Ingegneria edile-architettura

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base del calcolo
differenziale e integrale per le funzioni reali di una variabile reale, i
lineamenti principali della teoria delle successioni e serie numeriche, le
nozioni fondamentali sui numeri complessi. Ampio spazio verrà dato ad
esempi ed esercizi.

1. Principali proprietà degli insiemi numerici e in particolare dell'insieme
dei numeri reali (campo totalmente ordinato, assioma di continuità).
Campo dei numeri complessi.
2. Funzioni: definizioni; generalità, grafici; funzioni invertibili; funzioni
pari, dispari, periodiche; operazioni sulle funzioni; funzioni composte;
funzioni elementari e loro grafici. Limiti di funzioni: definizioni; operazioni
sui limiti. Funzioni continue; punti di discontinuità e loro classificazione;
proprietà globali delle funzioni continue.
3. Derivata di una funzione: definizione e proprietà; applicazioni alla
Geometria e alla Fisica. Regole di derivazione e calcolo delle derivate.
Teoremi fondamentali del calcolo differenziale. Derivate successive;
formula di Taylor, ricerca di punti di estremo, Teorema di De L'Hopital.
4. Successioni numeriche; limiti di successioni. Serie numeriche:
definizione; prime proprietà ed esempi; serie a termini positivi (criteri di
convergenza); convergenza assoluta e convergenza semplice.
5. Integrali definiti: definizione e proprietà principali; applicazioni alla
Geometria e alla Fisica. Teoremi fondamentali del calcolo integrale.
Tecniche di integrazione e calcolo di integrali. Integrali impropri.

Grafici di funzioni elementari in una variabile. Risolvere disequazioni di vario tipo. Trigonometria

Lezioni ed esercitazioni frontali e a piccoli gruppi.

L'esame consiste in una prova scritta e in una prova orale (facoltativa e
condizionata all'esito dello scritto o su richiesta del docente) sugli argomenti del corso. La prova scritta dura 2 ore e consiste di 9 domande con un punteggio compreso tra 3 e 5 punti per ogni domanda. Per
informazioni più dettagliate si veda:
http://matematica.unipv.it/rocca/

M. Bramanti, C.D. Pagani, S. Salsa, Analisi Matematica 1, Zanichelli,
Bologna, 2009.
M. Bramanti, Esercitazioni di Analisi Matematica 1, Ed. Esculapio,
Bologna, 2011.

Moltiplicare matrici, calcolare il rango di una matrice, calcolare un determinante, risolvere un sistema lineare, calcolare prodotti scalari, ortogonalizzare basi, calcolare la dimensione di uno spazio vettoriale.

Fondamenti: insiemi e funzioni

Algebra Lineare

Spazi vettoriali: sottospazi,dipendenza ed indipendenza lineare, basi e dimensione. Matrici: operazioni, determinante, rango, matrici invertibili.
Operatori lineari tra spazi vettoriali: nucleo, immagine e Teorema delle dimensioni. Sistemi lineari: Teorema di Rouché-Capelli, algoritmi per la risoluzione. Autovalori ed autovettori di una matrice e diagonalizzazione. Prodotto scalare standard: ortogonalita', norma, proiezioni ortogonali, costruzioni di basi ortogonali e complementi ortogonali.
Diagonalizzazione di matrici reali simmetriche. Forme quadratiche reali e loro riduzione a forma canonica.

Geometria Analitica

Riferimenti cartesiani ortogonali nello spazio e nel piano.
Rappresentazione analitica di rette e piani nello spazio.

I prerequisiti sono quelli previsti per l'immatricolazione alla Facoltà

Lezioni (ore/anno in aula): 23
Esercitazioni (ore/anno in aula): 37
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

L’esame consta di una parte scritta e di una parte orale. Nello scritto vengono valutate le competenze che lo studente ha raggiunto nel calcolo e nella risoluzione di problemi riguardanti gli argomenti del corso. Gli esercizi si articoleranno in domande di difficoltà variabile volte a stabilire il grado di profondità nell'acquisizione di tali competenze.
Il docente propone agli studenti che ottengono la sufficienza nella parte scritta o la verbalizzazione diretta o un colloquio orale. Gli studenti hanno sempre diritto di chiedere di sostenere la prova orale. In caso il voto dello scritto sia maggiore di 26, allo studente che non sostiene l'orale viene verbalizzato 26. La prova orale partirà da un'analisi dello scritto. All'orale lo studente dovrà mostrare di padroneggiare le nozioni del corso: aver compreso le definizioni e gli enunciati ed essere in grado di riproporre le dimostrazioni viste a lezione. Inoltre dovrà mostrare di essere in grado di utilizzare queste nozioni in situazioni proposte dal docente.
La formulazione del voto si otterrà considerando la complessiva ampiezza e profondità dell’apprendimento, nonché la chiarezza dell’esposizione e le competenze dimostrate nella risoluzione di problemi.
Il voto si otterrà dal confronto, non necessariamente ridotto ad una media aritmetica, della valutazione della parte scritta e della parte orale.

F. Bisi, F. Bonsante, S. Brivio. . Lezioni di algebra lineare con applicazioni
alla Geometria analitica. Edizioni LaDotta.

Il corso intende fornire una conoscenza dei contenuti fondamentali della storia dell’architettura europea antica e moderna (dalla Greca classica alla fine del XVIII secolo) e sviluppare competenze di lettura e analisi delle principali forme architettoniche, come strumento critico da riportare nell’esperienza progettuale.

Temi generali: Le fonti e le radici dell’architettura. Architettura e città. Lo spazio e i suoi significati. Il linguaggio dell’architettura. Architettura e geometria. La proporzione. Architettura e prospettiva. Architettura e colore. La tecnica e i materiali. L’architettura come simbolo. La formazione dell'architetto. Il rapporto con la committenza. Architettura e teoria dell’architettura: la trattatistica da Vitruvio al XVIII secolo. I protagonisti e le fasi: Architettura greca (con riferimento a quella cretese e micenea). Architettura romana. Architettura paleocristiana e bizantina, longobarda e carolingia. Il Medioevo: romanico, gotico e tardo gotico. Architettura del primo Quattrocento: Brunelleschi e Alberti. La città ideale: Pienza e Urbino. Diverse forme di umanesimo: Francesco di Giorgio, Filarete. Leonardo e Bramante in Lombardia. L’architettura a Roma e in Italia nel primo Cinquecento: Bramante, Raffaello, Michelangelo, Antonio da Sangallo, Peruzzi, Giulio Romano. Classico e Anticlassico. Regola e Maniera: Serlio. La Riforma. La seconda metà del Cinquecento: Vignola, Palladio. Il Barocco a Roma: Bernini, Borromini, Pietro da Cortona. Altri modi del Barocco: Longhena, Guarini e Juvarra. L’architettura effimera. Le grandi regge europee: Versailles, Vanvitelli a Caserta. Il Neoclassicismo in Italia e in Europa.

Cultura di base storica, geografica e letteraria.

Lezioni ed esercitazioni

Esame orale finale

1. Appunti delle lezioni MANUALE DI STORIA DELL'ARCHITETTURA uno a scelta tra: a) D. Watkin, Storia dell'archittura occidentale, Zanichelli b) AAVV, Lineamenti di storia dell'architettura, Sovera Edizioni APPROFONDIMENTI Almeno un testo a scelta tra: a) P. Murray, L'architettura del Rinascimento italiano, Laterza b) R. Wittkover, Arte e architettura in Italia 1600-1750, Einaudi (parte prima, cap. VI; parte seconda, capp. VIII, IX, X, XII; parte terza, capp: XVI, XVII). c) R. Wittkower, Principi architettonici nell’età dell’Umanesimo, Einaudi Gli approfondimenti verranno discussi a lezione.

L’obiettivo del corso è preparare gli studenti di ingegneria a raggiungere una competenza comunicativa nella lingua inglese corrispondente al livello B2 del Global Engineers Language Skills (GELS) Framework, 2021 (https://www.clic.eng.cam.ac.uk/files/gels_framework_2021.pdf).
A completamento del corso, gli studenti dovranno aver sviluppato tutte e quattro le abilità di parlato, ascolto, lettura, e scrittura in lingua inglese, con i seguenti obiettivi:

• interagire in maniera efficace su una varietà di argomenti del settore dell’ingegneria scelto, esprimere opinioni, presentare evidenze;
• rispondere a domande specifiche su testi di contenuto tecnico scritti, orali e multimediali;
• comprendere testi orali, riassumere o parafrasare testi scritti di contenuto tecnico e utilizzare le convenzioni della corrispondenza formale.
  

Il corso tratta contenuti comuni a tutte le ingegnerie (civile, elettrica, elettronica e meccanica) come, per esempio, processi, misure e componenti, e propone agli studenti l’inglese specialistico utilizzato dagli ingegneri nel mercato internazionale.
Attività pratiche e simulazione di casi concreti, per esempio, la relazione su un problema tecnico, la descrizione di una rete e dei suoi elementi, l’esposizione di specifiche tecniche, mirano a sviluppare l’accuratezza e la chiarezza dell’esposizione e l’appropriatezza delle capacità di comunicazione necessarie agli ingegneri. Gli studenti sono incoraggiati ad applicare queste abilità direttamente al proprio ambito di specializzazione.

Livello di competenza B1 in lingua inglese (QCER)

Seminari, lavoro in piccoli gruppi, attività di laboratorio, lezioni di docenti esterni, partecipazione attiva da parte degli studenti con task guidati e presentazioni orali.

L’esame per ottenere i 3 CFU di English for Engineering consiste in un test a scelta multipla online con domande della tipologia illustrata durante il corso, seguito da una presentazione orale di 10 minuti di una delle attività introdotte durante il corso, a scelta di ciascun candidato.

Ibbotson, Mark (2009) Professional English in Use: Engineering. With Answers. Series: Technical English for Professionals, B1-B2, Cambridge, Cambridge University Press.
Ulteriori materiali saranno resi disponibili tramite la pagina del corso in Kiro (e-learning.unipv.it)

Il corso si propone di illustrare la rilevanza dei modelli matematici nella meccanica strutturale, privilegiando gli aspetti statici e di stabilità.

Algebra tensoriale
Spazio euclideo, vettori e tensori; Teorema di trasposizione; Tensori simmetrici ed antisimmetrici; Matrici rappresentative di un tensore; Diadi; Prodotto vettoriale; Corrispondenza tra vettori e tensori antisimmetrici; Teorema spettrale; Gruppo ortogonale; Aggiunto di un tensore; Orientamento delle basi.

Brevi cenni sulle curve differenziabili nello spazio
Curvatura e torsione; Formule di Frénet-Serret.

Sistemi di vettori applicati
Asse centrale; Sistemi di vettori equivalenti.

Proprietà di inerzia dei sistemi
Simmetrie materiali; Tensore di inerzia; Assi e momenti principali di inerzia; Teorema di Huygens-Steiner; Teorema di composizione.

Cinematica
Osservatori; Cambiamento di osservatore; Tensore di spin e velocità angolare; Formula di Poisson; Formule fondamentali di cinematica relativa; Teorema di Koenig; Cinematica rigida.

Dinamica dei sistemi
Principii di Newton; Critica dei principii; Trasformazioni galileiane; Dinamica relativa; Catalogo delle forze; Equilibrio delle forze interne; Configurazione ed atto di moto di un sistema; Teorema dell'energia cinetica; Potenza delle forze interne; Integrale dell'energia; Dinamica del corpo rigido; Equazioni cardinali della dinamica rigida; Equazioni di Eulero per il moto rigido.

Dinamica lagrangiana
Vincoli olonomi e coordinate lagrangiane; Spazio delle configurazioni lagrangiane; Atto di moto virtuale; Vincoli perfetti; Equazioni di Lagrange; Funzione lagrangiana.

Equilibrio dei sistemi
Equazioni cardinali della statica; Statica lagrangiana; Principio dei lavori virtuali; Statica delle strutture rigide; Catalogo dei vincoli; Strutture iperstatiche ed isostatiche; Arco a tre cerniere; Azioni interne ad un'asta; Problemi di contatto e distacco; Stabilità dell'equilibrio; Teorema di Dirichlet-Lagrange; Criteri di instabilità: i due teoremi di Liapunov, teorema di Hagedorn-Taliaferro; Modi normali; Piccole oscillazioni.

Statica dei continui monodimensionali
Statica dei fili; Equazioni di equilibrio; Forze attive conservative; Forze attive parallele; Equilibrio in presenza di attrito.

Conoscenza della matematica di base, specialmente, dell'Analisi e della Geometria.

Lezioni, Esercitazioni e sessioni di Tutorato

Verrà svolta una prova scritta finale, seguita, quando sufficiente, da un colloquio orale facoltativo o quando richiesta del docente.

P. Biscari, C. Poggi, E.G. Virga. Mechanics Notebook. Liguori. Napoli, 2^ edizione, 2005.

F. Bisi, R. Rosso. Introduzione alla Meccanica Teorica.
La Dotta, Bologna, (2014)

P. Biscari. Introduzione alla Meccanica Razionale, Springer, Milano, 2015.

G. Grioli. Lezioni di Meccanica Razionale . Cortina. Padova, 1985.

A completamento del corso, gli studenti avranno sviluppato le abilità di comunicazione e l’inglese specialistico delle professioni dell’ingegneria. Più in dettaglio saranno in grado di:

• utilizzare il gergo tecnico appropriato ai settori dell’ingegneria industriale e delle costruzioni;
• collaborare in maniera efficace in gruppi alla creazione e revisione di documenti tecnici;
• presentare i propri progetti davanti a una varietà di pubblici di esperti e non-esperti.
  

Gli ingegneri necessitano di supportare le proprie conoscenze tecniche con ottime capacità di comunicazione. Con questa premessa, il corso intende sviluppare le abilità comunicative in lingua inglese applicate ai diversi contesti professionali degli ingegneri, industriale, della ricerca applicata e della pubblica amministrazione.
Il corso prevede varie attività di scrittura e presentazione orale, quali, la relazione tecnica, l’analisi di dati, la relazione sul progetto e insegna come comunicare concetti tecnici a un pubblico di specialisti e non-specialisti.

Livello di competenza B1 in lingua inglese (QCER)

Seminari, lavoro in piccoli gruppi, attività di laboratorio, lezioni di docenti esterni, partecipazione attiva da parte degli studenti con task guidati e presentazioni orali.

L’esame per ottenere i 3 CFU di Laboratorio di Lingua inglese consiste in una presentazione orale di 10 minuti di uno dei progetti delle materie specialistiche studiate, a scelta di ciascun candidato.

Ibbotson, Mark (2009) Professional English in Use: Engineering. With Answers. Series: Technical English for Professionals, B1-B2, Cambridge, Cambridge University Press.
Ulteriori materiali saranno resi disponibili tramite la pagina del corso in Kiro (e-learning.unipv.it)

Conoscenza dei principi fondamentali della meccanica delle strutture in muratura. Capacità di eseguire il progetto strutturale di edifici ordinari in muratura semplice o armata, inclusa la progettazione in zona sismica. Conoscenza delle principali cause e fenomenologie di dissesto nelle costruzioni esistenti in muratura, e dei principali criteri e tecniche di intervento per la riabilitazione strutturale, anche in presenza di azioni sismiche.

Parte prima

I materiali costituenti le murature. Tipologie delle murature moderne. Il materiale muratura: proprietà meccaniche, modelli costitutivi. Comportamento in stati monoassiali di tensione (compressione, trazione). Stati tensionali complessi. Resistenza a taglio. Stati limite di elementi strutturali (pannelli murari in muratura semplice ed armata). Azioni nel piano medio. Azioni ortogonali al piano medio. Effetti geometrici del secondo ordine. Tipi strutturali e concezione dell'edificio. Modelli d'insieme, analisi strutturale e verifiche di sicurezza.

Parte seconda

Elementi di dinamica sismica. Rappresentazione dell'azione sismica mediante spettri di risposta. Elementi di progettazione sismica degli edifici. Edifici in muratura soggetti all'azione sismica: progetto e verifica.

Parte terza

Le murature storiche. Tipologie murarie. Principali elementi costruttivi delle strutture storiche in muratura. Cause e diagnosi dei dissesti di edifici esistenti. Rilievo strutturale. Metodi di indagine. L'analisi strutturale degli edifici esistenti. Archi e volte, analisi statica. Modelli per l'analisi dei meccanismi locali di collasso. Criteri e tecniche di intervento. Il consolidamento antisismico.

Tutti gli argomenti verranno trattati con riferimento alle normative nazionali ed europee più recenti.

Contenuti dei corsi classici di Scienza delle Costruzioni e di Tecnica delle costruzioni. In particolare: conoscenza della teoria elastica lineare delle strutture, dei principali criteri di resistenza dei materiali da costruzione, dei principi fondamentali di analisi e progetto delle strutture in calcestruzzo armato e in acciaio.

Lezioni frontali con utiizzo di diapositive Powerpoint integrate da commenti alla lavagna.
Esercitazioni numeriche guidate in classe.
Sviluppo da parte di piccoli gruppi di studenti di un progetto di edificio in muratura sotto la guida dei docenti del corso. L'esercitazione progettuale ai singoli gruppi di studenti è assegnata dal docente circa un mese prima della conclusione del corso.

La verifica dell'apprendimento è svolta tramite un esame orale di circa un'ora in cui, dopo la discussione dell'esercitazione progettuale svolta, lo studente risponde a domande sul programma del corso. Lo studente dovrà presentare al docente il materiale relativo all'esercitazione progettuale (files e/o materiale cartaceo) con almeno due giorni di anticipo rispetto alla data del colloquio orale. Il voto finale è determinato sia dalla qualità dell'esercitazione progettuale che dalle risposte alle domande sul programma del corso.

Nella cartella KIRO del corso sono a disposizione i files pdf delle slides del corso ed i files Excel di riferimento per alcune esercitazioni. Nella stessa cartella sono disponibili i testi delle principali normative tecniche nazionali ed internazionali di riferimento. Di lezione in lezione verranno inoltre segnalati testi utili relativamente ai vari argomenti, fra i quali:
N.Augenti, F. Parisi, Teoria e Tecnica delle Strutture in Muratura, HOEPLI, 2019
I.V. Carbone, A.Fiore, G.Pistone, Le costruzioni in muratura, HOEPLI, 2001

Esercitazione online

Il corso si propone di fornire allo studente i metodi per affrontare la progettazione e realizzazione di strutture in acciaio. Il corso illustra le direttive delle normative internazionali ed in particolare, le normative europee. Oltre alla teoria, il corso fa riferimento ai vari casi studio realizzati ed in fase di costruzione.

Il corso è articolato in cinque moduli principali, ciascuno focalizzato su un aspetto fondamentale della progettazione e verifica delle strutture in acciaio: Modulo 1 – Introduzione all’acciaio, tipologie costruttive e metodi di analisi (Lezioni 1 e 2) In questo modulo introduttivo si approfondisce la storia dell’acciaio, il mercato internazionale e nazionale, e le principali considerazioni economiche legate all’impiego dell’acciaio nelle costruzioni. Si fornisce una panoramica del processo di produzione dell’acciaio e delle caratteristiche dei suoi prodotti. Si analizzano le ragioni per cui l’acciaio è largamente impiegato in edilizia, considerando aspetti strutturali, estetici e funzionali. Vengono inoltre introdotti i principali carichi da considerare nella progettazione strutturale, con attenzione a quelli più critici per le strutture in acciaio. Infine, si presentano i principali sistemi costruttivi in acciaio e i metodi di analisi strutturale, con riferimento sia all’analisi elastica che plastica, a livello di sezione e di sistema strutturale. Modulo 2 – Verifica della resistenza degli elementi strutturali (Lezioni 3 e 4) Il secondo modulo è dedicato alla teoria e alla progettazione degli elementi strutturali in acciaio soggetti a diverse tipologie di carico, singole o combinate. Si trattano in particolare elementi tesi, compressi, inflessi e presso-inflessi, illustrando i criteri di verifica secondo le normative vigenti. Modulo 3 – Instabilità e resistenza alla stabilità (Lezioni 5 e 6) L’instabilità rappresenta un tema cruciale per le strutture in acciaio. In questo modulo si analizzano le principali forme di instabilità che possono compromettere la capacità portante degli elementi strutturali: instabilità flessionale, instabilità flesso/latero-torsionale, instabilità locale e distorsionale. Vengono introdotti i metodi di verifica e le tecniche per il controllo dei fenomeni di instabilità. Modulo 4 – Unioni e collegamenti (Lezioni 7, 8 e 9) Il quarto modulo è dedicato allo studio delle connessioni in acciaio, sia bullonate che saldate. Si affrontano gli aspetti teorici e pratici della progettazione dei collegamenti, analizzando le soluzioni più comuni e il loro impatto sul comportamento globale delle strutture. Particolare attenzione viene posta sull’influenza delle connessioni nel comportamento sismico dei telai in acciaio. Modulo 5 – Cenni di progettazione sismica (Lezioni 10 e 11) L’ultima parte del corso introduce i principi fondamentali della progettazione sismica delle strutture in acciaio. Si presentano le principali tipologie di sistemi sismo-resistenti, come i telai a momento (MRF – Moment Resisting Frames), i telai controventati concentricamente (CBF – Concentrically Braced Frames) ed eccentricamente (EBF – Eccentrically Braced Frames), illustrandone le caratteristiche prestazionali e i criteri progettuali di base.

Lezioni frontali (ore/anno in aula): 60

Il risultato finale sarà valutato sulla base degli elaborati svolti durante il corso e una prova orale.

Verranno consigliati alcuni testi reperibili in biblioteca per eventuali approfondimenti.

G. Ballio, F. M. Mazzolani, C. Bernuzzi, R. Landolfo. Strutture di acciaio. Ed. Hoepli 2021.

A. Dall'Asta, R. Landolfo, F. Micozzi, W. Salvatore. Edifici monopiano in acciaio ad uso industriale. Dario Flaccovio Editore 2022.