Civil Engineering For Mitigation Of Risk From Natural Hazards

Il corso si propone di fornire conoscenze teoriche ed esperienza pratica sulla modellazione della risposta anelastica non-lineare di strutture soggette ad azioni sismiche di elevata intensità o ad altri scenari di carico estremo.

PARTE A – MODELLAZIONE NON LINEARE A ELEMENTI FINITI DI STRUTTURE A TELAIO IN CA

• Non-linearità geometrica e inelasticità del materiale in strutture a telaio in CA soggette a carichi ciclici. Modellazione a plasticità concentrata vs. inelasticità distribuita.
• Formulazioni trave-colonna basate sugli spostamenti vs. basate sulle forze. Analisi sezionale in fibre. Procedure di soluzione non-lineare. Criteri di convergenza.
• Analisi dinamica non-lineare (NDA). Algoritmi di integrazione numerica. Smorzamento viscoso equivalente. Smorzamento numerico. Selezione dei record. Modellazione dell'isolamento sismico e di dissipatori di energia.
• Analisi dinamica incrementale (IDA). Analisi statica non-lineare (Pushover). Strategie di carico incrementale. Pushover adattivo.
• Procedura statica non-lineare (NSP) - Metodo N2, Metodo dello spettro di capacità, Metodo dello spettro di capacità adattivo
• Modellazione non-lineare di pareti o nuclei di pareti, scale, tamponamenti, nodi trave-colonna, scorrimento delle armature, deformazione a taglio, diaframmi rigidi e flessibili. Modellazione dei vincoli: trasformazioni geometriche, moltiplicatori di Lagrange, penalty functions.
  
  PARTE B – MODELLAZIONE NON-LINEARE AGLI ELEMENTI FINITI DI STRUTTURE A TELAIO IN ACCIAIO
• Comportamento isteretico e modellazione di connessioni saldate/bullonate. Modellazione di controventi concentrici ed eccentrici, anche con collegamenti dissipativi a taglio. Modellazione non-lineare di controventi e connessioni.
• Instabilità locale e scaffali. Distorsione sezionale in profili snelli sagomati a freddo. Elemento trave a 7 gradi di libertà. Risposta non-lineare e meccanismi di rottura di scaffali in acciaio. Analisi di instabilità.
  
  PARTE C – MODELLAZIONE NON-LINEARE A ELEMENTI DISCRETI DI STRUTTURE SOTTOPOSTE A CARICHI ESTREMI
• Modellazione a elementi discreti. Il metodo Applied Element Modelling (AEM); sviluppo storico, formulazione e panoramica delle applicazioni.
• Utilizzo di AEM per modellare in modo esplicito il collasso di nuclei in c.a., strutture in muratura, edifici e ponti.
  

Il corso prevede che gli studenti abbiano seguito corsi di Meccanica Strutturale e di Analisi Linear di Strutture.

• Lezioni frontali
• Esercitazioni progettuali
  

• Svolgimento e sottomissione di compiti assegnati duranti il corso
• Esame scritto
  

To provide advanced mathematical tools that will be used throughout the rest of the program.

1. Optimization of N-variate functions. Free and constrained optimization of N-variate functions. Lagrange multipliers and KKT conditions.
2. Ordinary Differential Equations (ODEs). Scalar ODEs and system of ODEs. Analytic solutions of linear systems of ODEs (exponential matrix). Study of the harmonic oscillator (damped and with external force). Equilibria of linear and non-linear systems (linearization).
3. Function approximation and Fourier. Space of square-summable functions, orthonormal bases and Parseval’s identity, Fourier and Legendre expansions, interpolation and least squares approximation. Fourier transform, Dirac’s delta.
4. Introduction to Partial Differential Equations (PDEs). Classification, boundary & initial conditions, model equations (Laplace equation, Heat equation, Wave equation), basic analytic methods (separation of variables, Fourier), numerical methods (finite differences).

Complex numbers: cartesian, polar and exponential representations; properties and operations. Linear algebra: matrix operations (sum, multiplication, determinant); eigenvalues and eigenvectors. Calculus tools: Taylor expansion, integration methods (integration by substitution and by parts).

Frontal lessons on the blackboard. Class notes (handouts) will be given for each one of the 4 topics of the course.

Written exam. The exam consists of a certain number of exercises to be solved, using the techniques covered in class. Examples of previously assigned exams will be made available to students.
The use of calculators, books, and/or notes is not permitted during the exam.

• Optimization of N-variate functions (Ch. 1): J. Nocedal, S.Wright. “Numerical Optimization”, Springer;
• Ordinary Differential Equations (Ch. 2): G. Teschl. “Ordinary Differential Equations and Dynamical Systems”, American Mathematical Society.
• Function approximation, transforms (Ch. 3): D. Kammler. “A First Course in Fourier Analysis”, Cambridge University Press.
• Partial Differential Equations (Ch. 4): S. Salsa, “Partial Differential Equations in Action: From Modelling to Theory”, Springer.
  

La prima parte del corso si propone di fornire le basi dell'idraulica, dall'idrostatica al flusso nelle condotte idrauliche in pressione e nei canali aperti. Gli studenti acquisiranno informazioni sui principi idraulici e idrologici per applicazioni pratiche, nonché sui principi idraulici per gli edifici e le reti di approvvigionamento idrico.
L'obiettivo della seconda parte del corso è di fornire i concetti principali relativi alla progettazione/gestione delle reti di distribuzione idrica, degli impianti potabili degli edifici, e delle reti di drenaggio urbano.

Il primo modulo sarà organizzato come segue:
1) Proprietà dei fluidi e idrostatica (pressione idrostatica, strumenti di misura, calcolo della spinta idrostatica) con esercizi
2) Principi ed equazioni del moto di fluidi perfetti e reali; luci di efflusso, con esercizi
3) Moto dei fluidi nelle condotte in pressione, con stima delle perdite di carico ed esercizi
4) Moto a superficie libera in canali chiusi e aperti, con esercizi e riconoscimento dei profili di moto permanente
5) Principi di funzionamento di pompe e turbine idrauliche, con esercizi
6) Introduzione ai principi di idrologia
La seconda parte del corso prevede i seguenti argomenti:
1) Introduzione alle reti di distribuzione idrica, modellazione, analisi ed esercizio in EPANET
2) Gestione delle reti di distribuzione idrica, distrettualizzazione ed esercizio
3) Introduzione agli impianti potabili degli edifici, progetto e verifica
4) Introduzione alle reti di drenaggio urbano, modellazione ed analisi
5) Strategia Low Impact Development (LID) per la gestione delle acque piovane ed esercizio in EPASWMM

Buone basi teoriche di matematica e fisica, proprietà dei fluidi; familiarità con l’utilizzo dell’ambiente Windows (videoscrittura e calcolo). Si consiglia di sostenere e superare gli esami di Analisi Matematica e Fisica prima dell’esame di Hydraulics.

Il corso prevede lezioni frontali svolte alla lavagna oppure attraverso presentazioni PowerPoint proiettate sullo schermo. Le esercitazioni consistono in esercizi pratici, che prevedono l’applicazione dei principi e delle leggi viste durante le lezioni teoriche. Le attività di laboratorio consentono di visualizzare e di applicare i concetti appresi durante il corso.
Lezioni (ore/anno in aula, prima parte + seconda parte): 32 + 16
Esercitazioni (ore/anno in aula, prima parte + seconda parte): 18 + 9
Attività pratica (ore/anno in aula, , prima parte + seconda parte): 6 + 4

La verifica dell’apprendimento verrà valutata con un esame orale, che dovrà includere anche la discussione di una presentazione basata sulle esercitazioni svolte durante il corso. La presentazione andrà consegnata contestualmente allo svolgimento della prova orale.
La prova orale prevederà anche domande aperte sugli argomenti trattati durante il corso. Lo studente sarà invitato a scrivere le dimostrazioni o tracciare schemi.

• A. Chadwick, J. Morfett & M. Borthwick (2021) Hydraulics in Civil and Environmental Engineering, CRC Press, Taylor & Francis Group
• Mays, L. W. (2000). Water distribution systems handbook. McGraw-Hill Professional.
• Milano, V. (1996). Acquedotti. Hoepli Editore.
• Da Deppo, L. (2026). Fognature. Società Editrice Esculapio.
  

Al termine del Corso, lo studente dovrà avere acquisito una conoscenza di base dei metodi numerici applicati all'analisi idraulica e fluidodinamica, imparando ad applicarli con consapevolezza, anche con l'utilizzo di pacchetti software dedicati.
Avrà inoltre acquisito concetti quali quelli di stabilità, convergenza e accuratezza della soluzione numerica, di adeguatezza della griglia di calcolo, di scelta dei modelli di turbolenza più adatti all’analisi effettuata, che sono basilari nella successiva applicazione dei metodi di calcolo fluidodinamico ai problemi caratteristici della previsione del rischio idraulico, affrontati durante il secondo anno di corso.
Attraverso le lezioni pratiche, lo studente acquisirà inoltre la conoscenza degli approcci pratici da seguire nella realizzazione di una simulazione di fluidodinamica computazionale, attraverso l’esame di casi studio risolti attraverso un pacchetto software CFD.

LEZIONI TEORICHE
Effetti di convezione e diffusione. Carattere matematico delle equazioni iperboliche e paraboliche. Equazione di continuità. Condizione di divergenza nulla per flussi incomprimibili. Bilancio della quantità di moto. Fluidi newtoniani e non newtoniani. Equazioni di Cauchy della meccanica del continuo. Sforzo viscoso in un fluido newtoniano. Equazioni di Navier-Stokes. Proprietà matematiche delle equazioni della fluidodinamica.
Dal continuo al discreto: discretizzazione nello spazio e nel tempo. Metodo delle differenze finite (FD): differenza all'indietro, in avanti e centrata. Ordine di accuratezza. Mesh strutturate e non strutturate.
Integrazione temporale dell'equazione di convezione lineare. Instabilità del metodo di Eulero esplicito. Schema upwind del 1° ordine: condizione di Courant, numero CFL e diffusione numerica. Schema di Lax-Friedrichs: viscosità artificiale, disaccoppiamento pari-dispari. Metodo di Eulero implicito. Condizioni al contorno di Dirichlet e Neumann. Esempi numerici della soluzione dell'equazione di convezione lineare. Soluzione dell'equazione di diffusione. Condizione di stabilità sul numero di Peclet numerico.
Estensione al caso non lineare: schemi espliciti per l'equazione di Burgers, metodi Predictor-Corrector, linearizzazione. Schemi di integrazione temporale. Schemi multistage Runge-Kutta.
Metodo dei volumi finiti. Schemi FV cell-centered, node-centered e cell-vertex. Valutazione dei flussi negli schemi FV: differenza centrata, upwind e upwind lineare. Metodo di Gauss per la soluzione di sistemi lineari.
Soluzione di sistemi tridiagonali: algoritmo di Thomas. Metodi iterativi per sistemi lineari: metodi di Jacobi e Gauss-Seidel.
Soluzione delle equazioni incomprimibili di Navier-Stokes: teorema di Ladhizenskaya, metodo della proiezione.
Correnti a superficie libera: metodo Volume-of-Fluid (VoF). Metodi Aribtrary Lagrangian Eulerian (ALE).
Introduzione al moto turbolento. Simulazione numerica diretta (DNS) e scala di lunghezza di Kolmogorov. Decomposizione di Reynolds. Equazioni mediate di Reynolds (RANS). Tensore degli sforzi di Reynolds. Ipotesi di Boussinesq. Lunghezza di mescolamento di Prantl. Modelli ad una equazione: equazione del trasporto per l'energia cinetica turbolenta. Modelli a due equazioni: il modello k-ε.

LEZIONI PRATICHE
Introduzione ai pacchetti software CFD. Ottimizzazione del calcolo: modelli “ambientali” e “industriali”. Mesh flessibile per applicazioni ambientali. Caratteristiche comuni dei pacchetti CFD "industriali". Soluzione delle equazioni mediate di Reynolds (RANS). LES e DNS dei flussi turbolenti.
Soluzione delle equazioni di continuità e di conservazione della quantità di moto. Soluzione accoppiata e segregata in condizioni stazionarie e instabili. Metodi di underrelaxation, Algebraic Multi-Grid e Precondizionamento.
Casi di studio: flusso transonico attorno ad un corpo tozzo in una galleria del vento; scia di vortici 2D a valle di un cilindro; scarico di una centrale termica in un bacino portuale.

Conoscenza della teoria di base della Meccanica dei Fluidi: descrizione Euleriana e Lagrangiana, distribuzione idrostatica della pressione, equazione di continuità e di bilancio della quantità di moto, equazioni di Navier-Stokes
Conoscenza della teoria di base del Calcolo Numerico: approssimazione numerica e errori di arrotondamento, soluzione dei sistemi lineari, metodi iterativi per la ricerca delle radici di un’equazione

Lezioni teoriche sulle principali metodologie di calcolo ed esercitazioni pratiche con esempi di applicazioni di un software per il calcolo fluidodinamico

Esame scritto consistente in 4 domande aperte, 2 sugli argomenti delle lezioni teoriche e 2 sugli argomenti delle lezioni pratiche. Ad ogni domanda viene assegnata una valutazione massima di 8 punti, modulata sul livello di coerenza della risposta alla domanda posta, sulla completezza delle argomentazioni generali e sulla correttezza delle dimostrazioni teorico-matematiche riportate.

J.H. Ferziger, M. Peric. Computational methods for fluid dynamics. Springer.

The objective of the course is to introduce students to classical Computational Mechanics tools, and, in particular, to the most widely used one, namely, the finite element method. The main aim is building a deep knowledge of the basic ideas, the potential, and the limitations of the finite element method, both from the theoretical and the practical point of view, also through the development of simple codes for the simulation of frames and solid mechanics problems.

Review of beam theory and of standard displacement-based methods for planar frames. Basic concepts of the finite element method and development of a finite element scheme for Bernoulli- Euler beams, starting from the elastica differential equation. Development of a finite element scheme for (shear-deformable) Timoshenko beams starting from the total potential energy. Shear locking issues and possible solution techniques. Review of linear elasticity. Finite elements for linear elasticity in 1D and 2D. Development of triangular and isoparametric quadrilateral finite elements. Numerical integration. Volumetric locking issues and possible solution techniques. Review of advanced Computational Mechanics methods.

Intermediate knowledge of algebra, mechanics of solids (basic concepts on strain and stress), numerical analysis.

Theoretical lectures at the blackboard will be complemented by tutorials aiming at the practical implementation in Matlab of the methods considered during the lectures.

Assignments will be handed over and graded during the course. The final examination will consist of a written (closed-book) test. Grading: 40% assignments, 60% final exam. (The final written test might be substituted by an oral examination in special situations

T.J.R. Hughes, “The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis". Dover, 2000.

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The aim of the Course is to teach the principles of dynamics of structures using theoretical notions, numerical methods, and finite elements and to give an introduction to earthquake engineering

-Equation of motion for SDOF systems, its solution
-Free vibration response, viscous damping
-Response to harmonic excitation
-Response to general excitation
-Numerical evaluation of dynamic response
-Generalised SDOF systems
-Equations of motion for MDOF systems
-Free vibration analysis
-Modal expansion, damping in structures, damping matrix
-Modal response analysis of undamped systems
-Modal response analysis of damped systems
-Torsional response of 3D systems

Calculus, linear algebra, matrix structural analysis.

a) Lectures. b) Tutorials with homework assignement. Part of tutorials will be handled in Matlab.

The final grading will be based on: a) homework b) final written exam.

In addition to specific papers and handouts indicated/delivered during classes, the following general textbooks are recommended:

• Chopra A., “Dynamics of Structures”, Prentice Hall, Third Edition, 2007 • Clough R.W., Penzien J., Dynamics of structures, Computers Structures Inc, 2003
  

Scope of the module of Engineering geology is to introduce the student to fundamental geological surface and subsurfaces data in order to understanding engineering geological models for application to engineering works and to geohazards.
In terms of acquired skills, the course will provide the ability to plan and execute engineering geological models to use for the study of landslide, tunnel, foundation, liquefaction, subsidence.
The aim of the hydromorphology module is to introduce students to key concepts of fluvial and coastal geomorphology and to tools for flood hazard assessment and mitigation through the application of remote sensing and earth observation data and techniques.

Engineering Geology:Geological factors and their relation with engineering problems. The most important fields of application of engineering geology to foundations, slopes, tunnels, dams and earth structures. Basic aspects of engineering geology including map construction and interpretation (e.g. engineering geological mapping units). Significance of ground profiles to engineering design, their origin in various geological settings. Engineering geological model types and terminology: conceptual and observational approaches. General rules for the construction of useful models. Use of surface and subsoil data in creating model of the ground (data collection, management and pre-processing), development of engineering geological models involved in civil engineering projects and in geohazards, model validation. Some examples of engineering geological models for geohazards assessment in different geological and geomorphological environments.
Hydromorphology: The course is made up of two parts.
The first part deals with key concepts in fluvial geomorphology and covers the following topics:

• The fluvial system and keys fluvial geomorphology concepts;
• Basic knowledge of fluvial morphological characteristics and dynamics;
• Fundamental concepts of river morphodynamics and flood hazard assessment;
• River channel changes and geomorphic response to floods;
• Application of remote sensing and earth observation data for the analysis of river hydromorphological characteristics and flood hazard assessment.
  The second part deals with river management and of coastal/delta hydromorphology and covers the following topic:
• Change in land cover influences on river process;
• River Management in an Environmental Context;
• The coastal system and coastal geomorphology concepts
• Subsidence in coastal areas;
• Basic knowledge of river delta and estuaries systems: morphological characteristics and dynamics.
• Application of remote sensing and earth observation data for the analysis of coastal/delta hydromorphological characteristics
  

The students of this course have to own or to obtain an adequate initial knowledge about the following basic principles of geology: soil and rock classification, basic knowledge of structural geology and hydrogeology. Basic knowledge of geomorphology and GIS.

Engineering geology: The course consists of lectures to illustrate the theory and tutorial sessions where the emphasis is on applications and problem solving. Each subject is illustrated with the support of experimental and observational evidences and well-documented case histories concerning earthquake and landslide hazard drawn from the experience of the instructor. During the exercises, one 3D engineering geological model of the subsoil will be reconstructed using a software for the 3D subsoil model.
Hydromorphology: Lectures and practical exercises

Engineering Geology: Two assignments about the concepts and the topics of the course will be handed over and graded during the course. At the end of the course, a final examination will be also scheduled, consisting in a two hours-written test with open questions regarding the topics of the course. The final grading will be obtained from the following proportion: 40% evaluation of the assignments, 60% evaluation of the final exam.
Hydromorphology: assignments and practical exercises.
The final mark corresponds to the arithmetic average of the individual grades from Engineering Geology and Hydromorphology

Luis Gonzalez de Vallejo, Mercedes Ferrer (2011). Geological Engineering. CRC Press, ISBN 9781439892213. Reference textbook.  Course notes, scientific articles and other material will be provided during the course.
Ellen, Wohl, 2014. Rivers in the Landscape: Science and Management, first ed. Wiley
Blackwell, UK.
Bonham-Carter, G.F. (1994) Geographic information systems for geoscientists: modelling with GIS. Pergamon, Oxford.

Il corso illustra i principi fisici fondamentali che governano i flussi di acqua e sedimenti nei fiumi, corpi idrici complessi in cui forzanti naturali e antropiche interagiscono nel definire il comportamento idrodinamico. Al termine del corso, gli studenti dovrebbero essere in grado di comprendere le dinamiche del flusso idraulico e del trasporto solido nei fiumi e di impostare correttamente i relativi calcoli e stime, fondamentali per corrette applicazioni dell’ingegneria fluviale.

1. Fondamenti dell’idraulica dei corsi d’acqua naturali: sezioni trasversali tipiche, loro elementi e rappresentazione, modelli numerici e fisici per la soluzione dei problemi di idraulica fluviale, resistenza al moto negli alvei fluviali, scale di deflusso in sezioni composte, coefficiente di Coriolis, concetti di convettanza e stream power.
2. Scabrezza nei corsi d’acqua naturali: stima per via empirica, stima sulla base della letteratura, metodo di Cowan, effetto delle forme di fondo, stima sulla base della granulometria dell’alveo, distribuzione della velocità nelle sezioni fluviali, correnti secondarie ed evoluzione dei meandri fluviali.
3. Funzionamento dei modelli numerici fluviali: definizione della topografia, asse e profilo longitudinale, condizioni al contorno, soluzione delle equazioni, ruolo del modellista idraulico.
4. Moto incipiente dei sedimenti fluviali: forze in gioco, teoria di Shields, semplificazioni pratiche, diagramma di Hjulström, effetto di nascondimento-esposizione, corazzamento dell’alveo.
5. Forme di fondo: tipologie e regimi delle forme di fondo, propagazione delle forme di fondo, predittori delle forme di fondo, ripartizione dello sforzo tangenziale, metodo di Hengelund & Hansen.
6. Stima del trasporto solido: classificazione dei regimi di trasporto, strategie di scelta delle formulazioni per la stima, formulazioni per il trasporto solido di fondo, formula di Du Boys, formula di Meyer-Peter & Müller, approccio probabilistico di Einstein, trasporto di miscugli granulometrici, formule per il trasporto in sospensione, approccio diffusivo di Rouse, formule per il trasporto totale, stima del trasporto solido da misure di campo.
7. Trasporto solido non in equilibrio: rilevanza in contesti reali, equazione di Exner, lunghezza di adattamento, equazioni di un modello numerico fluviale a fondo mobile.

Una solida conoscenza sulle correnti a superficie libera acquisita nei corsi precedenti di idraulica di base è indispensabile per comprendere gli argomenti trattati. La conoscenza dei principi della meccanica dei fluidi e della fisica e dell’analisi numerica di base sono inoltre fortemente utili per padroneggiare con competenza gli argomenti del corso.

Le lezioni saranno accompagnate da slide multimediali per ciascun argomento. Degli esercizi applicativi di esempio verranno sviluppati sistematicamente al termine di ciascun capitolo. Tutto il materiale aggiornato mostrato a lezione sarà reso disponibile attraverso la pagina KIRO del corso, ma la frequenza a tutte le lezioni è essenziale per una comprensione completa della materia.

Esame scritto della durata di 2 ore sugli argomenti trattati nel corso, composto da 4 domande aperte che assegnano fino a 8 punti ciascuna, mirate specificamente a valutare la propria comprensione della materia acquisita. La valutazione sarà espressa secondo la consueta scala da 0 a 30. Il voto di 30 e lode sarà attribuito in caso di punteggio totale pari o superiore a 31.

Le slide del corso sono volutamente il più complete e dettagliate possibile, per evitare di dover fare affidamento su materiale esterno nella preparazione dell’esame. Verrà inoltre condiviso diverso materiale liberamente accessibile proveniente da enti di ricerca e da istituzioni accademiche e governative di tutto il mondo, per gli studenti interessati ad ottenere ulteriori dettagli sugli argomenti trattati, in aggiunta a quelli forniti durante il corso.

Il corso fornisce lezioni ed esercitazioni pratiche sulle caratteristiche fondamentali e le principali applicazioni del telerilevamento e del GIS. Principi del GIS: vettori e raster, applicazione dell'analisi dei dati spaziali, utilizzo di inventari, database, geoprocessing, applicazioni di gestione dati. In aggiunta durante il corso all’allievo/a saranno illustrati i principi dell’Osservazione Terrestre, fornendo le basi teoriche necessarie per comprendere ed analizzare i prodotti esistenti ottenuti dalle immagini satellitari e crearne di nuovi. Durante le esercitazioni pratiche, all’allievo/a sarà sottoposto un caso di studio nell’ambito del rischio da fenomeni naturali e gli verranno fornite le basi per analizzarlo tramite l’utilizzo di immagini satellitari. Al termine del corso, l’allievo/a avrà acquisito una solida comprensione dei principi fondamentali della geomatica e dei Sistemi Informativi Geografici (GIS). Sarà in grado di identificare i vari tipi di dati geospaziali e saper applicare le conoscenze teoriche a casi di studio reali. Le competenze applicative che l’allievo/a avrà acquisito includono l’abilità di utilizzare software GIS per l'analisi dei dati spaziali, produrre mappe tematiche e saperne analizzare i risultati. Il corso si propone di sviluppare la capacità critica e il giudizio dell’allievo/a attraverso l'analisi di casi studio reali. Il corso intende sviluppare le abilità comunicative dell’allievo/a tramite presentazioni orali dei progetti. Infine, il corso si propone di sviluppare la capacità dell’allievo/a di proseguire autonomamente nell’analisi di dati telerilevati in ambiente GIS.

MODULO 1. -Introduzione ai sistemi GIS -Vettore, Raster, geodatabase -Analisi spaziale -Sistemi di riferimento e cartografia -Cartografia tematica – Familiarizzazione con QGIS -Principi e applicazioni del telerilevamento. Fisica del telerilevamento -Sensori e sistemi di imaging: attivi/passivi, risoluzioni - Principali tecniche di analisi delle immagini satellitari -Servizi e prodotti finali MODULO 2. - Copernicus -Pre- processing -Processing e validazione L’insegnamento si avvale di lezioni frontali e esercitazioni pratiche. Per lo svolgimento delle lezioni frontali sono utilizzate presentazioni in Power Point, messe a disposizione degli studenti nella sezione dedicata all’insegnamento sulla piattaforma UNIPV moodle KIRO. Durante le esercitazioni pratiche gli studenti sono guidati nell'utilizzo di software GIS e immagini satellitari open source per lo studio di casi reali nella valutazione dei rischi.

Il corso inizia da concetti molto basilari, ma è necessaria una introduzione formale al campo dell'informatica, sia per fornire una solida base nei principi fondamentali, sia per motivare le applicazioni che seguiranno. Gli studenti dovrebbero avere anche una certa preparazione in fisica per comprendere i fenomeni coinvolti (il GIS utilizza dati spaziali come quelli del telerilevamento) e una preparazione in matematica (come l'algebra booleana) per comprendere le operazioni nel trattamento dei dati e il loro significato. Inoltre, lo studente dovrebbe avere un forte desiderio di apprendere e comprendere come i metodi di valutazione del rischio da fenomeni naturali possano essere costruiti su nuove e emergenti tecnologie, come i Sistemi Informativi Geografici (GIS).

L’insegnamento si avvale di lezioni frontali e esercitazioni pratiche. Per lo svolgimento delle lezioni frontali sono utilizzate presentazioni in Power Point, messe a disposizione degli studenti nella sezione dedicata all’insegnamento sulla piattaforma UNIPV moodle KIRO. Durante le esercitazioni pratiche gli studenti sono guidati nell'utilizzo di software GIS e immagini satellitari open source per lo studio di casi reali nella valutazione dei rischi.

L'accertamento dell'apprendimento prevede un colloquio orale per l’accertamento della padronanza della disciplina con presentazione di un progetto che prevede l’utilizzo di dati di telerilevamento in ambiente GIS. I criteri di valutazione sono: la conoscenza dei concetti base della geomatica e delle sue applicazioni, il grado di articolazione della risposta e la padronanza del linguaggio specifico. Il voto del colloquio orale è espresso in trentesimi assegnando un punteggio finale secondo i seguenti criteri: • < 18: livello di competenza non sufficiente • 18-20: livello di competenza sufficiente • 21-23: livello di competenza soddisfacente • 24-26: livello di competenza buono • 27-29: livello di competenza molto buono • 30-30 e lode: livello di competenza eccellente

-Fischer, M. M., & Getis, A. (Eds.). (2010). Handbook of applied spatial analysis: software tools, methods and applications (pp. 125-134). Berlin: Springer. -De Smith, M. J., Goodchild, M. F., & Longley, P. (2007). Geospatial analysis: a comprehensive guide to principles, techniques and software tools. Troubador publishing ltd. -Bonham-Carter, G. (1994). Geographic information systems for geoscientists: modelling with GIS (No. 13). Elsevier. -Migliaccio, Federica - Carrion, Daniela. Sistemi informativi territoriali : principi e applicazioni / Federica Migliaccio, Daniela Carrion. - 2. ed. - Torino : UTET, 2020. - XV, 412 p. -Slide fornite dal docente reperibili all'interno della piattaforma UNIPV KIRO https://elearning.unipv.it/

L'obiettivo del corso è di fornire concetti complementari rispetto al corso
di Idrologia, con particolare riferimento agli aspetti legati alla
modellazione degli effetti del cambiamento climatico

1) Introduzione al concetto di sviluppo sostenibile, cambiamenti climatici
ed impatti
2) Analisi dei disastri e dei multi-disastri naturali in scenari di
cambiamento climatico, approccio matriciale
semi-quantitativo per l’elaborazione di dati storici ed esercizio
3) Introduzione ai modelli climatici e ai modelli climatici regionali
4) Analisi dei risultati dei modelli climatici regionali per l’Italia: proiezioni
di temperatura e pioggia
5) Analisi delle piogge, curve di possibilità pluviometrica a due e tre
parametri, proiezioni future delle curve
di possibilità pluviometrica ed esercizio
6) Analisi della siccità, teoria dei run, proiezioni future ed esercizio
7) Bias correction dei dati dei modelli climatici ed esercizio
8) Analisi di sensitività e analisi multi-scenario nella modellazione
idrologica
9) Applicazione ad un bacino urbano reale dell’analisi multi-scenario ed
esercizio in EPASWMM
10) Strategia Low Impact Development (LID) per la gestione delle acque piovane
11) Introduzione ad alcune tecniche di Machine Learning: algoritmi di
clustering e previsione, applicazioni in
idrologia ed esercizi

Avere superato gli esami di Analisi Matematica, Fisica, Idrologia

Didattica frontale ed esercizi svolti dal docente in classe

La preparazione dello studente sarà verificata mediante un esame orale
con discussione sulle esercitazioni svolte dallo studente

● V.T. Chow, D.R. Maidment, L.W. Mays. Applied Hydrology. New York, Mc
Graw-Hill
Book Company, 1988
● R.K. Linsley,M.A. Kohler , J.L.H. Paulus. Applied Hydrology. New York,
Mc Graw-Hill
Book Company, 1949
● U. Maione, U. Moisello. Elementi di statistica per l'idrologia. Pavia, la
Goliardica
Pavese, 1993
● U. Moisello. Idrologia tecnica. Pavia, Medea, 2014 (Archimede 3)

Scopo del corso è quello di permettere allo studente di riconoscere e caratterizzare diversi tipi di instabilità dei versanti e di poter utilizzare strumenti per la valutazione del pericolo e del rischio di frana, di individuare le tecniche più adatte di monitoraggio e mitigazione del rischio di frana.

Terminologie e tipi di frane, classificazioni. Dinamica della frana. Fattori predisponenti e innescanti, frane come conseguenza dell'uso del suolo e dei cambiamenti climatici. Metodologie di indagine e mappatura di frana, inventari di frana. Metodi per la suscettibilità e la valutazione dei rischi (innesco e run-out): metodi basati sulla conoscenza, data-driven e fisicamente basati. Valutazione della performance delle carte di pericolosità. Monitoraggio del terreno e sistemi di early warning: tecniche di misurazione degli spostamenti da terra e da remoto, monitoraggio delle variabili idro-meteorologiche. Soglia pluviometriche per la previsione delle frane. Mitigazione delle frane: metodi strutturali e non strutturali. Lezione appresa da alcuni casi di studio.
Analisi dei rischi, valutazione e gestione del rischio di frana: analisi dei rischi qualitativa e quantitativa, frane indotte dall'uomo e ruolo delle attività umane in relazione alle frane, valutazione del rischio di frana e sviluppo sostenibile: metodi e strumenti per la pianificazione del territorio, risk management, valutazione della resilienza , Case histories.
Il corso è integrato e completato da esercizi di laboratorio riguardanti il rischio di frana e la valutazione dei rischi.

Agli studenti di questo corso è richiesto il possesso o l’acquisizione di un’adeguata preparazione iniziale in merito alle seguenti conoscenze di base della geologia applicata: bilancio idrogeologico; proprietà e parametri dell’acqua nel sottosuolo; proprietà geologiche, fisiche e meccaniche di terre e rocce; metodi di prospezione e di indagine geologica del sottosuolo; concetto di modello geologico.

Il corso consiste in lezioni frontali finalizzate ad illustrare la teoria ed in esercitazioni aventi lo scopo di applicare le nozioni teoriche acquisite e risolvere i problemi. Ogni argomento è illustrato con il supporto di evidenze sperimentali e osservazionali e la presentazione di casi di studio ben documentati riguardanti la pericolosità e rischio da frana.

Durante il corso verranno assegnati due esercizi di applicazione dei concetti e degli argomenti del corso, che verranno valutati. Alla fine del corso, è inoltre previsto un esame finale, che consisterà in un test scritto di tre ore, con domande aperte sugli argomenti del corso. Il voto finale risulterà dalla seguente proporzione: 40% valutazione degli esercizi, 60% valutazione dell’esame finale.

 Lynn M. Highland, United States Geological Survey, and Peter Bobrowsky, Geological Survey of Canada (2008). The Landslide Handbook—A Guide to Understanding Landslides. USGS Circular 1325. Reference textbook.
 Landslides: Investigation and Mitigation : Special Report 247 (Special Report (National Research Council (U S) Transportation Research Board)) by A. Keith Turner (Editor), Robert L. Schuster (Editor). Reference textbook.
 Thomas Glade, Malcolm Anderson, Michael J. Crozier (2005). Landslide Hazard and Risk. John Wiley & Sons, 15 apr 2005 - 802 pagine. Reference textbook.
 Course notes, scientific articles and other material will be provided during the course.

Many problems in Civil Engineering cannot be fully or efficiently addressed without a solid understanding of
probability and statistics. In this course, we aim to cover the fundamental concepts of probability and statistics
relevant to practical applications, minimizing discussions on topics like dice tossing and card games. Rather
than focusing on derivations, we will emphasize concepts and real-world applications. We will begin by
exploring how probability and statistics are related but distinct, followed by an introduction to random
variables and functions of random variables. Next, we will delve into probability distribution functions
commonly used in civil engineering. Towards the latter part of the course, we will discuss statistics and
sampling, including topics such as goodness-of-fit tests, regression analysis, parameter estimation, and
hypothesis testing. We will also introduce the basics of Monte Carlo simulation and variance reduction
techniques.
Each topic will be linked to practical problems and solutions across various civil engineering disciplines,
including Structural, Earthquake, Transportation, Water Resources and Environmental, and Geotechnical
Engineering. Basic decision analysis applications will also be introduced.

Theoretical lectures will be supplemented with tutorials, focusing on the practical application of the
concepts and methods introduced during the lectures. The topics covered in the course are outlined
below:
COURSE CONTENTS:
PART I

• Overview of the course. Why do we need probability and statistics? Fundamentals of Applied
  Probability and Statistics
• Main Objectives of the Course
• Probability and Statistics. Why Bother? Do you have a good number sense?
• Looking ahead: Examples of use of probability and Statistics to model occurrences of natural events
  PART II
• Fundamentals of Applied Probability and Statistics
• Set Theory and Probability Theory
• Random Variables and Distributions
• Jointly Distributed Random Variables
• Expectations and Moments of Random variables
• Functions of Random Variables
• Using Empirical Data
• Common Probability Distribution Models:
• Models for Repeated Experiments
• Models for Random Occurrences
• Limiting Cases: the Normal Distribution, the Lognormal Distribution, the Extreme Value Distributions
• Uniform and Beta distributions
  PART III
• Monte Carlo Simulation
• Brute-force Monte Carlo simulation
• Variance-reduction techniques
  PART IV
• Overview of Applied Classical Statistics:
• Distribution Parameter Estimation
• Random Variable Model Selection
• Goodness of fit tests
• Basics of Linear Regression Analysis
• Hypothesis testing
  

Knowledge of college-level calculus and basic skills in at least one of the following computer SW tools:
Excel, Matlab, R. Proficiency in reading, writing and comprehending English language. Examples from
different branches of engineering will be used throughout the course, but no prior in-depth knowledge of
engineering is necessary.

Theoretical lessons and exercise, all of which are taught in person

Assignments 20%, with Open Documentation.
Final Examination 80% with closed books and notes.

Handouts, scientific papers and other technical materials made available during the course.
Although not required, the following books may prove to be very useful for the course and as future
reference after the course

• Ang, A. H. and Tang, W. H. (2007). “Probability Concepts In Engineering: Emphasis On
  Applications In Civil & Environmental Engineering,” Wiley.
• Benjamin, J. R. and C. A. Cornell (1970). Probability, Statistics, and Decision for Civil
  Engineers. New York, McGraw-Hill.
• Kutner M.H., Nachtsheim C., and Neter J., 2004. Applied linear regression models, McGraw-
  Hill, 1396 p.
  

The main objective of the course is to develop knowledge and skills necessary for the design of a variety of important reinforced and prestressed concrete members and structures as listed in the course content. The focus is placed on using fundamental principles (flow of forces, compatibility of deformations, stress-strain relationships, equilibrium) to solve different design problems from 1D (beams and girders) to 3D members and structures (spread footings, pile caps and wall systems). In this manner, the course develops a fundamental understanding of structural design which the students can apply to any other type of concrete structures not covered in the syllabus.

1. Strut-and-tie design of slender beams/members
2. Design for torsion
3. Design of deep beams
4. Design of joints and connections
5. Design of wall structures
6. Axial behavior of prestressed members
7. Flexural behavior of prestressed members
8. Design of prestressed beams
9. Calculation of prestress losses
10. Design of slabs
11. Design of foundations

Familiarity with concepts and applications of equilibrium, compatibility, and stress-strain relationships.
Undergraduate-level knowledge of statics, solid mechanics, structural analysis, reinforced concrete mechanics.

To maximize the learning outcome, the course will use a variety of different teaching methods. The classes will include a combination of slide presentations, blackboard lectures, solved demonstration problems, individual and group work of the students for solving challenging problems, video materials, and critical analysis of reading materials in the classroom. The students will participate actively by using first principles to solve analysis and design problems which are aimed at providing an important insight into the behavior of concrete structures. They will be guided towards the final solution by solving intermediate problems with increasing complexity.

The evaluation will be based on homework assignments (30%) and a written final exam (70%). The final exam will consist of two parts: exercises (open book) and theory (closed book); only paper material and traditional calculators will be allowed during the open book exercise part, no electronic or communication devices.

R. Park R and T. Paulay, Reinforced Concrete Structures, John Wiley & Sons, 1975
T. Paulay and M.J.N. Priestley, Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Structures, John Wiley & Sons, 1992
M.P. Collins and D. Mitchell, Prestressed Concrete Structures, Response Publications, Canada, 1997
A.E. Naaman, Prestressed Concrete Analysis and Design - Fundamentals, Techno Press 3000, 2012

Scope of the course is to introduce students to the basic theories and methods of earthquake geotechnical engineering and soil dynamics. Topics include propagation of mechanical waves in geomaterials, ground response analyses, soil liquefaction, seismic instability of slopes, surface fault rupture, dynamic soil-structure interaction, seismic analysis of foundations and earth-retaining systems.
The course consists of lectures and interactive tutorial sessions. Each subject is illustrated with examples and well-documented case histories from major earthquakes worldwide drawn from the experience of the instructor.

In the first part of the course, basic concepts of propagation of mechanical waves are discussed in elastic, viscoelastic and poroelastic continua. They include mathematical classification of wave motion, Fermat’s principle, Zoeppritz equations and physical causality. Surface Love and Rayleigh waves and their dispersive properties are also introduced including a discussion of the Lamb problem and of the differences between 2D vs. 3D radiation.
Next, fundamental concepts of seismometry are presented jointly with basic techniques of digital signal processing of earthquake recordings. Basic notions of engineering seismology are also reviewed; these include probabilistic and deterministic seismic hazard, design earthquake, intensity measures of ground motion, acceleration and displacement response spectra, selection of seismic- and spectrum- compatible accelerograms. These concepts will be applied to study ground response analyses of soil deposits in 1D linear and linear-equivalent modeling after introducing the concept of transfer function in elastic and viscoelastic layered systems. Examples of phenomena of ground amplification in well-known earthquakes are presented and thoroughly discussed. More advanced topics like non-linear effective stress analyses, numerical modeling of 2D ground response, basin effects and topographic amplification are introduced. Finally, ground amplification as treated in well-established building codes (e.g. Italian NTC 2018 and Eurocode EC8 Part 1) is illustrated jointly with the seismic micro- zonation of an extended territory such as an urban centre.
The second part of the course focuses on subjects of soil dynamics. They include the study of drained and undrained response of soils under earthquake loading, concepts of critical state theory, shear strength and stiffness degradation of soils under cyclic loading. These topics are preliminary to the subject of geotechnical site characterization via in-situ and laboratory investigations and to the study of phenomena of ground failure like earthquake-induced soil liquefaction, lateral spreading ground and seismic instability of natural slopes.
The course ends with an introduction to dynamic soil-structure interaction (SSI). After stating the problem, the notions of kinematic and inertial interaction are illustrated in association with that of dynamic impedance of a shallow foundation. This is used to solve SSI problems via the substructure approach. Finally, the pseudo-static and displacement-based methods are used for the seismic analysis and design of earth-retaining structures and foundation systems.

Basic knowledge of geotechnical engineering, mechanics of deformable body and engineering seismology.

Lectures (hours/year in lecture theatre): 60 Tutoring classes (hours/year in lecture theatre): 8

Assignments will be handed over and graded during the course. The final examination will consist of a 3 hours, written test. The final-exam format is closed-book. An equation-sheet will be provided, if needed. Grading: 40% assignments, 60% final exam however, the final examination must be passed with a minimum grade of 18 out of 30 (60 out of 100).

Kramer S.L. and Stewart J.P. (2024). Geotechnical Earthquake Engineering. CRC Press, Taylor & Francis Group. Second Ed., pp. 1056. Reference textbook.

Kokusho, T. (2017). Innovative Earthquake Soil Dynamics. CRC Press, pp. 478. Reference textbook.

Ishihara, K. (1996). Soil Behaviour in Earthquake Geotechnics. Oxford Press, pp. 350. Reference monograph on soil dynamics and laboratory tests.

Verruijt, A. (2010). An Introduction to Soil Dynamics. Springer-Verlag, New York, 431 pp. Reference textbook on theoretical soil dynamics.

Lecture notes, scientific articles and reports will be provided throughout the course.

Illustrare le metodologie impiegate in laboratorio e in campagna per misurare le grandezze idrauliche significative dal punto di vista tecnico (pressioni, velocità, portate, ecc...). Mettere in pratica le metodologie apprese realizzando campagne di misura nel corso di esercitazioni pratiche.

Introduzione
Cenni alla teoria della misura, alle proprietà dimensionali, alla valutazione degli errori e loro analisi statistica.

Misura della pressione
Richiami di manometria. Impiego dei trasduttori di pressione per le misure dinamiche.

Misura della velocità
Misure basate su principi meccanici (tubo di Pitot, anemometro ad elica); misure basate su principi ottici (anemometro laser (LDV) e sua applicazione alla misura di quantità turbolente); cenni alla velocimetria a particelle (PIV); tecniche ultrasoniche.

Misura di livelli e velocità in correnti a pelo libero
Idrometria, misure di velocità basate su principi meccanici (con impiego dei mulinelli idraulici e loro taratura); misure basate su tecniche ultrasoniche.

Misura della portata in correnti a pelo libero
Misure di tipo idraulico (stramazzi, stramazzi a larga soglia); metodologie di calcolo della portata basate sulle misure locali di velocità; misure di portata basate su tecniche ultrasoniche.

Misura della portata in correnti in pressione
Richiamo alle tecniche tradizionali (venturimetri, boccagli, diaframmi, asametri, ecc..) e loro metodologie di impiego; flussimetri a ultrasuoni.

Cenni sui modelli in scala e sulla misura dei coefficienti idrodinamici.

Conoscenze di base di idraulica e di meccanica dei fluidi

Lezioni (ore/anno in aula): 17
Esercitazioni (ore/anno in aula): 18
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Prova orale comprendente: la verifica dei prerequisiti di idraulica, la discussione di una relazione scritta sulle prove sperimentali svolte, la teoria inerente al corso.

S. Longo, M. Petti, Misure e controlli idraulici, ed. McGraw- Hill
T. Arts, H. Boerrigter, M. Carbonaro, J.M. Charbonnier, G. Degrez, D. Olivari, M.L. Riethmuller, R.A. Van den Braembussche, Measurement techniques in fluid dynamics: an introduction, Von Karman Institute for Fluid Dynamics
Dispense del corso su KIRO

• Saper comprendere semplici messaggi e annunci orali e scritti relativi ad argomenti familiari, al lavoro, all’università e al tempo libero;
• Presentare se stessi e gli altri;
• Saper interagire in conversazioni relative ad argomenti familiari, su temi legati alla quotidianità e alla sfera personale;
• Saper esprimere i propri gusti e preferenze;
• Scrivere brevi testi relativi alla quotidianità;
• Scrivere brevi e-mail informali e formali per chiedere informazioni;
• Compilare moduli.
  

FUNZIONI COMUNICATIVE

• I saluti formali e informali
• Sapersi presentare e presentare gli altri
• Chiedere spiegazioni, chiedere di ripetere
• Chiedere informazioni, il prezzo e gli orari di apertura e chiusura
• Saper chiedere e dire l'ora
• Ordinare al bar e/o al ristorante
• Dal fruttivendolo
• Parlare di quello che piace o non piace
• Chiedere e dire la professione
• Parlare delle abitudini quotidiane e della loro frequenza.
• Parlare del tempo libero
• Fare/accettare/rifiutare un invito
• Fare una richiesta e chiedere il permesso
• Dare e chiedere un consiglio
• Descrivere il tempo atmosferico
• Parlare della salute
• Parlare degli sport che si praticano
• Descrivere la propria famiglia
• I mezzi di trasporto
• Raccontare qualcosa al passato
  
  
  STRUTTURE MORFOSINTATTICHE
• Il presente indicativo dei verbi regolari
• I pronomi personali
• Il genere dei nomi e degli aggettivi
• Esserci (c'è e ci sono)
• Gli aggettivi dimostrativi
• Gli articoli determinativi, indeterminativi e partitivi
• Il singolare e il plurale dei sostantivi e degli aggettivi
• I numeri ordinali e cardinali
• Espressioni con il verbo fare
• L’aggettivo “bello”
• L'uso delle preposizioni semplice e articolate
• Differenza tra andare e venire
• Le preposizioni improprie
• Gli aggettivi possessivi
• L'indicativo presente dei verbi regolari, anche riflessivi, e dei principali irregolari (andare, uscire, fare, .)
• La costruzione del verbo piacere
• I verbi modali
• La differenza tra “conoscere”, “sapere” e “potere”
• Stare + gerundio
• Stare per + infinito
• Gli avverbi di tempo
• Avverbi di frequenza
• Il passato prossimo dei verbi regolari e irregolari
  Elementi di fonetica italiana
• L’alfabeto italiano e la pronuncia delle lettere
• Le consonanti doppie
• I suoni c / g duri e dolci (ca/ce, ga/ge)
• I suoni sc / gl / gn
• La pronuncia di qu / cu / cq
• L’accento tonico nelle parole
  

lezioni interattive
cooperative leaning
role playing

prova orale
idoneità

Piattaforma KIRO https://elearning.unipv.it/course/view.php?id=9598
Morano, L., Alfa Beta Gramma, grammatica schematizzata dal livello A1 al C1, Nina Edizioni, 2024

Landslides are one of the most destructive natural disasters. They are responsible each year of a large number of casualties and economic losses worldwide. Landslide modeling is of foremost importance for the mitigation of landslide risk both at a local and regional scales. Scope of the course is to introduce students to the basic theories and methods of landslide modeling and risk mitigation. The first part of the course reviews basic concepts of slope movements and erosional processes considering the various geological, geomorphological, hydrogeological and geotechnical settings. Topics include the study of the different mechanisms of slope instabilities and the corresponding analytical and numerical methods to be used in static condition taking into account their complex time-dependent behavior in mathematical and physically-based models. Pre-failure, progressive failures, reactivation and catastrophic failure conditions will be thoroughly analyzed.
The second part of the course focuses on selection and design of structural and geotechnical mitigation measures aimed at slope stabilization and landslide risk mitigation. Topics include an overview of ground improvement techniques, mechanical and hydraulic interventions, insertion of rigid inclusions, stabilization by modifying the geometry of the slope and by using of geosynthetics for natural and artificial slopes.
The course will consist of lectures to illustrate the theory and practical sessions where the emphasis is on problem solving.

Schedule of lectures:
1. Review of basic principles of soil mechanics
2. Numerical modeling of slope instability using Limit Equilibrium Method
3. Numerical modeling of slope instability using displacement-based methods
4. Review of ground improvement techniques
5. Mechanical modification: principles of soil densification
6. Hydraulic modification: filtration, drainage and seepage control (drains)
7. Modification by inclusions and confinement: geosynthetic application
8. Review of structural Landslide Mitigation Measures
9. Ground improvement techniques for slope stabilization

Basic knowledge of geotechnical engineering and hydraulics

Lectures (hours/year in lecture theatre): 36
Practical classes (hours/year in lecture theatre): 15

Assignments will be handed over and graded during the course. The final examination will consist of a written test. The final exam format is closed-book. An equation sheet will be provided, if needed. Grading 20% assignments, 80% final exam.

ROBERT D. HOLTZ & WILLIAM D. KOVACS & THOMAS C. (1981) An Introduction to Geotechnical Engineering. Prentice-Hall Ed.

HAUSMANN M.R. (1990) Engineering principles of ground modification, McGraw-Hill Pub Co.

MOSELEY M.P. & KIRSCH K. (2004) Ground Improvement, Taylor & Francis ed

The main objective of the course is to introduce students to the basic
theories and methods of urban water systems, that is water supply and
sewer systems. The course will be made up of three parts. The first will
provide the students with the main notions related to the design and
analysis of water distribution systems. The second will be dedicated to
the design and analysis of sewer systems. In the third part, the risk and
vulnerability in Urban Water Systems will be dealt with.

1 - Demand-driven and pressure-driven modelling of water distribution
networks
2 - Optimal design of water distribution networks with no reliability
constraints
3 - Multi-objective design of water distribution networks
4 - Optimal management of water distribution networks (mechanical and
hydraulic failures, segment identification, service-pressure and leakage
management, real time control, district metered areas)
5 - Modelling of water quality, water distribution network protection from
contaminations
6 - The software EPANET
7 - Modelling of urban drainage systems
8 - The control of water volumes and of water quality in urban drainage
systems
Testi in inglese
English
Basic knowledge of Hydraulics and Hydraulic Infrastructures
The main objective of the course is to introduce students to the basic
theories and methods of urban water systems, that is water supply and
sewer systems. The course will be made up of three parts. The first will
provide the students with the main notions related to the design and
analysis of water distribution systems. The second will be dedicated to
the design and analysis of sewer systems. In the third part, the risk and
vulnerability in Urban Water Systems will be dealt with.
1 - Demand-driven and pressure-driven modelling of water distribution
networks
2 - Optimal design of water distribution networks with no reliability
constraints
3 - Multi-objective design of water distribution networks
4 - Optimal management of water distribution networks (mechanical and
hydraulic failures, segment identification, service-pressure and leakage
management, real time control, district metered areas)
5 - Modelling of water quality, water distribution network protection from
contaminations
6 - The software EPANET
9 - Best management practices for the optimal management of urban
drainage systems (detention and retention systems, infiltration systems,
vegetated systems, real time control)
10 - The software EPASWMM

Basic knowledge of Hydraulics and Hydraulic Infrastructures

Lectures and exercises with Matlab

Assignments will be handed over and graded during the course. The final
examination will consist in the assessment of the assignments and in an
oral/written test during which the student is supposed to defend his/her
assignment.

Butler, and J. Davies (2011). Urban Drainage. Spon Press, 625 pp.
W. Mays (2011). Water Resources Engineering. John Wiley & Sons, 890
pp.
T.M. Walski, D. Chase, D. Savic, W. Grayman, S. Beckwith, and E. Koelle
(2003). Advanced water distribution modelling and management.
Haestad, Waterbury, CT, 702 pp.
Material of the module available for download at http://www-
4.unipv.it/ecreaco/Hydraulic%20Infrastructures.html

Il corso intende affrontare il tema della protezione sismica delle strutture attraverso le tecniche dell’isolamento (disaccoppiamento struttura-fondazione e struttura-struttura) e dello smorzamento (dissipazione) aggiunto. Isolamento e smorzamento rientrano tra le tecniche di progettazione avanzata e si basano sull’utilizzo di dispositivi meccanici che integrati nella struttura ne modificano la risposta dinamica. Isolamento e smorzamento aggiunto puntano da un lato ad attenuare le azioni derivanti dallo scuotimento sismico portando ad una progettazione più semplificata ed economica della struttura, dall’altro a concentrare gli eventuali danni nei dispostivi di isolamento e/o smorzamento riducendo anche i tempi e i costi di ripristino delle funzionalità del sistema strutturale tecnologicamente avanzato. Tali tecniche sono da alcuni anni estensivamente utilizzate nella progettazione di nuove strutture in zone a significativa pericolosità sismica e si stanno gradualmente presentando come valida alternativa alle tradizionali soluzioni per l’adeguamento di strutture esistenti

• Effetti di disaccoppiamento e smorzamento sulla risposta dinamica di sistemi sottoposti ad azioni sismiche
• Basi teoriche della progettazione avanzata ed analisi dei vantaggi rispetto all’approccio tradizionale
• Meccanismi di dissipazione che caratterizzano il comportamento dei dispositivi utilizzati nelle applicazioni pratiche: viscosità, isteresi e attrito
• Dispostivi di isolamento in gomma armata, gomma con nucleo in piombo e a scorrimento su superfici piane e curve
• Dispositivi di smorzamento aggiunto dipendenti dallo spostamento e dalla velocità
• Dispostivi di vincolo dinamico
• Studio del comportamento dei dispostivi attraverso l’osservazione sperimentale
• Modelli lineari e non lineari per dispositivi antisismici (isolamento e dissipazione)
• Progettazione dei sistemi di isolamento sismico
• Progettazione dei sistemi di smorzamento aggiunto
• Esempi applicativi
  

E’ richiesta la conoscenza degli elementi di base dei corsi di Scienza delle Costruzioni, Tecnica delle Costruzioni e Dinamica delle Strutture con particolare riferimento ai temi relativi al comportamento sismico delle strutture

Lezioni frontali focalizzate sulla teoria di base della progettazione avanzata e sul comportamento dinamico dei sistemi strutturali equipaggiati con dispositivi di isolamento e dissipazione.
Lezioni frontali sul funzionamento e sulla meccanica dei dispostivi utilizzati nelle applicazioni pratiche.
Lezioni in laboratorio finalizzate allo studio del comportamento dinamico dei dispostivi attraverso l’esecuzione di prove sperimentali;
Lezioni frontali ed esercitazioni relative alla progettazione di sistemi di isolamento e dissipazione

Preparazione di un progetto relativo al sistema di isolamento sismico per un edificio

• Dynamics of Structures, R.W. Clough, J. Penzien, McGraw-Hill, 1975
  Principles of Passive Supplemental Damping and Seismic Isolation, C. Christopoulos, A. Filiatrault. IUSS Press, 2006
• Norme Tecniche per le costruzioni D.M. 17 Gennaio 2018
• EN15129:2009 “Antiseismic devices”