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Metodi - Tecniche costruttive - Atlante iconografico
L’uso delle piante per il controllo dell’erosione e per la protezione delle sponde dei fiumi e torrenti e dei versanti ha una lunga tradizione in Europa. Negli ultimi decenni queste antiche tecniche di conservazione del suolo e di stabilizzazione sono state riscoperte e implementate, sulla base di una lunga esperienza pratica, recentemente supportata anche da validazioni scientifiche. Esse consentono di integrare o sostituire le tradizionali opere di ingegneria idraulica e di realizzare sistemi ecologicamente compatibili mantenendo quei requisiti di corretto uso del suolo e sicurezza richiesti. Lo scopo di questo libro è la descrizione dei metodi e delle tecniche costruttive dell’ingegneria naturalistica nei territori montani, al fine di offrire un’ampia casistica dell’utilizzo di tali metodologie nei vari settori della difesa del suolo, con esempi pratici che vanno dalla sistemazione delle frane a quelle idraulico-forestali, dalla sistemazione delle piste forestali al ripristino ambientale di aree degradate. Data la proficua bibliografia in materia presente al giorno d’oggi in Italia e all’estero, si è privilegiato l’aspetto iconografico che esalta in maniera più evidente l’applicazione delle singole tecniche nel contesto della globalità dell’intervento.
Indice
PARTE PRIMA
PARTE SECONDA
PARTE TERZA
esamina il carrello
Costruire con l'acciaio Ricerca scientifica e tecniche costruttive
In questo volume sono raccolti i numerosi contributi presentati al XXI Congresso C.T.A., tenuto per la prima volta a Catania. Anche se ogni intervento è indipendente dagli altri, si è cercato di organizzarli con logica tale da creare una sorta di trama. Si parte infatti dalle problematiche generali, di ricerca di base, che affrontano la “robustezza” strutturale, il collasso, gli effetti del vento e i problemi di instabilità. Si prosegue con un secondo gruppo, molto nutrito, di interventi relativi alle problematiche sismiche, dagli aspetti generali a quelli legati alle diverse tipologie strutturali (controventi concentrici, controventi eccentrici, strutture miste, strutture con dissipatori). Segue la tematica relativa ai collegamenti, perché i nodi rappresentano un aspetto peculiare e critico delle strutture in acciaio. Ulteriori gruppi di interventi riguardano le problematiche specifiche delle sezioni miste acciaio-calcestruzzo, dei profili sottili e delle strutture in alluminio. La parte dedicata alla ricerca si chiude con gli interventi relativi alla protezione dal fuoco, aspetto anche questo particolarmente importante per le strutture metalliche. Si passa infine alle applicazioni professionali, che discutono problemi e presentano soluzioni adottate nella realizzazione di numerose opere in carpenteria metallica, dai ponti agli edifici ed alle coperture, nonché agli interventi su strutture esistenti.
PREMESSA
ORGANIZZAZIONE
RICERCA DI BASE E NORMATIVA Alcune considerazioni sulla robustezza strutturale (Nadia Baldassino, Seema, Riccardo Zandonini) – Collasso progressivo di strutture in acciaio Parte: inquadramento generale (Victor Gioncu) – Collasso progressivo di strutture in acciaio Parte: metodi per la valutazione e prevenzione (Victor Gioncu) – La corrosione atmosferica nel progetto di durabilità delle strutture metalliche (Lucrezia Cascini, Francesco Portioli, Raffaele Landolfo) – La valutazione della vita a fatica di strutture esposte al vento (Maria Pia Repetto, Giovanni Solari) – Analisi non lineare e simulazione dell’interazione vento struttura (Piero D’Asdia, Fabio Rizzo, Salvatore Noè, Fabrizio Fattor) – Piastre quadrilatere in acciaio: un modello di equilibrio per la determinazione del moltiplicatore statico dei carichi di collasso (Carlalberto Anselmi, Eduardo Saetta) – Influenza dei fori sull’instabilità di piastre sottili (Gabriele Eccher, Riccardo Zandonini, Kim Rasmussen) – L’uso di angolari in acciaio inox per il collegamento di elementi strutturali in vetro (Simona Colajanni, Giuseppe Campione) – Applicazione della tecnica termografica in prove di laboratorio su elementi metallici (Pietro Croce, Giovanni Buratti, Raffaele Taccola, Saverio Zingarelli) – Euristica nella scelta delle combinazioni di verifica (Paolo Rugarli)
SISMICA Valutazione prestazionale di strutture intelaiate in acciaio mediante metodi semplificati di analisi non lineare (Massimiliano Ferraioli, Angelo Lavino) – Resistenza sismica di telai in acciaio a nodi rigidi progettati secondo la nuova normativa sismica (Edoardo M. Marino, Marco Muratore) – Analisi pushover modale – confronto tra formulazione classica e formulazione energetica su edifici SAC (Vincenzo M. Peci, Bruno Biondi, Giuseppe Oliveto) – Progettazione sismica avanzata di strutture di acciaio controventate (Gaetano Della Corte, Mario D’Aniello, Nicola Calabrese, Federico M. Mazzolani) – Influenza della ipotesi di omoschedasticità della dispersione della risposta strutturale nella valutazione dell’affidabilità sismica di controventi concentrici (Maria Teresa Giugliano, Alessandra Longo, Rosario Montuori, Vincenzo Piluso) – Riflessioni sulla progettazione sismica di controventi concentrici a X (Ernesto Grande, Giuseppe Brandonisio, Antonello De Luca, Elena Mele) – Prova sperimentale di un elemento diagonale di controvento ad instabilità controllata (Piero Gelfi, Giovanni Metelli) – Un controvento speciale ad instabilità impedita per il miglioramento sismico di edifici in c.a.: progetto e sperimentazione (Mario D’Aniello, Gaetano Della Corte, Federico M. Mazzolani) – Fattore di struttura per telai con controventi ad instabilità impedita (Edoardo M. Marino, Aurelio Ghersi, Masayoshi Nakashima) – Previsione della risposta sismica a collasso di sistemi con controventi eccentrici (Melina Bosco, Pier Paolo Rossi) – Una procedura di progetto di sistemi duali con controventi eccentrici in zona sismica: teoria (Melina Bosco, Anna Lombardo, Pier Paolo Rossi) – Una procedura di progetto di sistemi duali con controventi eccentrici in zona sismica: applicazioni (Melina Bosco, Anna Lombardo, Pier Paolo Rossi) – Sul controllo del meccanismo di collasso di controventi eccentrici (Piero Colajanni, Barbara Potenzone, Fabio Neri, Nunzio Scibilia) – Risposta sismica di controventi del tipo “knee” progettati a meccanismo globale (Maria Antonietta Conti, Luigi Mastrandrea, Vincenzo Piluso) – Pannelli metallici a taglio per l’adeguamento sismico di edifici esistenti in c.a. (Gianfranco De Matteis, Antonio Formisano, Federico M. Mazzolani) – Telaio composto acciaio calcestruzzo equipaggiato con dissipatori in gomma ad alto smorzamento e controventi elastoplastici ad instabilità impedita: risultati sperimentali (Sandro Carbonari, Luigino Dezi, Andrea Dall’Asta, Graziano Leoni, Laura Ragni, Luisa Zito) – Risposta dinamica di una struttura composta con interazione parziale tra soletta in calcestruzzo e trave in acciaio (Marco Valente, Georgios Vasdravellis, Carlo Castiglioni) – Analisi sismica di sistemi ibridi costituiti da telai semi-continui in acciaio accoppiati a controventi dissipativi visco-elastici Parte: progetto (Claudio Amadio, Maurizio Bella, Marco Bisetto, Lorenzo Macorini) – Analisi sismica di sistemi ibridi costituiti da telai semi-continui in acciaio accoppiati a controventi dissipativi visco-elastici Parte: esempi applicativi (Claudio Amadio, Maurizio Bella, Marco Bisetto, Lorenzo Macorini) – Caratterizzazione del comportamento dinamico di scaffalature metalliche porta-pallets mediante push-over test (Jassira Carolina Brescianini, Carlo Andrea Castiglioni) – Caratterizzazione strutturale dei componenti industriali nel contesto di analisi di rischio sismico (Giovanni Fabbrocino, Antonio Di Carluccio, Gaetano Manfredi, Iunio Iervolino, Ernesto Salzano) – Comportamento dinamico di componenti in acciaio di impianti industriali (Giovanni Fabbrocino, Antonio Di Carluccio, Gaetano Manfredi, Ernesto Salzano
COLLEGAMENTI Le connessioni chiodate nelle strutture storiche in carpenteria metallica: analisi e sperimentazione (Mario D’Aniello, Luigi Fiorino, Raffaele Landolfo) – Progettazione di nodi flangiati trave-colonna in acciaio: confronto teorico-sperimentale tra soluzioni differenti – (Fabio Iannone, Vincenzo Piluso, Gianvittorio Rizzano) – Comportamento ciclico di nodi flangiati trave-colonna in acciaio (Massimo Latour, Vincenzo Piluso, Gianvittorio Rizzano) – Studio delle giunzioni tubolari di estremità a “T” saldate con flangia singola o doppia (Vittorio Nascè, Francesco Tondolo, Sara Maggipinto) – Instabilità inelastica del panel zone nei collegamenti saldati trave-colonna (Giuseppe Brandonisio, Antonello De Luca, Elena Mele) – Analisi sperimentale sul comportamento strutturale di collegamenti di lamiere di acciaio (Gianfranco De Matteis, Antonio Formisano, Federico M. Mazzolani)
SEZIONI MISTE Sperimentazione su solette composte in acciaio e calcestruzzo (Claudio Bernuzzi, Luigi Nusiner) – Modello di trave composta acciaio-calcestruzzo deformabile a taglio (Sandro Carbonari, Luigino Dezi, Fabrizio Gara, Graziano Leoni) – Resistenza a taglio di travi composte acciaio-calcestruzzo (Matteo Cont, Francesco Gadotti) – Capacità rotazionale di travi composte acciaio-calcestruzzo (Luigi Di Sarno, Maria Rosaria Pecce) – Giunti composti acciaio-calcestruzzo a completo ripristino di resistenza con colonne tubolari. Parte 1: progettazione sismica e al fuoco (Fabio Ferrario, Raffaele Pucinotti, Oreste S Bursi, Riccardo Zandonini) – Giunti composti acciaio-calcestruzzo a completo ripristino di resistenza con colonne tubolari. Parte 2: risultati sperimentali e numerici (Fabio Ferrario, Raffaele Pucinotti, Oreste S. Bursi, Riccardo Zandonini – Comportamento di nodi trave-colonna composti a parziale ripristino di resistenza soggetti ad azioni cicliche (Marco Valente, Georgios Vasdravellis, Carlo Castiglioni) – Meccanismi di trasferimento delle forze in nodi trave-colonna composti a parziale ripristino di resistenza (Marco Valente, Georgios Vasdravellis, Carlo Castiglioni) – Analisi delle prestazioni sismiche di telai composti acciaio-calcestruzzo (Luigi Di Sarno, Maria Rosaria Pecce)
PROFILI SOTTILI Comportamento strutturale di travi in acciaio formate a freddo assemblate mediante saldatura laser (Maria Rita Guerrieri, Gianmaria Di Lorenzo, Francesco Portioli, Raffaele Landolfo) – Capacità di rotazione di profili cavi in acciaio sagomati a freddo (Pietro Croce, Giovanni Buratti, Raffaele Taccola, Saverio Zingarelli) – Comportamento dinamico di strutture semplici di acciaio in profili sottili soggette ad azioni sismiche (Bruno Calderoni, Costantino Giubileo, Attilio De Martino) – Metodologie di progetto per edifici in zona sismica con struttura in profili di acciaio formati a freddo (Luigi Fiorino, Ornella Iuorio, Raffaele Landolfo) – Indagine sperimentale sul comportamento ciclico di pannelli sottili di controvento di telai in acciaio (Nunzio Scibilia, Michele Gallo, Elio Lo Giudice, Margherita M. Sacco)
STRUTTURE IN ALLUMINIO Prove cicliche su pannelli a taglio di alluminio puro: risultati sperimentali (Gianfranco De Matteis, Giuseppe Brando, Simeone Panico, Federico M. Mazzolani) – Prove cicliche su pannelli a taglio di alluminio puro: modelli numerici (Giuseppe Brando, Gianfranco De Matteis, Simeone Panico, Federico M. Mazzolani) – La progettazione dei gusci in alluminio secondo l’EC (Federico M. Mazzolani, Alberto Mandara)
FUOCO La progettazione prestazionale di strutture in acciaio in presenza di incendio (Franco Bontempi, Chiara Crosti, Francesco Petrini, Luisa Giuliani) – La valutazione quantitativa delle capacità prestazionali di strutture in acciaio in presenza di incendio (Franco Bontempi, Chiara Crosti, Francesco Petrini, Luisa Giuliani) – La verifica di sicurezza in caso di incendio di strutture composte acciaio-calcestruzzo nell’attuale quadro normativo (Emidio Nigro, Giuseppe Cefarelli) – Procedura generale e metodi semplificati per la verifica in caso di incendio di travi composte acciaio-calcestruzzo (Emidio Nigro, Giuseppe Cefarelli) – Ingegneria dell’incendio e strutture di acciaio: modelli di analisi strutturale e relativi campi di applicazione (Sandro Pustorino) – La qualificazione dei rivestimenti protettivi e la determinazione del loro contributo nella resistenza al fuoco di strutture di acciaio (Paola Princi, Sandro Pustorino, Mauro Caciolai) – Analisi termo-meccaniche accoppiate di portali d’acciaio in condizione d’incendio (Beatrice Faggiano, Matteo Esposto, Federico M. Mazzolani
PONTI Il nuovo ponte sul Po a Ostiglia (MN) per il raddoppio della linea ferroviaria Verona-Bologna (Manuel Argenta, Emanuele Maiorana) – Ponte ad arco ferroviario sul canale artificiale Naviglio Grande - linea alta capacità Torino- Milano (Giovanni Costa, Pierangelo Pistoletti, Marco Orlandini, Giulio Maria Scotto, Angelo Vittozzi, Aldo Mancarella) – Proposta di ponte sospeso con frequenze torsionali più basse delle flessionali (Piero D’Asdia, Sofia Febo) – Sulla pretensione di cortina nei ponti ad arco a via inferiore (Gabriele Del Guerra, Massimo Viviani) – Due viadotti della SGC E “Grosseto-Fano” (Luigino Dezi, Massimo Formica, Stefano Niccolini) – Nuovo ponte ferroviario sul fiume Tronto (Luigino Dezi, Valentino Olivari, Stefano Niccolini) – Risanamento delle strutture del ponte sul Bormida presso il comune di Prunetto - CN (Giuseppe Giamello, Elio Lo Giudice) – Ricostruzione del ponte di via Cirillo a Canicattì (Elio Lo Giudice) – Viadotti a grandi luci sull’autostrada Salerno – Reggio Calabria: progetto e montaggio (Paolo Maestrelli, Ilaria Moraglio, Pierangelo Pistoletti) – Ponte ad arco sul fiume Brenta: progetto e montaggio (Paolo Maestrelli, Ilaria Moraglio, Pierangelo Pistoletti, Cristiano Berto, Guido Ometto, Massimiliano Lazzari) – Ponte sul fiume Tevere: progetto e montaggio (Paolo Maestrelli, Pierangelo Pistoletti, Simone Varni, Andrea Biasi, Ermes Tosoni) – Ponte ad arco sul fiume Adda: progetto e montaggio (Paolo Maestrelli, Simone Varni, Pierangelo Pistoletti, Armando Canu, Marco Sciarra) – Una copertura di grande luce ad archi strallati (Pier Giorgio Malerba, Paolo Galli, Marco di Domizio, Giacomo Comaita) – Tangenziale est di Milano: riqualifica e modifica dello svincolo Forlanini (Pierangelo Pistoletti, Paolo Maestrelli, Alberto Confalonieri, Paolo Rossetto) – Le prime opere d’arte realizzate su progetto Calatrava in Italia sono ponti Parte: viadotto Calatrava a Reggio Emilia (Chiara Romaro, Giorgio Romaro) – Le prime opere d’arte realizzate su progetto Calatrava in Italia sono ponti Parte: il ponte Calatrava a Venezia (Chiara Romaro, Giorgio Romaro, Alberto Miazzon, Luca Rampin) – Comportamento di una passerella pedonale strallata nei confronti delle azioni del vento (Nunzio Scibilia, Rosanna Stadarelli, Giuseppe Piccardo, Giovanni Solari, Sara Muggiasca, Alberto Zasso) – Il nuovo attraversamento del fiume Serchio (Massimo Viviani)
REALIZZAZIONI L’uso di elementi in acciaio per la messa a punto di un set-up di prova per lastre di vetro strutturale di grandi dimensioni (Salvatore Benfratello, Giuseppe Campione, Giuseppe Eracleo) – Aeroporto internazionale Napoli Capodichino, ampliamento terminal passeggeri: progetto strutture metalliche sismoresistenti (Giovanni Costa, Pierangelo Pistoletti) – Progettazione analisi e monitoraggio delle strutture composte acciaio-calcestruzzo della copertura dell’auditorium del centro di cultura polifunzionale di Messina (Aldo D’Amore, Enzo D’Amore) – Verso una nuova concezione dell’housing: container per uso abitativo (Piero D’Asdia, Silvia Di Pietro) – Le strutture in acciaio e vetro del nuovo Hotel Versilia a Forte dei Marmi (Gabriele Del Guerra, Massimo Viviani) – Sistema modulare per la prefabbricazione industrializzata di tunnel reticolari spaziali in acciaio (Vincenzo Dipaola, Francesca Prete) – Un edificio in acciaio realizzato a fasi invertite: la fondazione viene realizzata dopo la costruzione degli impalcati (Giuseppe Gaeta, Angelo Vecchio, Agnese Alì) – Coperture spaziali curve in tubolare di acciaio per un parco commerciale in provincia di Catania (Gianluca Marchese) – La progettazione e il montaggio del sistema acciaio-vetro della “facciata G” della bibliothèquemédiathèque Marguerite Yourcenar – Parigi (Augusto Mastropasqua, Mauro Zanchin, Roberto Gori) – L’analisi idrodinamica del prototipo di SFT nel Lago delle Mille Isole - Cina (Federico M. Mazzolani, Beatrice Faggiano, Matteo Esposto, Raffaele Landolfo) – Chiesa BVM del Carmelo a Catania: strutture tridimensionali in tubo/giunto per il montaggio delle lastre in c.a. di copertura (Antonio Perretti, Stefania Di Pietro, Alberto M. Giordano, Maria Simona Nobile (Le strutture in acciaio del complesso parrocchiale Santa Maria di Costantinopoli in Angri - SA (Gianvittorio Rizzano, Vincenzo Piluso, Rosario Montuosi) – Strutture per due centri commerciali: due modi profondamente diversi di declinare una struttura di acciaio (Antonino Russo, Cesare Costantino Passerella pedonale e torri scala in acciaio a Algeciras - Spagna (Francesco P. De Martino, Andrea Massera) – Ascensore pubblico in acciaio a Riomaggiore - SP (Francesco P. De Martino, Andrea Magrassi)
RECUPERO E RESTAURO Miglioramento sismico di un edificio esistente in c.a. mediante controventi in acciaio e dispositivi dissipatori di energia (Alberto Mandara, Felicita Ramundo, Gerardo Spina) – L’acciaio nel restauro del convento di S Agostino a Corleone - PA (Nunzio Scibilia, Mauro Cilia) – Interventi migliorativi in acciaio a tutela delle opere di interesse storico-monumentali dal rischio sismico (Nunzio Scibilia, Gaetano Zingone)
ELENCO DEGLI AUTORI
Il volume esamina le problematiche relative alla progettazione e alla verifica delle strutture in muratura in zona sismica alla luce della nuova normativa.
Il programma allegato ProgettoMuratura è un software finalizzato al calcolo strutturale per la verifica di strutture in zona sismica disposte nel piano o nello spazio, mediante un insieme di elementi di tipo pannello, un elemento tridimensionale a due nodi a sezione prismatica che nel piano può trasmettere azione normale, taglio e momento flettente. L’impostazione grafica e lo stile di ProgettoMuratura coincide con quello di ProgettoAcciaio e ProgettoLegno.
Tra le principali potenzialità di ProgettoMuratura:
calcolo di edifici nuovi o esistenti
definizione di qualunque numero di sezioni
vasto archivio di tipologie muratura
definizione semplificata dei carichi ripartiti sugli elementi
esecuzione di analisi sismica statica lineare e di analisi dinamica
introduzione di carichi di gravità versatile e spedita
stampa della relazione di calcolo conforme alla normativa
Il software è stato realizzato con tecniche di programmazione orientate agli oggetti di nuova generazione, senza limiti alla quantità di nodi, di pannelli, di piani e di materiali inseribili in progetto.
CARATTERISTICHE DEL PROGRAMMA
Codice 32 bit a oggetti
Input tramite semplici procedure grafiche di generazione dei nodi e dei pannelli
Controllo di tutte le caselle di input con eventuale inibizione all’uso della tastiera di caratteri errati
Lettura dei risultati in forma grafica, in forma tabulare e selezione singola
Stampa dell’input e dell’output in file rtf
Stampa della struttura da qualsiasi punto di vista e a colori
Esportazione del modello 3D in formato dxf
REQUISITI MINIMI HARDWARE E SOFTWARE
Microsoft Windows 98, NT, 2000, XP, Vista
Spazio libero su HD di almeno 40 Mb
Lettore CD
Scheda grafica: qualunque progettata per la libreria grafica opengl
Risoluzione video minima indispensabile 1024x768
CENNI DI SISMOLOGIA Generalità – Le faglie – Intensità dei terremoti – Misura delle onde sismiche – Terremoti nella storia – L’attuale normativa sismica italiana
CENNI DI DINAMICA DELLE STRUTTURE Utilizzo dei modelli matematici – Gradi di libertà – Oscillatore semplice (non smorzato) – Oscillatore semplice (smorzato) – Estensione a più gradi di libertà – Calcolo delle sollecitazioni sismiche – Analisi modale – Spettri di risposta – Composizione degli spettri di risposta – Cenni bibliografici
VERIFICA DELLE STRUTTURE IN MURATURA AGLI STATI LIMITE SECONDO LA NORMATIVA VIGENTE
PARTE SECONDA – IL PROGRAMMA ALLEGATO
PROGETTO MURATURA ISTRUZIONE PER L’USO Caratteristiche del programma – Potenzialità generali – Il solutore – Requisiti minimi hardware e software – Convenzioni – Installazione – Attivazione del programma – Il sistema di protezione – Istruzioni per la attivazione via internet – La chiave software – Come collegare la chiave per la prima volta – Come scollegare la chiave – Come collegare una chiave scollegata – Esempi riepilogativi sull’utilizzo della chiave software – Assistenza tecnica – Comandi e menu – Menu File – Comandi del menu File – Menu Dati di calcolo – Comandi del menu Dati di calcolo – Menu Nodi – Comandi del menu Nodi – Menu Pannelli – Modo di operare – Comandi del menu Pannelli – Menu Carichi – Modo di operare – Tipi di carichi disponibili – Carichi ripartiti verticali – Carichi ripartiti flettenti – Carichi ortogonali ai pannelli – Comandi del menu Carichi – Menu Elaborazioni – Comandi del menu Elaborazioni – Menu Risultati – Comandi del menu Risultati – Menu Seleziona – Comandi del menu Seleziona – Menu Visualizza – Menu Help [?]
PARTE TERZA - ESEMPI DI CALCOLO Introduzione - Esempio 1 - Esempio 2
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