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PROBLEMI STRUTTURALI DELL'EDILIZIA STORICA (999AR2)

A.A. 2019 / 2020

Periodo 
Primo semestre
Crediti 
6
Durata 
48
Tipo attività formativa 
Affine/Integrativa
Percorso 
[PDS0-2015 - Ord. 2015] comune
Syllabus 
Lingua insegnamento 

Italiano

Obiettivi formativi 

D1 - Conoscenza e capacità di comprensione. Il corso intende fornire le conoscenze che permettono l'inquadramento dei problemi strutturali che si presentano in occasione degli interventi su edifici storici. Vengono trattate tecniche di valutazione dello stato di consistenza delle varie parti strutturali mettendo in evidenza il funzionamento statico della struttura. Sono presentate varie tecniche di intervento per l’irrigidimento ed il rafforzamento dei singoli componenti strutturali. Infine vengono illustrati i metodi di solidarizzazione reciproca delle parti strutturali in modo da poter garantire un buon funzionamento d’assieme e rispondere efficacemente anche nell’eventualità di sollecitazioni di origine sismica. Allo studente vengono, quindi, forniti gli strumenti per una corretta progettazione architettonica degli interventi di consolidamento e recupero di edifici storici, nonché per il loro adeguamento sismico. Per la comprensione degli argomenti è prevista l'applicazione guidata degli strumenti teorici acquisiti nella progettazione di un intervento di rinforzo di una costruzione esistente in muratura.
D2 - Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere autonomamente le criticità insite nelle costruzioni esistenti in muratura e di eseguire un'adeguata analisi diagnostica. Dovrà inoltre essere in grado di applicare gli interventi di rinforzo idonei a rimuovere le criticità strutturali riscontrate.
D3 - Autonomia di giudizio. Lo studente dovrà essere in grado di scegliere il tipo di intervento di rinforzo più adatto e di eseguirne il corretto dimensionamento per garantire adeguate prestazioni statiche e sismiche.
D4 - Abilità comunicative. Lo studente dovrà essere in grado di descrivere in maniera esauriente le fasi di indagine, diagnostica ed intervento nella relazione descrittiva del progetto e dovrà essere in grado di illustrare con proprietà di linguaggio l'elaborato progettuale sviluppato.
D5 - Capacità di apprendere. Alla fine del corso lo studente dovrà essere capace di affrontare autonomamente approfondimenti e integrazioni specialistiche riguardanti le tecniche di rinforzo e adeguamento sismico degli edifici esistenti in muratura.

Prerequisiti 

Lo studente deve aver acquisito le conoscenze sulla statica, l'analisi delle strutture e la tecnica delle costruzioni.

Contenuti 

Gli argomenti trattati nel corso sono:
• Indagine conoscitiva e ricognizione strutturale: Sicurezza strutturale, rischio di perdita di funzionalità o di crollo. Indagine storica. Rilievo quadro fessurativo. Monitoraggio e diagnostica per il restauro.
• Richiami sulle fondazioni: Richiami sulla capacità portante delle fondazioni superficiali (Terzaghi, Meyerhof, Vesic). Calcolo delle tensioni verticali nel terreno (Boussinesq, Newmark). Calcolo dei cedimenti. Capacità portante di fondazioni profonde: pali, diaframmi, pozzi.
• Verifiche murature: Introduzione al metodo semiprobabilistico agli stati limite. Concezione statica edifici in muratura. Verifica a compressione, pressoflessione e taglio pareti. Distribuzione carichi verticali sulle pareti portanti.
• Comportamento sismico dell’edificio: Azioni orizzontali di origine sismica: spettro elastico e di progetto. Calcolo rigidezze pareti. Ripartizione azioni orizzontali fra maschi murari a comportamento elastico lineare. Verifiche maschi e fasce di piano. Verifiche murature sollecitate fuori piano. Livelli di conoscenza per l’analisi sismica di edifici esistenti. Interventi di miglioramento e di adeguamento. Agglomerati di edifici. Esempio di verifica di edificio storico soggetto ad azioni sismiche.
• Indagini sperimentali: Resistenza della muratura: tecniche di indagine per rilevare la resistenza a compressione (prelievo di campioni, martinetti piatti, ecc.). Resistenza a taglio: prove per la determinazione della resistenza a taglio.
• Interventi sulle murature: Risarcitura lesioni per sostruzione o con perforazioni armate. Iniezioni di miscele leganti; interventi con rete e betoncino; perforazioni armate diffuse. Rinforzo con tirantature.
• Interventi sui solai: Interventi di irrigidimento di solai lignei (soletta in calcestruzzo collaborante, solidarizzazione di profilati in acciaio). Calcolo capacità portante solaio irrigidito. Tecniche di intervento sui solai di copertura. Eliminazione spinte a vuoto.
• Collegamenti tra solai e pareti: Tecniche di collegamento di solai lignei mediante spinotti metallici (iniettati e passanti). Metodi di calcolo della resistenza a taglio e a sfilamento degli spinotti. Collegamenti tra solai in laterocemento e la muratura (code di rondine, cordoli in breccia).
• Interventi in fondazione: Tecniche di intervento per iniezioni, sottomurazioni e allargamento della base fondale. Rinforzo fondazioni con pali o micropali.
• Archi e volte: Schema statico di strutture in muratura ad asse curvilineo. Funzionamento statico. Metodi di calcolo: calcolo analitico della curva delle pressioni. Consolidamento di membrature fessurate. Aumento della capacità portante (aggiunta di catene, realizzazione di controvolta in calcestruzzo, alleggerimento riempimenti).
• Comportamento sismico delle strutture miste: Tipologie di strutture miste: cls-muratura, cls-acciaio, acciaio-muratura. Comportamento sismico di strutture con telai tamponati, telai o controventi di cls o acciaio in strutture in muratura.

Metodi didattici 

Il corso prevede lezioni frontali per la trattazione teorica degli argomenti legati al consolidamento degli edifici storici e lo sviluppo di un progetto di intervento su un edificio esistente per la sua riqualificazione. Lo studente sarà guidato nella stesura degli elaborati richiesti.

Programma esteso 
Modalità di verifica dell'apprendimento 

Verranno impartite le lezioni teoriche riguardanti la diagnostica ed il ripristino strutturale. Lo studente dovrà sostenere due prove scritte parziali dove sarà verificata l’acquisizione degli argomenti trattati nelle lezioni. Le prove non superate dovranno essere recuperate mediante un colloquio orale che avrà luogo il giorno dell’esame generale riguardante la valutazione del progetto.
Gli studenti nell’ambito del progetto previsto per il Laboratorio di Progettazione Architettonica IV devono sviluppare delle parti specifiche che riguardano il recupero strutturale e l’adeguamento sismico con verifica dei principali elementi strutturali.
Gli elaborati di progetto riguardanti la parte strutturale dovranno essere quotati e dovranno comprendere: pianta delle fondazioni, pianta dei solai di piano e di copertura con chiara indicazione dell’orditura delle strutture, due sezioni in due direzioni ortogonali, particolari costruttivi di collegamenti tra elementi strutturali. Gli elaborati grafici dovranno essere accompagnati da una relazione di calcolo, dove si descrivono le scelte strutturali, i meccanismi resistenti ed i calcoli che hanno permesso il dimensionamento e le verifiche degli elementi strutturali.

Altre informazioni 
Testi di riferimento 

Mastrodicasa S., “Dissesti statici delle strutture edilizie”, Ed. Hoepli.
Tomazevic M., “Earthquake-Resistant Design of Masonry Buildings”, Imperial College Press, Vol. 1, 2001, London.
Pisani M.A., “Consolidamento delle strutture”, Hoepli, Milano, 2008.
Hendry A.W., “Statica delle strutture in muratura di mattoni”, Patron Editore.
Croci G., “Conservazione e restauro strutturale dei beni architettonici”, UTET, Torino, 2001.


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