INGEGNERIA SISMICA

INGEGNERIA SISMICA

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Ultimo aggiornamento 09/05/2021 11:13
Codice
84534
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
5 cfu al 1° anno di 10799 INGEGNERIA CIVILE (LM-23) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ICAR/09
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CIVILE)
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Tutto il territorio italiano è potenzialmente soggetto ad eventi sismici e lo studio delle azioni e degli effetti del sisma costituisce una fase essenziale della progettazione strutturale. In questo contesto, la concezione sismica della costruzione deve essere guardata come un passo integrante della concezione architettonica e strutturale, senza prescindere dai criteri di regolarità e corretta morfologia strutturale.  

 

 

 

 

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il modulo di Ingegneria sismica affronta le tematiche legate alla progettazione e verifica delle costruzioni in zona sismica. Si illustrano le problematiche tecniche inerenti la progettazione strutturale degli organismi sismo resistenti affrontando il problema della modellazione delle azioni e del calcolo strutturale; sono discussi i diversi approcci del calcolo sismico.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell'insegnamento è quello di fornire agli studenti gli strumenti essenziali della progettazione sismica sia nei riguardi degli stati limite di esercizio che di eventi rari (con elevato periodo di ritorno). A fronte della complessità del fenomeno oggetto di studio, l'insegnamento si propone di fornire gli elementi per valutare gli aspetti essenziali dell'analisi, che riguardano la valutazione dell'azione sismica di progetto, la definizione del sistema sismoresistente, e i criteri di base della modellazione della struttura, per poi procedere alla verifica sismica. 

Con particolare riguardo all'interpretabilità dei modelli utilizzati, saranno forniti gli strumenti per valutare le procedure più idonee, analizzare criticamente i risultati ottenuti, ed identificare le scelte costruttive più opportune.

Al termine del corso gli studenti saranno in grado di:

- conoscere i principi di base della sismologia, l’origine dell’evento sismico e le sue caratteristiche fondamentali in relazione in particolare alle ricadute ingegneristiche; 

- acquisire le conoscenze per calcolare l’azione di progetto per la progettazione sismica di costruzioni nuove e la verifica sismica di costruzioni esistenti , in relazione ai diversi metodi di analisi proposti in ambito normativo (sia nazionale che internazionale)

- selezionare i metodi di analisi sismica più idonei al variare anche della tipologia strutturale

- valutare le soluzioni strutturali più efficaci, sulla base dei principi di progettazione sismica delle nuove costruzioni, indirizzando i modelli di rappresentazione dell'azione e della struttura.

- conoscere i principi di verifica sismica degli elementi non strutturali

- conoscere i fattori di vulnerabilità degli edifici in calcestruzzo armato esistenti e i modelli di capacità necessari per la loro verifica sismica, requisiti necessari per supportare valutazioni di riduzione del rischio sismico

Modalità didattiche

L’insegnamento si compone di lezioni frontali e eventuali esercitazioni numeriche svolte in aula guidate dal docente. Le lezioni frontali sono prevalentemente condotte mediante la presentazione di slides che il docente mette a disposizione anticipatamente. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione al corso. Inquadramento sull’evoluzione dei principi dell’Ingegneria Sismica negli ultimi 50 anni. Evidenze della risposta del costruito attraverso la lettura dei danni degli eventi che hanno interessato l’Italia dal 1908 ad oggi, con focus sugli ultimi (L’Aquila 2009, Emilia 2012, Centro Italia 2016/2017). Attenzione è posta a come le esperienze di eventi recenti abbiano influito sull’evoluzione degli strumenti normativi nonché quelli adottati dalla Protezione Civile sia nelle fasi di gestione dell’emergenza (analisi di CLE) che in quella di prevenzione (SISMABONUS). 

Principi di base di sismologia (propagazione onde, onde S,P, di Love, di Rayleigh, componente orizzontale e verticale del moto sismico). Misure di intensità. Sono discusse sia misure di tipo empirico (es. scala EMS98) che di tipo strumentale (ricavabili da accelerogrammi PGA, PGV, Intensità di Arias,…).

Approccio prestazionale per la valutazione di sicurezza sismica. Principi di base della PSHA e Curva di Hazard. Disaggregazione. Dati della PHSA forniti nell’ambito normativo Italiano. Esempi di costruzione della curva di hazard per diversi siti e loro confronto. Amplificazione stratigrafica e topografica (cenni ai fenomeni di interazione suolo-struttura). Stati Limite. Lo spettro di risposta definito secondo NTC2018. Criteri di selezione di accelerogrammi (esempi tramite programma REXEL). Studi di Microzonazione.

Spettro di risposta anelastico. Approcci di riduzione attraverso il concetto di duttilità oppure di smorzamento equivalente. Fattore di struttura (concetto) e spettro di progetto ai sensi NTC2018.

Classificazione dei sistemi sismoresistenti principi di morfologia strutturale (criteri di regolarità). Aspetti peculiari delle strutture in calcestruzzo armato, acciaio e muratura moderna (armata/confinata/ordinaria). Ruolo dei solai nella redistribuzione delle azioni. Gerarchia delle resistenze (criteri generali ed esempio di applicazione dei suoi principi ad un sistema intelaiato in ca).

Metodi di analisi (lineari e nonlineari). L’analisi dinamica lineare è già trattata nel corso di Dinamica e viene solo richiamata inquadrandola tra i metodi proposti in normativa. Analisi statica lineare, analisi statica nonlineare (calcolo della domanda attesa secondo Metodo A e B delle NTC18 e relativa Circolare) e analisi dinamica nonlineare (cenni). 

La valutazione della sicurezza sismica degli edifici in calcestruzzo armato esistenti. Fattori di vulnerabilità di edifici gravitazionali (progettati per sole azioni verticali) o senza adeguati dettagli costruttivi. Capacità di rotazione ultima delle cerniere plastiche (secondo approccio analitico e fenomenologico). Crisi dei nodi. Pilastri tozzi. Ruolo delle tamponature (rigidezza/effetti di irregolarità indotti/incidenza sulle prestazioni della struttura). 

Risposta degli elementi non strutturali. Amplificazione dell’azione sismica in quota. Calcolo degli Spettri di piano e loro uso nella verifica degli elementi non strutturali.

Progettazione sismica di edifici in muratura moderna. Principi della Costruzione Semplice. Criteri di resistenza per pannelli murari nuovi (scorrimento e flessione). Particolarità nell’applicazione dell’analisi statica lineare (principi di redistribuzione consentita da NTC18).  Criteri di verifica nel caso di analisi statica nonlineare (definizione degli stati limite sulla curva pushover). Esempio di progettazione a partire da un architettonico e confronto dei risultati ottenibili dai diversi metodi di verifica.  

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Iunio Iervolino (2021) Dinamica delle strutture e ingegneria sismica, Hoepli, 2021 (per i principi di sismologia e i fondamenti di ingegneria sismica)

Decreto 17 gennaio 2018 del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, “Norme tecniche per le costruzioni” e relativa Circolare Esplicativa pubblicata nel 2019

Eurocode 8 “Design provisions for earthquake resistance of structures, Part 1: General rules”, ENV 1993-2-1, European Committee for Standardization, 1994;

Faccioli E., Paolucci R., “Elementi di sismologia applicata all’ingegneria”, Pitagora Ed., 2005;

Fajfar, P. (1999), ‘Capacity Spectrum method based on inelastic demand spectra’, earthquake engineering and structural dynamic, 28, 979-993;

Park, T., Priestley M.J.N. “Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings”. Wiley, NY, 1992;

Sono poi forniti svariati articoli scientifici sulle  tematiche specifiche trattate nell'ambito del corso per ulteriori approfondimenti svolti dallo studente. Questi sono aggiornati di anno in anno anche sulla base degli aggiornamenti scientifici.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento inviando una email a serena.cattari@unige.it .

LEZIONI

Modalità didattiche

L’insegnamento si compone di lezioni frontali e eventuali esercitazioni numeriche svolte in aula guidate dal docente. Le lezioni frontali sono prevalentemente condotte mediante la presentazione di slides che il docente mette a disposizione anticipatamente. 

ORARI

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

Modalità d'esame

L'esame è solo orale.

Modalità di accertamento

L'esame orale consiste in un mino di tre domande sui contenuti teorici affrontati durante le lezioni frontali. Inoltre un'ultima domanda riguarderà la discussione su un caso studio proposto dal docente. In particolare allo studente sarà chiesto di identificare gli eventuali fattori di vulnerabilità e discutere i pià idonei metodi di analisi e verifica da adottare (oltre che le eventuali soluzioni strutturali adeguate a risolvere le criticità delineate).