Manuale di Progettazione Antisismica

Lucio Fattori, Pietro Spatti

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DESCRIZIONE

Strutture in c.a., vasche e serbatoi sismo-resistenti e tecniche di intervento su edifici esistenti

Il manuale (che fa riferimento al D.M. 14 gennaio 2008 "Norme Tecniche per le costruzioni" e alle Circolari esplicative) nel panorama di testi che trattano di progettazione di edifici sismoresistenti si colloca idealmente sul tavolo di lavoro del professionista come un ausilio pratico e di agile e veloce consultazione durante l'attività lavorativa. Senza approfondire l'aspetto teorico dei singoli argomenti, come invece fanno i testi accademici comunque indicati in bibliografia, ci si concentra sulla loro applicazione pratica con esempi veri e legati alla tradizione costruttiva italiana.

Nonostante il calcolo sia ormai affidato a software sempre più raffinati, il compito del progettista resta comunque fondamentale e insostituibile nella fase di concezione strutturale, ovvero nel predimensionamento della struttura, nella definizione della sua geometria e nel collocamento degli elementi sismoresistenti. Il volume affronta questo tema in maniera pratica e con metodologie di veloce applicazione.

Un esempio pratico, la progettazione di un edificio residenziale, è esposto e sviluppato quale prototipo di applicazione dei metodi e delle procedure di verifica sismica.
Sono inoltre affrontati due argomenti con cui il progettista potrebbe confrontarsi: la progettazione sismoresistente di vasche e serbatoi e le tecniche di intervento su edifici esistenti.
Un capitolo è dedicato alla redazione del progetto in conformità con le norme tecniche, sia relativamente alla modalità di redazione degli elaborati grafici, della relazione di calcolo e del piano di manutenzione delle strutture, sia per quanto riguarda la documentazione da allegare al progetto strutturale.

L'acquisto del volume consente, attraverso il servizio G-cloud di Grafill, il download di un software per la gestione delle seguenti utilità:
- Normativa di riferimento (banca dati normativa relativa alle Norme Tecniche per le Costruzioni dal 1971);
- Modelli di relazione di calcolo e allegati;
- Glossario (principali termini tecnico-normativi utilizzati);
- F.A.Q. (domande e risposte sugli argomenti principali);
- Test iniziale (verifica della formazione di base);
- Test finale (verifica dei principali concetti analizzati).

Requisiti minimi hardware e software
Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7 (per utenti MS Windows Vista e MS Windows 7 sono necessari i privilegi di "amministratore"); 300 MB liberi sull'HDD; 256 MB di RAM per MS Windows XP; 512 MB di RAM per MS Windows Vista/7; MS Word 2003; MS Excel 2003; Adobe Reader 9.0; AutoCad 2000 o compatibile; accesso a Internet e browser Web per il download del software (supportati Firefox 4, Opera 10, Safari 5, Chrome 12, Internet Explorer 7).

Lucio Fattori, ingegnere civile strutturista, svolge l'attività professionale di progettista e di consulente per le aziende. Si occupa di progettazione strutturale e formazione, ed ha collaborato alla progettazione di edifici in c.a. realizzati con tecniche innovative. è Professionista Sostenitore Eucentre.
Pietro Spatti, ingegnere civile strutturista, svolge l'attività professionale di progettista. Ha conseguito un Master of Science Degree in Earthquake Engineering presso la Rose School (European School for Advanced Studies in Reduction of Seismic Risk, Pavia), ed è stato ricercatore presso l'Università degli Studi di Bergamo.

Indice
1. PRINCIPI DI PROGETTAZIONE E AZIONI SULLE COSTRUZIONI
1.1. Introduzione alle NTC2008 e Circolari esplicative
1.2. Stati limite e valutazione della sicurezza
1.3. Vita nominale e classi d'uso
1.4. Azioni sulle costruzioni e combinazioni
1.4.1. Ipotesi alla base dell'utilizzo del metodo delle tensioni ammissibili
1.5. Robustezza strutturale e gerarchia delle resistenze
2.1. Introduzione ai materiali strutturali

2. MATERIALI PER USO STRUTTURALE
2.2. Il calcestruzzo
2.2.1. La classe di resistenza
2.2.2. Le classi di esposizione del calcestruzzo
2.2.3. La lavorabilità del calcestruzzo
2.3. Acciaio per c.a.
2.4. Controlli e accettazione del materiale in cantiere
2.4.1. Controlli sul calcestruzzo
2.4.2. Controlli sull'acciaio per c.a.
2.4.3. Contenuto minimo dei certificati di accettazione forniti dai laboratori
2.4.4. Procedura in caso di esiti negativi delle prove di accettazione

3. CENNI DI DINAMICA DELLE STRUTTURE
3.1. La modellazione strutturale
3.2. Equazione dinamica dell'equilibrio per oscillatori semplici
3.3. I gradi di libertà
3.4. Oscillatore ad 1 grado di libertà
3.4.1. Oscillatore semplice non smorzato
3.4.2. Oscillatore semplice smorzato
3.4.3. Effetto di un sisma su un telaio
3.5. Sistemi ad n gradi di libertà
3.5.1. Comportamento elastico dei sistemi a più gradi di libertà: oscillazioni libere e modi principali di oscillazione
3.6. Osservazioni conclusive

4. ANALISI SISMICA DI UN EDIFICIO
4.1. Definizione di terremoto
4.2. Pericolosità sismica globale
4.3. Stati limite per condizioni sismiche
4.4. Costruzione dello spettro di risposta elastico
4.5. Tipologie strutturali e fattore di struttura
4.5.1. Teoria del fattore di struttura e di duttilità
4.5.2. Le tipologie strutturali per le NTC2008
4.6. Metodi di analisi
4.6.1. Analisi statica equivalente
4.6.2. Analisi modale con spettro di risposta
4.6.3. Analisi non lineare statica, o "pushover"
4.6.4. Analisi non lineare dinamica, o "time-history"

5. L'IMPOSTAZIONE DEL PROGETTO DI UN EDIFICIO IN C.A. IN ZONA SISMICA
5.1. Il flow-chart della progettazione
5.2. Definizione dell'edificio di esempio
5.3. Individuazione delle caratteristiche dell'edificio
5.4. Calcolo delle azioni statiche e stima del peso dell'edificio
5.5. Calcolo spettri di risposta e azioni dinamiche
5.6. Individuazione elementi primari e secondari
5.7. Valutazione preliminare dell'area a taglio dei controventi
5.8. Risultati dell'analisi modale: confronto con metodi approssimati

6. OPERE DI FONDAZIONE
6.1. Introduzione alle opere fondazionali
6.2. Fondazioni dirette o superficiali
6.3. Fondazioni indirette
6.3.1. Fondazioni profonde
6.3.2. Fondazioni molto profonde
6.4. Caratteristiche geologiche e topografiche del sito
6.5. Verifiche degli elementi di fondazione
6.5.1. Verifiche agli S.L.U.
6.5.2. Verifiche agli S.L.E.
6.6. Requisiti strutturali degli elementi di fondazione
6.6.1. Verifica a punzonamento
6.7. Prescrizioni aggiuntive da EC2 per le opere fondazionali
6.8. Dimensionamento e verifica delle travi di fondazione
6.8.1. Azioni di progetto
6.8.2. Verifica della fondazione F1
6.8.3. Verifica della fondazione F2

7. IL PREDIMENSIONAMENTO E LA VERIFICA DEI PILASTRI
7.1. Introduzione ai pilastri
7.2. Pilastri non sismoresistenti
7.2.1. Sollecitazioni di calcolo
7.2.2. Verifica e analisi della sezione
7.2.3. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura
7.2.4. Ancoraggio delle barre
7.3. Pilastri sismoresistenti
7.3.1. Sollecitazioni di calcolo
7.3.2. Verifica e analisi della sezione
7.3.3. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura
7.3.4. Caratteristiche delle staffe di contenimento
7.4. Considerazioni pratiche sui pilastri
7.5. Dimensionamento e verifica del pilastro
7.5.1. Azioni di progetto
7.5.2. Verifica del pilastro P7

8. IL PREDIMENSIONAMENTO E LA VERIFICA DELLE TRAVI E DEI NODI NEI TELAI
8.1. Introduzione alle travi
8.2. Travi non sismoresistenti
8.2.1. Sollecitazioni di calcolo
8.2.2. Verifica e analisi della sezione
8.2.3. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura
8.2.4. Ancoraggio delle barre
8.3. Travi sismoresistenti
8.3.1. Sollecitazioni di calcolo
8.3.2. Verifica e analisi della sezione
8.3.3. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura
8.4. Nodi trave-pilastro sismoresistenti
8.4.1. Sollecitazioni di calcolo ed analisi della sezione
8.4.2. Verifica di resistenza del nodo
8.4.3. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura
8.5. Dimensionamento e verifica della trave
8.5.1. Azioni di progetto
8.5.2. Verifica della trave T28-T29

9. IL PREDIMENSIONAMENTO E LA VERIFICA DEI SETTI DI CONTROVENTO
9.1. Introduzione ai setti di controvento
9.2. Il funzionamento dei setti di controvento durante un terremoto
9.3. Il diaframma di piano e la trasmissione delle sollecitazioni sismiche
9.3.1. Diaframma flessibile
9.3.2. Diaframma rigido
9.4. Pressoflessione nei setti di controvento
9.5. Sollecitazioni di calcolo
9.6. Verifica dei setti di controvento
9.6.1. Verifica a pressoflessione
9.6.2. Verifica a taglio
9.7. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura
9.7.1. Dettagli costruttivi per le pareti
9.7.2. Limitazioni di armatura per le pareti
9.7.3. Dettagli costruttivi e limitazioni d'armatura per le travi di accoppiamento
9.8. Meccanismi di comportamento e di danno nei setti
9.8.1. Collasso per pressoflessione
9.8.2. Collasso per taglio
9.8.3. Collasso per scorrimento
9.8.4. Collasso per ribaltamento ("rocking")
9.8.5. Meccanismi di collasso delle travi di accoppiamento
9.9. Dimensionamento e verifica del setto di controvento
9.9.1. Azioni di progetto
9.9.2. Verifica del setto S2

10. INTERVENTI SU EDIFICI ESISTENTI
10.1. Perché intervenire sugli edifici esistenti
10.2. Criteri generali e riferimenti normativi
10.3. Livello di conoscenza e fattore di confidenza
10.3.1. Valutazione di LC per edifici in muratura
10.3.2. Valutazione di LC per edifici in c.a. o acciaio
10.4. Classificazione degli interventi
10.5. Azioni di verifica e progettazione per azioni sismiche
10.5.1. Edifici in muratura
10.5.2. Costruzioni in c.a. o acciaio
10.5.3. Edifici misti
10.6. Criteri e tipi di intervento
10.7. Tecniche di intervento su edifici esistenti
10.7.1. Ripristino della muratura attraverso la tecnica del "scuci e cuci"
10.7.2. Iniezioni di miscele leganti
10.7.3. Intonaco armato
10.7.4. Iniezioni armate
10.7.7. Consolidamento del collegamento di solai/coperture con le pareti tramite cordoli
10.7.8. Consolidamento di volte in muratura
10.8. Immagini di danni provocati da un terremoto su edifici esistenti

11. LA PROGETTAZIONE SISMORESISTENTE DI VASCHE E SERBATOI
11.1. Introduzione alla progettazione di vasche e serbatoi
11.2. L'approccio teorico alla progettazione e al calcolo di vasche e serbatoi
11.2.1. Componente impulsiva
11.2.2. Componente convettiva
11.2.3. Serbatoi rettangolari
11.3. Il metodo di calcolo semplificato secondo Eurocodice 8

12. IL PROGETTO REDATTO SECONDO LE NTC2008
12.1. La documentazione allegata al progetto
12.2. Schema della relazione di calcolo
12.3. Elaborati progettuali
12.4. Prescrizioni aggiuntive per l'utilizzo di codici di calcolo
12.5. Eventuali relazioni specialistiche
12.6. Il piano di manutenzione delle strutture
12.7. Indice della relazione di calcolo tipo

APPENDICE - PROGRAMMI DI CALCOLO
A.1. Trave semplice (1camp)
A.2. Verifica Cemento Armato Stato Limite Ultimo (VcaSLU)
A.3. Spettri di Risposta (Spettri ver. 1.0.3)

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