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Giorgio Serino » 2.Metodi di misura della sicurezza


Cenni storici sulla sicurezza strutturale

  • Il codice babilonese di Hammurabi (2100 a.c.) prevedeva la condanna a morte del costruttore nel caso di decesso degli abitanti a causa del crollo di un manufatto
  • Era uso comune comune nell’antica Grecia ed in tutti i territori della Roma antica che il costruttore di una grande opera di architettura rimanesse sotto la struttura quando veniva montata la chiave di un arco o una trave sulle sue colonne portanti: se riusciva a sopravvivere, veniva tenuto in grande considerazione e le sue opere considerate sicure dagli utilizzatori
  • Gli antichi Romani avevano norme molto precise sulle costruzioni militari

Leonardo da Vinci (1452-1519)


Galileo Galilei (1564-1642)


Criteri di resistenza

  • Criteri che impongono limitazioni solo allo stato tensionale:
    • criterio delle massime tensioni principali (Rankine, 1875)
    • criterio dell’attrito interno (Coulomb, 1776; Mohr, 1882)
    • criterio della max tensione tangenziale (Tresca, 1871; De S. Venant, 1872)
  • Criteri legati al comportamento elastico del materiale:
    • criterio della max e min dilatazione (Grashof, 1878)
    • criterio dell’energia di deformazione (Beltrami, 1882)
    • criterio dell’energia elastica di forma ovvero della max tensione tangenziale ottaedrale (Huber, 1904; V. Mises, 1923, Hencky, 1924)

Metodi di misura della sicurezza

  • Deterministici:
    • Tensioni ammissibili
    • Calcolo a rottura
  • Probabilistici:
    • Metodo semiprobabilistico agli stati limite

Metodo delle tensioni ammissibili

Ipotesi di base: comportamento elastico lineare dei materiali fino al raggiungimento della tensione ammissibile.


Metodo delle tensioni ammissibili


Metodo delle tensioni ammissibili


Metodo delle tensioni ammissibili


Considerazioni sui coefficienti di sicurezza


Esercizio


Metodo delle tensioni ammissibili

  • Vantaggi:
    • Tradizione
    • Semplicità
  • Critiche:
    • s molto ampi -> pericoloso effetto psicologico
    • Analisi probabilistica non possibile (solo analisi deterministica)
    • Non si esamina il comportamento della struttura oltre il limite elastico (crisi nel punto = crisi nella sezione = crisi nella struttura)

Fasi della vita di una costruzione


Vita nominale di una costruzione

Vita nominale: numero di anni per i quali la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve poter essere usata per lo scopo al quale è destinata.

Riferimento: “Norme Tecniche per le Costruzioni” (bozza del 27.7.07); Cap. 2 – § 2.4.1: Vita nominale


Classi d’uso per una costruzione

In presenza di azioni sismiche, le costruzioni sono suddivise in classi d’uso.

Riferimento: “Norme Tecniche per le Costruzioni” (bozza del 27.7.07); Cap. 2 – § 2.4.2: Classi d’uso


Metodo delle tensioni ammissibili

Le “Norme Tecniche per le Costruzioni” (bozza del 27.7.07 – § 2.7) consentono l’utilizzo del metodo delle tensioni ammissibili solo per le costruzioni di tipo 1 e 2 e classe d’uso I e II, limitatamente ai siti ricadenti in zona sismica 4. In tal caso occorre fare riferimento:

  • al D.M. 14.02.92 per le strutture in c.a., c.a.p. e acciaio
  • al D.M. 09.01.87 per le strutture in muratura
  • al D.M. 11.03.88 per le opere e sistemi geotecnici

Metodo del calcolo a rottura

  • Vantaggi:
    • Si tiene conto del comportamento oltre il limite elastico
    • E’possibile la riproduzione sperimentale
  • Critiche:
    • γu molto ampi -> pericoloso effetto psicologico
    • Analisi probabilistica non possibile (solo analisi deterministica)
    • Misura della sicurezza solo in condizioni ultime (non si considera l’esercizio)

Esercizio


Metodo semiprobabilistico agli stati limite

Stato limite: è la condizione superata la quale l’opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata.

Stati limite ultimi (SLU):

  • Perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte
  • Spostamenti o deformazioni eccessive
  • Raggiungimento max capacità di resistenza
  • Raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni
  • Rottura per fatica
  • Crisi per instabilità

Riferimento: “Norme Tecniche per le Costruzioni” (bozza del 27.7.07); Cap. 2 – § 2.2.1: Stati limite ultimi

Metodo semiprobabilistico agli stati limite

Stato limite: è la condizione superata la quale l’opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata.

  • Stati limite ultimi (SLU)
  • Stati limite di esercizio (SLE):
    • Danneggiamenti locali (ad es. fessurazione eccessiva)
    • Spostamenti o deformazioni eccessive
    • Vibrazioni eccessive
    • Danni per fatica
    • Corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali

Riferimento: “Norme Tecniche per le Costruzioni” (bozza del 27.7.07); Cap. 2 – § 2.2.2: Stati limite di esercizio

Metodo semiprobabilistico agli stati limite

  • Semiprobabilistico = approccio probabilistico approssimato
  • Stato limite = condizione estrema in ogni stato di comportamento

Vengono a cadere le critiche fatte al metodo alle t.a. ed al metodo del calcolo a rottura.


I materiali di supporto della lezione

“Norme Tecniche per le Costruzioni” (bozza del 27.7.07), Cap. 2 (2.2.1 - 2.2.2 - 2.4.1 - 2.4.2)

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