a proper technical terminology.
The evaluation of each test is expressed in thirtieths.
After the oral examination, a final mark is defined for the presented tutorials and for the written and oral assessments. The student is expected to pass all tests. The final mark of the course will be calculated as the average of the marks received in each test. Summa cum laude will be awarded to students who have correctly completed all the assessments and have shown an outstanding understanding in the subject.
Radogna E.F., Tecnica delle Costruzioni. Costruzioni composte acciaio calcestruzzo – c.a. – c.a.p., Masson, Milano, 1996.
Toniolo G., Cemento Armato – Calcolo agli stati limite, Vol. 2A e 2B, Masson, Milano.
Cosenza E., Manfredi G., Pecce M. , "Strutture in cemento armato. Basi della progettazione", Hoepli, Milano, 2015 Seconda Edizione.
Diapositive delle lezioni, dispense monotematiche sui principali argomenti del corso e tracce d'esame fornite dal docente
(https://learn.univpm.it/course/view.php?id=6977)
Radogna E.F., Tecnica delle Costruzioni. Costruzioni composte acciaio calcestruzzo – c.a. – c.a.p., Masson, Milano, 1996. (In Italian)
Toniolo G., Cemento Armato – Calcolo agli stati limite, Vol. 2A e 2B, Masson, Milano. (In Italian)
Cosenza E., Manfredi G., Pecce M. , "Strutture in cemento armato. Basi della progettazione", Hoepli, Milano, 2015 Seconda Edizione. (In Italian)
Slides of lectures, lecture notes on the main topics of the course and exam samples are provided by the lecturer (https://learn.univpm.it/course/view.php?id=6977). In Italian.
No
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