72800 - DIAGNOSTICA E SPERIMENTAZIONE DELLE STRUTTURE M

Conoscenze e abilità da conseguire

Con il conseguimento dei crediti formativi lo studente conosce le metodiche e procedure sperimentali per la caratterizzazione meccanica di materiali di impiego strutturale e per la validazione del comportamento strutturale, sia in campo statico che dinamico.

Contenuti

A) PREREQUISITI/PROPEDEUTICITA' CONSIGLIATE

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare i concetti di resistenza, parametri di sollecitazione, tensione, deformazione, legame costitutivo di un materiale; sa risolvere sistemi strutturali isostatici e iperstatici mediante i metodi della Scienza delle Costruzioni; possiede le necessarie conoscenze in termini di approccio, combinazioni di carico e verifiche proprie del metodo di calcolo allo Stato Limite Ultimo (per problemi di flessione, pressoflessione e taglio).Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando gli esami di Scienza delle Costruzioni T, Fondamenti di Tecnica delle Costruzioni T, Tecnica delle Costruzioni M. Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito;

B) PROGRAMMA DEL CORSO

Misure e strumentazione

Elementi di metrologia.

Strumentazione tradizionale e innovativa per misure distanza, spostamento, inclinazione, deformazione, apertura di fessure, vibrazione, forza, tensione e temperatura.

Tecniche di misura particolari: sensori a fibra ottica, sensori senza contatto, MEMS, vibrometria laser, DIC, fotoelasticità, metodi di rilascio delle tensioni.

 

Controllo dei materiali

Ruolo dei componenti del calcestruzzo sulle sue proprietà meccaniche; caratterizzazione meccanica di cementi, calcestruzzi, barre di armatura: procedure sperimentali, meccanismi di crisi, normativa, criteri di accettazione, anche in opera.

La caratterizzazione della resistenza a compressione del calcestruzzo in opera.

Caratterizzazione meccanica della muratura e dei suoi componenti: classificazione della muratura esistente, procedure sperimentali, meccanismi di crisi, normativa, criteri di accettazione.

 

Analisi del comportamento strutturale

Tipologie di prove di laboratorio su componenti ed elementi strutturali

Prove su elementi strutturali rinforzati con materiali compositi.

 

Sperimentazione e collaudo delle strutture

Prove statiche in-situ e di collaudo su componenti strutturali o strutture: metodologie di progetto, problematiche realizzative, elaborazione dei risultati.

Prove dinamiche in-situ e di collaudo su componenti strutturali o strutture: cenni alla dinamica dei sistemi, la risposta strutturale, strumenti e metodi per la realizzazione delle prove, il problema dell'identificazione strutturale.

 

Prove non distruttive

Prove non distruttive e moderatamente distruttive su strutture di cemento armato. Magnetometria per l'individuazione delle armature. Carotaggi. Metodi non distruttivi (sclerometria, ultrasuoni, altri metodi). Procedure d'indagine, elaborazione dei dati sperimentali per la stima della resistenza e per l'analisi dei difetti. Valutazione della carbonatazione e della permeabilità. Verifica della corrosione.

Indagini microsismiche in campo sonico e ultrasonico per la diagnostica di elementi strutturali in calcestruzzo, pietra naturale e marmo: basi fisiche, propagazione delle onde, strumentazione, procedure operative, elaborazione e analisi dei risultati.

Prove non distruttive e moderatamente distruttive su strutture di muratura. Martinetti piatti, prove di scorrimento dei giunti, prove penetrometriche, prove su campioni prelevati.

Tecniche avanzate: radar, impact eco, tomografia sonica.

 

Monitoraggio strutturale

Procedure per il monitoraggio di edifici e infrastrutture di nuova costruzione. Parametri di controllo, sistemi di acquisizione e di trasmissione, reti wireless. Monitoraggio intelligente.

Applicazione a edifici, infrastrutture e beni culturali.

Testi/Bibliografia

G. Menditto – S. Menditto: “Indagini semidistruttive e non distruttive nell'ingegneria civile: disciplina tecnica, applicativa e normativa”, Pitagora, Bologna, 2008.

G. Pascale: “Diagnostica a ultrasuoni per l'edilizia: costruzioni civili – beni culturali”, Flaccovio, Palermo, 2008.

R. Pucinotti: “Patologia e diagnostica del cemento armato”, Flaccovio, Palermo, 2005.

E. Ruggerone: “Diagnostica strutturale”, Flaccovio, Palermo, 2005.

A. Bray, V. Vicentini: “Meccanica sperimentale – misure ed analisi delle sollecitazioni”, Levrotto e Bella, Torino.

J.W. Dally, W.F. Riley: “Experimental Stress Analysis”, McGraw-Hill, 1991.

A. Ajovalasit: “Estensimetri elettrici a resistenza”, Aracne, Roma, 2006.

V.M. Malhotra, N.J. Carino: “Handbook on Nondestructive Testing of Concrete”, CRC Press, USA, 2004.

F. Ansari: “Fiber optic sensors for construction materials and bridges”, Technomic, Lancaster, USA, 1998.

M.J. Sansalone, W.B. Street: “Impact-echo”, Bullbrier Press, Ithaca, N.Y., 1997.

Metodi didattici

Lezioni frontali in presenza con prevalente uso di presentazioni power-point.
Visite in laboratorio per assistere allo svolgimento di alcune prove su elementi strutturali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale. Nello sviluppo del corso possono essere assegnati alcuni semplici homeworks.

La prova orale si articola in due domande, che possono partire anche da aspetti specifici ma poi si sviluppano sulle tematiche generali esplicitate nel programma del corso. Esse mirano a stabilire le conoscenze e le abilità raggiunte dallo studente oltre che a valutare la sua proprietà di linguaggio con riferimento agli argomenti discussi;

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione ai concetti chiave illustrati nell’insegnamento, mostrando in particolare di aver appreso le nozioni teoriche fondamentali a formulare il problema (ipotesi), di saperne argomentare in maniera esaustiva e autonoma le varie fasi che portano alla definizione dei principali risultati pratico/applicativi.

Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver compreso con ampiezza di contenuti e adeguata capacità di linguaggio gli argomenti spiegati e mostreranno di essere capaci di applicare tutti i contenuti dell’insegnamento in autonomia operativa anche ai casi più complessi. Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto invece all’insufficiente conoscenza dei concetti chiave (quali ad esempio i principi fondanti della meccanica strutturale), alla mancata padronanza del linguaggio tecnico, alla insufficiente autonomia operativa mostrata nello svolgimento della prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Sul sito IOL sono messe a disposizione dello studente copie delle presentazioni utilizzate

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudio Mazzotti

Consulta il sito web di Cristina Gentilini