Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Sperimentazione, collaudo e controllo strutture
Docente
Prof. Grande Ernesto
Settore Scientifico Disciplinare
ICAR/09
CFU
6
Descrizione dell'insegnamento

Il corso di Sperimentazione, Collaudo e Controllo Strutture è uno degli insegnamenti caratterizzanti tenuto al secondo anno del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile al quale sono attribuiti 6 CFU.
Il corso parte con alcune lezioni teoriche riguardanti le principali proprietà di alcuni materiali da costruzione (in particolare il cls, l’acciaio e la muratura) e delle modalità di prova per determinare le stesse. Successivamente si passa al problema della diagnostica strutturale andando a focalizzare l’attenzione sui metodi e sull’utilizzo del monitoraggio strutturale in ambito delle costruzioni dell’ingegneria civile. La parte finale del corso è poi dedicata al ruolo e ai compiti del collaudatore.

Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
L’obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le conoscenze teoriche e le abilità pratiche per identificare le prove per la caratterizzazione dei materiali da costruzione e per individuare i metodi per la diagnostica e il monitoraggio strutturale.

Le principali conoscenze acquisite riguarderanno infatti: le caratteristiche del cls, dell’acciaio e della muratura: la loro dipendenza dal tempo e dagli agenti esterni; i metodi di diagnostica e di monitoraggio delle opere dell’ingegneria civile; il ruolo e i compiti del collaudatore alla luce delle indicazioni riportate in normativa.

Le capacità di applicare le conoscenze e di adottare con autonomia di giudizio l'approccio più opportuno, consisteranno infatti nella capacità di individuare i metodi e le prove di laboratorio per la determinazione delle principali caratteristiche dei materiali da costruzione; di individuare i metodi per la diagnostica delle strutture nonché i metodi e la strumentazione per eseguire un monitoraggio a breve e lungo termine delle opere dell’ingegneria civile; di svolgere gli adempimenti richiesti al collaudatore.

Lo studente acquisirà altresì competenze trasversali come l’autonomia di giudizio nell’identificare le prove necessarie per caratterizzare i materiali e le strutture, nonché il tipo di monitoraggio in funzione dell’opera e di eventuali dissesti. Ciò consentirà allo studente di avere la capacità di integrare le conoscenze acquisite; di formulare giudizi anche sulla base di informazioni limitate o incomplete e di effettuare attente riflessioni sulle possibili soluzioni ad uno stesso problema. L’autonomia di giudizio verrà sviluppata in particolare tramite le attività di esercitazioni, svolte sia nell’ambito della didattica erogativa sia nell’ambito della didattica interattiva, dove il docente interagisce direttamente con il singolo studente nonché con gruppi di studenti. La valutazione dell’acquisizione dell’autonomia di giudizio avverrà in particolare durante la prova di accertamento finale.

Le abilità comunicative dello studente riguarderanno la capacità di comunicare in modo chiaro e preciso le scelte relative alle prove di caratterizzazione dei materiali e di monitoraggio delle strutture. L’acquisizione, nonché la valutazione e la verifica del conseguimento di tali abilità, verrà infatti effettuata principalmente in occasione della prova di accertamento finale.
Prerequisiti

Non sono richiesti requisiti specifici.

Contenuti dell'insegnamento
1.     I componenti del calcestruzzo
funzioni dei singoli componenti del calcestruzzo; prove di determinazione delle resistenze meccaniche; tempi di presa e di stabilità.

2.     Altri componenti del calcestruzzo
gli aggregati (o inerti) nel calcestruzzo; normativa relativa all’utilizzo della sabbia; diagramma legato alla composizione granulometrica degli inerti; ruolo dell’acqua all’interno della malta cementizia; additivi, la loro classificazione e le loro peculiarità.

3.     Il conglomerato cementizio: un materiale composto
terminologia; prove di consistenza del calcestruzzo; problematiche legate al suo trasporto, alla sua stagionatura, ecc.

4.     Prove di resistenza del calcestruzzo
classi di resistenza del calcestruzzo; campioni per le prove; modalità di prova; modulo elastico del provino e relativi diagrammi.

5.     Normativa sulla durabilità
durabilità; permeabilità; la durabilità e la normativa; resistenza ai solfati; resistenza alle acque dilavanti; resistenza a gelo e disgelo; resistenza alla corrosione delle armature; resistenza all’acqua di mare.

6.     Deformazioni dipendenti dal tempo
Definizioni; il ritiro; il ritiro: normativa; viscosità; viscosità: normativa.

7.     L’acciaio
Definizioni; laminati a caldo; laminati a freddo; acciai per getti; controlli su laminati in acciaio; prove di laboratorio; il processo di rottura; rottura fragile; prove su acciaio.

8.     La fatica
Le leggi di Wőhler; la Normativa; regola di Miner; metodo del delta equivalente.

9.     Acciai da cemento armato ordinario
Controlli sulle armature; prove di laboratorio; corrosione e protezione dell’armatura; disegni di costruzioni – distinta dei ferri; la normativa europea.

10.   Acciai per cemento armato precompresso
Controlli sugli acciai da precompressione; prove di laboratorio; il rilassamento e l’aderenza.

11.   La muratura: materiale e prove sperimentali
Il materiale muratura; caratteristiche meccaniche; sperimentazione.

12.   Il monitoraggio strutturale
Obiettivi del monitoraggio; metodi di monitoraggio strutturale; assiomi del monitoraggio strutturale.

13.   Diagnostica Strutturale
diagnostica non distruttiva – metodi meccanici; prova sclerometrica; prova di estrazione pull-out; diagnostica non distruttiva – metodi meccanici; prova pull off; prova di penetrazione della sonda Windsor; prova con martinetti piatti; prove ultrasoniche; tomografia sonica; metodo del crosshole; termografia.

14.   Il Collaudo statico e il ruolo delle indagini
collaudo statico; prove di carico; prove su materiali in opera; certificato di collaudo.
Attività didattiche
Didattica erogativa
L'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf. Le videolezioni riguardano in particolare sia argomenti di teoria sia applicazioni pratiche relative a casi di studio. Queste ultime sono finalizzate a presentare agli studenti esempi reali relativamente alle prove sui materiali e sulle strutture nonché al ruolo del collaudatore; ciò consente di far comprendere allo studente come le conoscenze teoriche acquisite siano difatti indispensabili per raggiungere le capacità per individuare le tipologie di controllo a livello di materiale nonché a livello dell’intera struttura. Allo stesso modo, gli esempi illustrati nelle videolezioni consentono allo studente di capire come applicare le conoscenze acquisite.

Didattica interattiva
L’insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. È prevista altresì un’attività specifica che consiste nello svolgimento da parte dello studente di alcune applicazioni numerico-pratiche proposte dal docente e che possono essere svolte dal singolo studente o da gruppi di studenti. Lo stesso docente provvede a revisionare le applicazioni svolte dallo studente (o dal gruppo di studenti) e a coinvolgere successivamente lo stesso (o il gruppo di studenti) in una discussione aperta anche agli altri studenti e finalizzata a presentare e discutere le applicazioni svolte mettendo in evidenza le capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame si svolge in forma scritta. La prova scritta ha una durata massima di 120 minuti.

La prova prevede alcuni quesiti riguardanti gli argomenti di teoria finalizzati ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso, il livello di competenza nell’esporre gli argomenti, l’ autonomia di giudizio e la consapevolezza delle varie tecniche di controllo e monitoraggio, nonché delle responsabilità del collaudatore. All’interno della prova sono altresì previsti alcuni casi pratici dove viene richiesto allo studente di identificare le scelte in termini di diagnostica e monitoraggio strutturale. Ciò consente in particolare di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli argomenti trattati nel corso.

Ad ogni quesito è associato lo stesso valore del punteggio massimo che viene raggiunto nel momento in cui lo studente risponde correttamente al quesito dimostrando di avere acquisito la conoscenza richiesta, evidenzia come tale conoscenza si rifletta in applicazioni reali ed esponga il tutto utilizzando anche schemi grafici e riferimenti ad esempi reali.

Sono altresì previste prove di verifica e di autoverifica intermedie erogate in modalità distance learning che riguardano sia lo svolgimento di test di autoapprendimento sia attività riguardanti lo svolgimento di alcune applicazioni pratiche presentando al docente, nell’ambito di una discussione aperta anche a gruppi di studenti, le scelte e le soluzioni ottenute. Sebbene le prove di verifica e di autoverifica intermedie non contribuiscono alla formulazione del giudizio finale e non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d´esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004, esse sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuale.
Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:

  1. De Nicolo, Materiali da costruzione. Sperimentazione e normativa. Calcestruzzo allo stato fresco e indurito. Acciaio da cemento armato normale, precompresso e da carpenteria, Franco Angeli editore, 2004
  2. runo Barbarito – Collaudo e risanamento delle strutture UTET (1993).
Ricevimento studenti

Previo appuntamento (e.grande@unimarconi.it)