II evento didattica 5 aprile 2022 TECNICA DELLE COSTRUZIONI.pdf

Le opportunità nella didattica
per la progettazione strutturale
ICAR/09 Tecnica delle Costruzioni
Incontro del 5 aprile 2022
05/04/2022
SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni
la didattica per la progettazione strutturale
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Obiettivo dell’incontro
• Illustrare l'identità culturale, scientifica e tecnica
– di cui il progetto è parte fondante –
del SSD Tecnica delle Costruzioni nella didattica,
• evidenziando contemporaneamente
le opportunità di collaborazione trasversale con altre discipline,
• con particolare riferimento ai corsi della lauree magistrali o
equivalenti, e livelli di formazione successivi (master e dottorati).
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14.30 – 14.40: saluti e comunicazioni della Coordinatrice della Giunta, Marisa Pecce.
14.40 – 14.50: saluti e comunicazioni della Rappresentante Ordinari CUN Area 08, Lidia La Mendola.
14.50 – 15.10: introduzione alla giornata, Franco Bontempi.
15.10 – 17.10: interventi programmati:
#1 - Architettura e Tecnica delle Costruzioni, Luca Bruno.
#2 - La didattica di Tecnica delle Costruzioni e le interazioni con il Restauro,
Chiara Calderini, Fausto Minelli, Francesca da Porto, Luigi Sorrentino.
#3 - Ingegneria del Vento e Tecnica delle Costruzioni,
Gianni Bartoli, Maria Pia Repetto, Franceso Ricciardelli.
#4 - Multi-hazard e Robustezza, Mauro Sassu, Liborio Cavaleri, Nadia Baldassino.
#5 - Le opportunità per il settore ICAR/09 nel campo degli impianti industriali,
Fabrizio Paolacci, Franceso Petrini.
17.10 – 18.10: discussione e interventi liberi;
18.10 – 18.30: conclusione dell’incontro.
ORGANIZZATO DALLA GIUNTA DEL SSD:
Franco Bontempi, Mario De Stefano, Marco Di Prisco, Camillo Nuti, Maria
Rosaria Pecce (Coordinatrice), Carlo Pellegrino, Andrea Prota, con la
partecipazione della Rappresentante Ordinari CUN Area 08 Lidia La Mendola.
Segreteria Organizzativa ICAR/09:
l’evento si svolgerà a distanza. Il link sarà comunicato via email.
E-mail: segreteria@icar09.it - Responsabile Giuseppe Maddaloni,
Dipartimento di Ingegneria, Università degli Studi del Sannio
L’incontro ha l’obiettivo di delineare l'identità culturale, scientifica e tecnica della disciplina della Tecnica delle Costruzioni nella didattica,
evidenziando contemporaneamente opportunità di collaborazione trasversale con altre discipline, con particolare riferimento ai corsi
della lauree magistrali o equivalenti, e livelli di formazione successivi (master e dottorati).
ICAR/09 Tecnica delle Costruzioni
Incontro del 5 aprile 2022 – II Annuncio
Le opportunità nella didattica
per la progettazione strutturale
https://unisannio.webex.com/unisannio/j.php?MTID=md1e9ace570eac2a6df681248842a76b9

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Azioni indotte
dal vento
Il problema e i suoi confini
Azioni termiche
indotte dal fuoco
Interazione
suolo-struttura
Azioni
sismiche
Azioni indotte dal
moto delle persone
…
Struttura
Ingegneria
Strutturale
Geotecnica,
Geologia,
Geofisica
Biomeccanica,
Psicologia
Azioni indotte
dalla neve
Meccanica dei mezzi porosi,
Metereologia
Fluidodinamica,
Metereologia
Termodinamica,
Fluidodinamica
…
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(GSA 2003) Ability of a structure or structural components to resist damage without premature and/or brittle failure due to events like explosions, impacts, fire or
consequences of human error, due to its vigorous strength and toughness.
(EN 1991-1-7, 2006) The ability of a structure to withstand events like fire, explosions, impact or the consequences of human error, without being damaged to
an extent disproportionate to the original cause.
(Bontempi et al., 2007) The robustness of a structure, intended as its ability not to suffer disproportionate damages as a result of limited
initial failure, is an intrinsic requirement, inherent to the structural system organization.
(JCSS, 2008) The robustness of a system is defined as the ratio between the direct risks and the total risks (total risks is equal to the
sum of direct and indirect risks), for a specified time frame and considering all relevant exposure events and all
relevant Damage states for the constituents of the system.
(Agarwal and England, 2008) Robustness is the ability of a structure to avoid disproportionate consequences in relation to the
initial damage.
(Vrouwenvelder, 2008) The notion of robustness is that a structure should not be too sensitive to local damage, whatever
the source of damage.
(Starossek and Haberland, 2010) Insensitivity of a structure to initial damage. A structure is robust if an initial damage does
not lead to disproportionate collapse.
(CPNI, 2011) quality in a structure of insensitivity to local failure, in which modest damage (whether due to
accidental or malicious action) causes only a similarly modest change in the structural behaviour. More specifically, robust
structure has the ability to redistribute load in the event that a load-bearing member suffers a loss of strength
or stiffness, and characteristically exhibits ductile rather than brittle global failure modes. A robust structure does not mean
one that is over-designed: the ability to resist damage is achieved through consideration of the global structural behaviour and
failure modes so that the effects of a localised structural failure can be mitigated by the ability of the sructure to redistribute
the load elsewhere, and so that the effects of the initial failure are gradual in onset.
(Biondini et al., 2012) Structural robustness can be viewed as the ability of the system to suffer an amount of damage not
disproportionate with respect to the causes of the damage itself.
(Brett and Lu, 2013) ability of a structure in withstanding an abnormal event involving a localized failure with limited levels of
consequences, or simply structural damages.
(FIP, 2013) Robustness is a specific aspect of structural safety that refers to the ability of a system subject to accidental or exceptional loadings (such
as fire, explosions, impact or consequences of human errors) to sustain local damage to some structural components without experiencing a disproportionate degree
of overall distress or collapse.
p(Hi) probability of
occurrence of the action Hi;
p(D/Hi) probability of
the local damage D
consequence of the action
tolerance.
ROBUSTEZZA
p(F) = p(F/D) * p(D/Hi) * p(Hi)
P probabilità Hi i-esimo
evento D danno locale F
collasso
Definire la robustezza
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Fail-Safe Damage Tolerance Graceful Degradation Dependability

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Le opportunità per il settore ICAR/09 nel
campo degli impianti industriali
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Assemblea di Tecnica delle Costruzioni
Seminario telematico, 5 Aprile 2022
Opportunità 1:
Architettura e Tecnica delle Costruzioni
Luca Bruno, Dipartimento di Architettura e Design, Politecnico di Torino
https://www.dad.polito.it/personale/scheda/(nominativo)/luca.bruno

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Sommario
oAlcuni dati nazionali su docenti TdC e discenti nelle Lauree in Architettura
oSpecificità e potenziali vantaggi
o Architettura e Ingegneria: il medesimo progetto?
o Architettura e Ingegneria: il medesimo metodo didattico?
oAlcuni esiti didattici esemplificativi
oAlcune criticità
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Giunta SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni
II giornata sulla didattica

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
2020/2021
2019/2020
2018/2019
2017/2018
2016/2017
2015/2016
2014/2015
2013/2014
Architettura, Ing Edile-Architettura e Ing Civile: totale iscritti
ING CIVILE (LM23) ING EDILE-ARCHITETTURA (LM-4 CU) ARCHITETTURA (LM4 e LM4cu)
TdC in Architettura: discenti
Le lauree LM4 in Architettura sono il bacino di discenti più numeroso
➢ un territorio molto vasto
base dati Cineca/MUR
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
TdC in Architettura: docenti e strutture
La maggior parte dei docenti ICAR/09 afferisce a Strutture riferite esclusivamente all’Ingegneria,
Una minoranza a strutture specificatamente riferite all’architettura
➢ Un esiguo presidio con i «boots on the ground» su un territorio molto vasto
sola "Ingegneria";
174
"Ingegneria" e
"Architettura"; 114
sola "Architettura"; 33
altre denominazioni; 21
Denominazione Strutture di Afferenza docenti TdC
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
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TdC in Architettura: docenti e ruoli
PO
29%
PA
35%
RU
11%
RTD-B
11%
RTD-A
14%
Ruoli totali
PO
27%
PA
39%
RU
10%
RTD-B
12%
RTD-A
12%
Ruoli in sola "Ingegneria"
PO
29%
PA
36%
RU
9%
RTD-B
10%
RTD-A
16%
Ruoli in "Ingegneria" e
"Architettura"
PO
34%
PA
18%
RU
21%
RTD-B
18%
RTD-A
9%
Ruoli in sola "Architettura"
I docenti ICAR/09 afferenti a strutture specificatamente riferite all’architettura:
• PO superiori alla media: segno di autorevolezza riconosciuta nelle sedi di Architettura
• RU superiori alla media: ruoli in esaurimento
• RTD-A inferiori alla media
➢ Un presidio fortemente minacciato, se non a rischio di estinzione
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Quale approccio verso nuovi territori?
Presidiare vasti territori e/o proporsi verso nuovi richiede,
a sostanziale supporto della diplomazia accademica,
la condivisione di una fisionomia culturale,
la declinazione della disciplina
in approcci didattici coerenti
agli obiettivi formativi degli interlocutori
e alle differenti fasi del progetto di strutture
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Il Progetto e i suoi confini
Il settore della Tecnica delle Costruzioni si interessa dell’attività scientifica e didattico-formativa
inerente teorie e tecniche rivolte sia alla concezione strutturale ed al progetto di nuove
costruzioni, sia alla verifica ed alla riabilitazione strutturale di quelle esistenti.
Incipit declaratoria SSD Tecnica delle Costruzioni
“We aren’t studying subjects, but problems. Problems can transgress the
boundaries of a certain pre-defined domain of a certain scientific discipline”
Karl Popper, 1963, Conjecture and Refutations, The Growth of Scientific Knowledge
➢ Il termine «progetto» conosce differenti accezioni,
definite dalla sua perimetrazione disciplinare, e relativi metodi didattici
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
TECNICA
DELLE
COSTRUZIONI
PROGETTAZIONE
ARCHITETTONICA
STORIA
DELL’ARCHITETTURA
FISICA TECNICA
TECNOLOGIA
DELL’ARCHITETTURA
PROGETTO
Di
ARCHITETTURA
GEOGRAFIA
SOCIOLOGIA URBANA
RESTAURO
DISEGNO
Quale Progetto?
PROGETTO di
STRUTTURE in …
TECNICA DELLE
COSTRUZIONI
≡
Il progetto multidisciplinare
Il progetto monodisciplinare
conceptual design
Concezione dell’organismo strutturale nel
complesso del progetto di architettura
as-built design e analisi
Analisi e dimensionamento di
strutture a tipologia, materiale e
geometria predefiniti
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Quale Progetto?

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
TECNICA
DELLE
COSTRUZION
I
PROGETTAZIONE
ARCHITETTONIC
A
STORIA
DELL’ARCHITETTUR
A
FISICA TECNICA
TECNOLOGIA
DELL’ARCHITETTURA
PROGETTO
Di
ARCHITETTUR
A
GEOGRAFIA
SOCIOLOGIA
URBANA
RESTAURO
DISEGNO
Quale Progetto?
PROGETTO di
STRUTTURE in …
TECNICA DELLE
COSTRUZIONI
≡
Concezione strutturale
Analisi e dimensionamento
“Much of the structural engineer’s education
today is devoted to knowledge of regulation
and codes as well as acquiring skills in
powerful software that perform both analysis
and design.
This approach to education keeps instructors
and students in their ‘comfort zone’”
Ignacio Paya-Zaforteza, Maria E.M. Garlok, 2021, SEI 31-4
“Conceptual structural design consists in selecting the type,
layout and main dimensions of the load-bearing system,
individual members and most prominent details, as well as
the appropriate materials. The basis of the conceptual design
is a structural idea in keeping with case-specific constraints.”
Peter Tanner, Ramon Hingorani, 2021, SEI 31-4
➢ Sicuro ruolo professionalizzante il neo
ingegnere nel suo primo impiego negli
uffici tecnici delle società di ingegneria
➢ Sicuro ruolo formativo per il neo architetto
alla cultura, al pensiero progettante
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Quale Progetto?

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
La concezione strutturale in Architettura
Peter Rice (Arup)
con Renzo Piano e Richard Rogers
Cecil Balmond (Arup)
con Rem Koolhaas
L’edificio alto
John Hancock Center
Fazlur Rahman Khan (SOM)
con Bruce Graham
L’edificio multipiano
Centre Georges Pompidou
La casa manifesto
Maison Bordeaux
➢ Opere architettoniche celebrate, il cui esito figurativo e valore urbano
discendono in modo decisivo dalla concezione strutturale
ambiti tipologici di applicazione dello structural conceptual design oltre a quello dei ponti
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
La didattica mono e multidisciplinare
ICAR/09 con ICAR/01, ICAR/04, ICAR/07, ICAR/17
Ingegneria Civile Architettura
CFU ICAR/08-09
CFU tutte le
discipline
CFU ICAR/08-09 CFU tutte le
discipline
L
Laurea
Triennale
70%
30%
CdL triennale in Archite ura - % CFU
monodisciplinare
mul disciplinare
LM
Laurea
Magistrale
a.a. 2017/18
ICAR/09 con ICAR/14, ICAR/12, ICAR/19
➢ l’Ingegneria Civile coltiva una didattica quasi completamente monodisciplinare,
l’Architettura persegue una maggior equilibrio, non necessariamente a discapito della
dotazione complessiva di CFU delle discipline strutturali.
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Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
LM4cu: approccio politecnico classico
Scienza delle
Costruzioni
(ICAR08, 8CFU)
Laboratorio di
Progettazione
Strutturale
(ICAR09, 12CFU)
1° anno 2° anno 3° anno 4° anno 5° anno
Istituzioni di
Matematica I
Laboratorio di
Progettazione
Architettonica 1
Laboratorio di
Progettazione
Architettonica 2
Laboratorio di
Progettazione
Architettonica 3
Laboratorio di
Progettazione
Architettonica 4
Meccanica
delle strutture
(ICAR08, 8CFU)
Laboratorio di Sintesi in
Progettazione e
Riabilitazione
Strutturale
(opz. ICAR09, 14CFU)
La progressione didattica in architettura
L17 + LM4: dal 2000 ad oggi (inizialmente concepito da V. Nascè & P. Napoli)
1° anno 2° anno 3° anno 1° anno 2° anno
Morfologia e
Concezione delle
Strutture (ICAR09, 8 CFU)
con Atelier di
Progettazione 1
Scienza d.
Costruzioni
(ICAR08, 6 CFU)
in Atelier di
Costruzione
Riabilitazione
Strutturale
(ICAR09, 4 CFU)
in Atelier
Restauro e
Strutture
Tecnica d.
Costruzioni
(ICAR09, 4 CFU)
in Atelier
Progetto e
Costruzione
Progetto
di Strutture
(ICAR09, 6 CFU)
Tecnica d.
Costruzioni
(ICAR09, 6 CFU)
in Atelier
Architettura e
forme strutturali
v v
Morfologia, statica,
tipologia, concezione
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
L’approccio ‘politecnico’ in architettura
PRESUPPOSTI GENERALI
EFFETTI CERTI IN ARCHITETTURA
+ Progressivo, dal generale al particolare, dal semplice al complesso
+ Rigoroso, robusto, confortevole per i docenti
± Focalizzato sulla analisi strutturale più che sulla concezione strutturale
+ Possibilità per l’allievo di coltivare astrazione e progressione disciplinare
− Mancata sincronia con il percorso formativo del progetto di Architettura:
appuntamento ritardato tra progettazione architettonica e strutturale
− Mancato imprinting culturale dell’allievo
EFFETTI OSSERVATI @POLITO
− isolamento dei docenti delle discipline strutturali, criticati dagli altri colleghi dei corsi di studi
per l’eccessivo impegno richiesto agli studenti in rapporto al beneficio formativo del loro
apporto didattico;
− scarsa motivazione degli allievi, che sopportano il peso della disciplina ma non ne
apprezzano l’utilità;
− elevata numerosità di allievi in debito di esami.
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
L’approccio @PoliTo in architettura
PRESUPPOSTI GENERALI
OBIETTIVI
EFFETTI OSSERVATI @POLITO
o medesime basi della meccanica per ingegneri civili e architetti, ma pedagogia e
progressione non necessariamente uguali, alla luce del differente ruolo nel progetto, di
differenti livelli di approfondimento richiesti, del differente progetto formativo per conseguirli.
o benchmarking: EPFL (A. Muttoni), MIT - School of Architecture (W. Zalewski)
o sincronia e trasferimento di conoscenza tra la didattica della TdC e del progetto di
architettura, l’allievo disegna la struttura con una mano, l’architettura con l’altra;
o comprensione reale dei fenomeni fisici e consapevole definizione degli obiettivi dell’analisi
strutturale, per permettere consapevole, critica e creativa concezione dell’organismo strutturale e
formulazione del modello meccanico.
+ la TdC si riavvicina al centro del progetto di architettura, invece di avere ruolo strumentale
e subordinato nella sola fase definitiva
+ appagamento invece che frustrazione dei docenti di TdC
+ riconoscimento da parte dei colleghi delle altre discipline del ruolo della TdC nella
didattica del progetto di architettura, maggiori crediti formativi e risorse
+ motivazione degli allievi per lo studio di una disciplina comunque rigorosa e impegnativa
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Alcuni esiti@ La Sapienza
Laboratorio di
Progettazione
Strutturale
(ICAR09, 12CFU)
4° anno 5° anno
Laboratorio di Sintesi in
Progettazione e Riabilitazione Strutturale
(opz. ICAR09, 14CFU)
Laboratorio di Progettazione Strutturale:
predimensionamento, modello SAP per gravità
e sisma, calcolo Excel, disegno esecutivo
Docente a contratto:
V. Bianco
Progetto di un edificio alto, a
partire dal suo sviluppo storico.
Analisi degli schemi strutturali più
comunemente utilizzati nel
mondo, come i sistemi diagrid, le
torri a sviluppo rotazionale, le torri
a tubo. Modellazione delle
soluzioni strutturali più opportune,
con riferimento ad azioni del vento
e del sisma.
Docente: F. Mollaioli
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Alcuni esiti@PoliTo
con Atelier di
Progettazione 1
Docenti ICAR09:
L. Bruno, F. Venuti,
E. Matta, A. Monaco
Docenti ICAR09:
P. Napoli
A. Monaco
Docenti ICAR09:
progettisti dal mondo della professione:
G. Manara, W. Ceretto
1° anno 3° anno 1° anno LM
Morfologia e
Concezione delle
Strutture (ICAR09, 8 CFU)
Riabilitazione
Strutturale
(ICAR09, 4 CFU)
in Atelier
Restauro e
Strutture
Tecnica d.
Costruzioni
(ICAR09, 6 CFU)
in Atelier
Architettura e
forme strutturali
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Opportunità nella multidisciplinarietà
La Tecnica delle Costruzioni si occupa della concezione e progettazione strutturale di opere
architettoniche, edili e civili.
• Al progetto di tali opere concorrono altre discipline, in misura variabile in ragione
dell’opera, ovvero del numero delle sue componenti costruttive, delle sue funzioni, dei suoi
valori (ad esempio multidisciplinarietà estesa in opere edili/architettoniche, circoscritta in
opere di sostegno per elettrodotti);
• Questa caratteristica pone la TdC in una posizione potenzialmente privilegiata nello
sviluppo di attività multidisciplinari nell’ambito della didattica.
• Nelle scuole di Ingegneria e Architettura, la didattica multidisciplinare dovrebbe trovare
naturale applicazione nella convergenza dei saperi disciplinari già adeguatamente
introdotti nella pratica del progetto, comune a ingegneri – non solo strutturisti - e architetti.
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05/04/2022

Assemblea
di
Tecnica
delle
Costruzioni
Seminario
telematico,
5
Aprile
2022
Possibili criticità nella multidisciplinarietà
o Insufficiente comunicazione tra discipline, per scarsa reciproca conoscenza di lessico,
principi e metodi
o Diluizione dell’apporto disciplinare di un singolo sapere, a volte dovuto non alla marginalità
della disciplina, quanto alle oggettive competenze personali, o a rapporti di subordinazione
anche extra-scientifica nell’ambito del gruppo di docenti.
o Scetticismo, e a tratti quasi insofferenza, di alcuni colleghi di Progettazione Architettonica
verso l’uso di modelli matematici e lo sviluppo di analisi quantitative; in generale verso
valore e misura
o Pressoché continuo, e sofferto, ripensamento delle modalità didattiche della Progettazione
Architettonica, che richiede da parte della TdC continui aggiustamenti in coerenza e
sincronia
o Eterogeneità delle competenze pregresse degli allievi delle LM in TdC, dovuta a mobilità in
Italia e dall’estero e alla mancanza di una didattica omogenea nei CdS triennali (più che
strumenti, mancanza di un imprinting progettuale comune)
o Difficoltà nell’attribuzione di incarichi didattici a progettisti extra-accademia di chiara fama
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La didattica di Tecnica delle Costruzioni
e le interazioni con il Restauro
Chiara Calderini
Francesca da Porto
Assemblea di Tecnica delle Costruzioni
Seminario telematico, 05 Aprile 2022
Fausto Minelli
Luigi Sorrentino

Sommario
Pagina 2
o Contesto operativo
o La Tecnica delle Costruzioni nell’interazione con il Restauro
• Spunti tematici per la collaborazione
• Ambiti applicativi per la didattica
o Alcuni esiti didattici esemplificativi
o Opportunità e criticità
C. Calderini, F. da Porto, F. Minelli e L. Sorrentino
La didattica di Tecnica delle Costruzioni e le
interazioni con il Restauro
05/04/22

Il mercato edilizio
«Gli investimenti in edilizia cresceranno del 17,6% nel 2021 in valori costanti e del
6,6% nel 2022, contro una caduta del 2020 limitata al 5,3%. La spinta principale
arriva quest'anno dai lavori di rinnovo nel comparto residenziale (+25,2%),
incentivati dal Superbonus e dagli altri bonus fiscali, e dalle nuove opere
pubbliche (+15,4%), che confermano l'inversione di rotta avvenuta ben prima
dell'avvio della spesa del Pnrr» (Edilizia e Territorio, 8/11/2021)
Pagina 3
(Arona 2013)
05/04/22

Pagina 4
Costruzioni esistenti
Ordinarie Tutelate
Con vincolo di tutela monumentale e/o
paesaggistico
Senza vincolo di tutela
Ref. «Vincoli in rete»
05/04/22

Il mercato della cultura
«[… Il sistema] della cultura e della creatività [… nel 2019] ha rappresentato il 5,7%
del valore aggiunto nazionale [… e il] 5,9% del totale degli impiegati in Italia » (Io
sono cultura, 15/04/2021)
06/04/2022
Pagina 5
05/04/22

Il contesto normativo in ambito tecnico
DPCM (2011):
Linee Guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio
culturale
ICOMOS/ISCARSAH (2005):
Reccomendations for the Analysis, Conservation and Structural Restoration of
Architectural Heritage
EN 16096 (2012):
Conservation of cultural property – Condition survey and report of built cultural
heritage
ISO 13822 (2010):
Bases for design of structures — Assessment of existing structures
Pagina 6
05/04/22

Declaratoria ICAR/09
I contenuti scientifico-disciplinari consistono nelle teorie e nelle tecniche rivolte
sia alla concezione strutturale ed al dimensionamento di nuove costruzioni, sia alla
verifica ed alla riabilitazione strutturale di quelle esistenti. Pertanto,
comprendono le problematiche delle azioni sulle costruzioni e dei comportamenti
che ne conseguono in funzione delle tipologie e delle morfologie, dei materiali e
delle tecnologie, delle interazioni col terreno e con l'ambiente, dei modi e delle
strategie d'uso e di controllo; le valutazioni di vulnerabilità, affidabilità, comfort,
sicurezza e durabilità; i metodi e gli strumenti per la progettazione strutturale e la
realizzazione di strutture; la sperimentazione, il collaudo, il monitoraggio delle
costruzioni. Includono indagini storiche sul costruito, nonché verifiche di
sicurezza e soluzioni d'intervento strutturale applicabili all'edilizia storica ed ai
monumenti.
Pagina 7
05/04/22

Declaratoria ICAR/19
Nel campo del restauro, i contenuti scientifico-disciplinari comprendono i
fondamenti teorici della tutela dei valori culturali del costruito, visti anche nella loro
evoluzione temporale; le ricerche per la comprensione delle opere nella loro
consistenza figurale, materiale, costruttiva e nella loro complessità cronologica,
nonché per la diagnosi dei fenomeni di degrado, ai fini di decisioni sulle azioni di
tutela; i metodi ed i processi per l'intervento conservativo a scala di edificio,
monumento, resto archeologico, parco o giardino storico, centro storico, territorio e
per il risanamento, la riqualificazione tecnologica, il consolidamento, la
ristrutturazione degli edifici storici.
Pagina 8
05/04/22

Carte del Restauro
Atene, 1931:
[…] prima di ogni opera di consolidamento o di parziale restauro [si consiglia] una
indagine scrupolosa delle malattie a cui occorre portare rimedio.
Gli esperti […] approvano l’impiego giudizioso di tutte le risorse della tecnica
moderna, e più specialmente del cemento armato […].
Pagina 9
05/04/22

Carte del Restauro
Venezia, 1964:
1. La nozione di monumento storico comprende […] l’ambiente urbano o paesistico […]
2. La conservazione ed il restauro dei monumenti [si valgono] di tutte le scienze e di
tutte le tecniche che possono contribuire […].
10. […] il consolidamento di un monumento può essere assicurato mediante l’ausilio di
tutti i più moderni mezzi di struttura e di conservazione […]
Pagina 10
05/04/22

Carte del Restauro
Amsterdam, 1975:
8 La conservazione integrata richiede mezzi giuridici, amministrativi, finanziari e
tecnici. […] Mezzi tecnici: […] Occorre sviluppare la formazione e l'impiego di
quadri e di manodopera, […]
Pagina 11
05/04/22

Carte del Restauro
Washington, 1987:
2) I valori da preservare sono il carattere storico della città e l'insieme degli
elementi materiali e spirituali che ne esprime l'immagine; in particolare:
c) la forma e l'aspetto degli edifici (interno e esterno), così come sono definiti dalla
loro struttura, volume, stile, scala, materiale, colore e decorazione; […]
Pagina 12
ERASMUS EXCHANGE
PROGRAM, TIMISOARA
05/04/22

Carte del Restauro
Cracovia, 2000:
2. La manutenzione e riparazione […] devono essere organizzate tramite la ricerca
sistematica, le ispezioni, il controllo, il monitoraggio e le prove.
3. [… il] processo [conoscitivo] comprende le indagini strutturali […].
Pagina 13
05/04/22

Prove e indagini strutturali
Pagina 14
05/04/22

Monitoraggio
Pagina 15
▪ 6 DISPLACEMENT TRANDUCERS
▪ 1 T/RH SENSOR
▪ 6 ACCELEROMETERS
▪ 1 MASTER
▪ 1 WIRELESS SENSORS NODE
1st mode 2nd mode 3rd mode
05/04/22

Modellazione e analisi strutturale
Pagina 16
05/04/22

Carte del Restauro
Cracovia, 2000:
10. […] Dovrà essere stimolata la conoscenza dei materiali e delle tecniche
tradizionali e per la loro conservazione nel contesto della moderna società,
essendo di per se stesse una componente importante del patrimonio.
Pagina 17
05/04/22

Rilievo materico-costruttivo
Pagina 18
05/04/22

Carte del Restauro
Cracovia, 2000:
10. […l’approccio alle tecniche di intervento] è interdisciplinare sui materiali e
sulle tecnologie utilizzate […che] devono essere rigorosamente sperimentati,
comparati e adeguati alle reali necessità conservative. […] L’intervento scelto deve
rispettare la funzione originale ed assicurare la compatibilità con i materiali, […]
prendendo in considerazione […] la possibilità della eventuale reversibilità. […].
Pagina 19
05/04/22

Tecniche e materiali per gli interventi
Pagina 20
Numerical analysis of masonry vaults and on-site full scale testing
DECLARATION
Name: Kacper Wasilewski
Email: k.wasilewski@il.pw.edu.pl
Title of the
Msc Dissertation:
Numerical analysis of masonry vaults and on-site full scale testing
Supervisor(s): prof. eng. Claudio Modena
eng. Elvis Cescatti
Year: 2015
CFRP
BTRM
SRG
05/04/22

Carte del Restauro
Cracovia, 2000:
11. […] Come parte essenziale del processo di conservazione, vanno identificati i
rischi ai quali il patrimonio può essere soggetto anche in casi eccezionali, […].
Pagina 21
05/04/22

Valutazioni di rischio
Pagina 22
D1 D3 D5
0 %
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
05/04/22

Carte del Restauro
Cracovia, 2000:
5. A causa della particolare vulnerabilità del patrimonio archeologico, ogni intervento
riguardante lo stesso deve essere strettamente relazionato al suo contesto, al territorio
ed al paesaggio. […] Come per gli altri casi, l'intervento di conservazione dei
ritrovamenti archeologici deve seguire il principio del minimo intervento, e deve
essere eseguito da specialisti con tecniche e metodologie strettamente controllate.
Pagina 23
05/04/22

Patrimonio Archeologico
Pagina 24
05/04/22

Carte del Restauro
Cracovia, 2000:
7. Le decorazioni architettoniche, le sculture ed i manufatti artistici strettamente
connessi con il patrimonio costruito devono essere conservati attraverso uno specifico
progetto connesso con quello generale […] nel rispetto delle
tecniche artigianali tradizionali e della loro necessaria integrazione come parte
sostanziale del patrimonio costruito.
Pagina 25
LINEE GUIDA PER LA VALUTAZIONE E LA RIDUZIONE DEL RISCHIO SISMICO DEL PATRIMONIO CULTURALE
Introduzione dello Stato Limite di Salvaguardia dei Beni Artistici
05/04/22

Beni Artistici
Pagina 26
05/04/22

Carte del Restauro
Amsterdam, 1975:
P. La protezione [dei complessi] architettonici può essere definita solo in una prospettiva
globale tenendo conto di tutti gli edifici che hanno un valore culturale […] senza
dimenticare quelli dell'epoca moderna, nonché dell’ambiente in cui si inseriscono.
Pagina 27
05/04/22

Il patrimonio moderno
05/04/22 Pagina 28
Ponte ad arco, Valvestino (BS)
Progettista: Ing. R. Morandi

Pagina 29
Structure from Motion
Model from Structure
Assessment from Model
Droni, laser scanner
H-BIM, Rilievo
Interazioni: Rilievo dell’Architettura e Disegno Automatico
SSD ICAR/17
05/04/22

Interazioni: Storia dell’Architettura
SSD ICAR/18
Pagina 30
Diagnostica per validazione di ipotesi storiche
Indagini archivistiche e sui documenti storici
Analisi storico-critica (anche ai sensi NTC)
Analisi della storia delle tecniche costruttive
SISMA 1328
SISMA 1703 E 1730
SISMA 1859
SISMA 1997
RICOSTRUZIONE
CAMPANILE NEL 1338
REALIZZAZIONE PORTICO
DELLE MISURE NEL 1570
RESTAURI DEL 1958
1370-1380 1570 1740 1859 1958
05/04/22

Interazioni: Tecnica e pianificazione urbanistica
SSD ICAR/20
Pagina 31
Pianificazione integrata
Pianificazione dell’emergenza
Analisi delle tecniche costruttive
finalizzate al piano degli interventi
Sostenibilità socio-economica
05/04/22

Corsi di LM Ingegneria Edile-Architettura e in Architettura
Pagina 32
05/04/22

Corsi di laurea magistrale sull’esistente
Pagina 33
Progettazione Architettonica e Storia,
Politecnico di Milano
Architettura - Ambiente Costruito - Interni,
Architecture and Heritage, Federico II
Architettura per il Progetto Sostenibile
dell’Esistente, Palermo
Architettura - Restauro, Roma Tre
Architettura (Restauro), Sapienza
Architettura - Rigenerazione Urbana,
Sapienza
Architettura per il Patrimonio, Politecnico di
Torino
Engineering for building retrofitting, Genova
05/04/22

L’approccio didattico in Architettura (Restauro)
Università La Sapienza
Pagina 34
Laurea in Scienze dell’Architettura
Scienza delle
Costruzioni
(ICAR/08, 8CFU)
Tecnica delle
costruzioni antiche e
moderne
(ICAR/09, 8CFU)
1° anno 2° anno 3° anno
4° anno 5° anno
Istituzioni di
Matematica I
Meccanica delle
strutture
(ICAR/08, 8CFU)
Costruzioni in Zona
Sismica
(opz. ICAR/09, 6CFU)
Laurea Magistrale in Architettura (Restauro)
05/04/22

L’approccio didattico in Ingegneria Edile – Architettura
Università degli Studi di Brescia
Pagina 35
Laurea Magistrale a ciclo UNICO
Scienza delle
Costruzioni
(ICAR/08, 9 CFU)
Tecnica delle
costruzioni e
Laboratorio
(obb. ICAR/09, 12 CFU)
1° anno 2° anno 3° anno
4° anno 5° anno
Analisi
Matematica I
Meccanica Razionale
Analisi matematica 2
Tecnologie dei
Materiali da
Costruzione
Restauro Architettonico e
Laboratorio (obb. ICAR/19, 12 CFU)
Riabilitazione Strutturale e
Laboratorio (obb. ICAR/09, 12 CFU)
Teoria e Progetto di Strutture
(opz. ICAR/09, 9 CFU)
Costruzioni in Zona Sismica
(opz. ICAR/09, 9 CFU)
05/04/22

Pagina 36
Master universitari
MASTER DI «SETTORE» NEL CAMPO DEI BENI ARCHITETTONICI
Università di Padova
«Structural Analysis of Monuments and Historical Constructions»
60 CFU, quasi tutti di ICAR09
+ INSEGNAMENTI IN MASTER NEL CAMPO DEI BENI ARCHEOLOGICI
Università degli Studi di Napoli «Federico II»
Master Universitario di II Livello in Restauro e Progetto per l’Archeologia
ICAR09 - Miglioramento e prevenzione dal rischio sismico per il patrimonio
archeologico – 3 CFU
Università di Ferrara
«Miglioramento sismico, restauro e consolidamento del costruito storico e
monumentale»
120 CFU, di cui 26 CFU di ICAR09
05/04/22

Pagina 37
Scuole di Specializzazione
Beni Architettonici e del Paesaggio
Politecnico di Bari
ICAR19 - Consolidamento degli edifici storici (8 CFU)
Università di Ferrara
ICAR19/ICAR08 - Strutture (16 CFU)
Università di Genova
ICAR09 - Modellazione e analisi sismica delle costruzioni monumentali (4 CFU)
ICAR09 - Verifica, consolidamento e miglioramento sismico (4 CFU)
ICAR19 - Miglioramento sismico dell'edilizia storica (6 CFU)
Università di Napoli «Federico II»
ICAR19 - Tecniche di restauro – Consolidamento (3 CFU)
ICAR08 - Statica e stabilità delle costruzioni murarie (5 CFU)
ICAR09 - HBIM per il patrimonio costruito - Problemi conservativi delle strutture metalliche e in ca (5 CFU)
Università di Roma «La Sapienza»
ICAR19 - Problemi strutturali dei monumenti e dell’edilizia storica (6 CFU)
ICAR19 - Consolidamento degli edifici storici (8 CFU)
Politecnico di Torino
ICAR09 - Tecnologie dei sistemi strutturali / Consolidamento (8 CFU)
Università IUAV di Venezia
ICAR09 - Vulnerabilità degli edifici (4 CFU)
ICAR09 - Monitoraggio e controllo delle strutture storiche (4 CFU)
ICAR08 - Modelli strutturali e computazionali dei monumenti 4 CFU)
05/04/22

Pagina 38
L’organizzazione del
percorso didattico di Scuole
di Specializzazione e Master
Università degli Studi di Ferrara
05/04/22

Opportunità e criticità
05/04/22 Pagina 39
- Marginalità del ruolo dell’ingegnere strutturista - vincolo normativo per la progettazione
del restauro affidata all’iscritto all’albo degli architetti.
- Necessità, ribadita anche a livello normativo (NTC2018, DPCM2011), di una declinazione
quantitativa dell’efficacia dell’intervento.
- Codice dei Beni Culturali 42/2004 e risoluzione della Società Italiana per il Restauro
dell’Architettura: il restauro comprende l’intervento di miglioramento strutturale.
- Le Carte del Restauro affermano che la conservazione del patrimonio si attua con un
ampio coinvolgimento disciplinare, che include le discipline tecnico-ingegneristiche.
- Tentazione del Restauro di far tutto da sé (es. Consolidamento, assenza ICAR09 da LM
Architettura, da Scuole Specializzazione, etc).
- Alcuni ingegneri strutturisti sono afferenti ora all’ICAR/19. È utile alla formazione
dell’Ingegnere una reciprocità che integri le basi del Restauro.
- Integrare in singoli corsi specialistici più discipline e SSD, non solo ICAR/09 e
ICAR/19, ma anche altre (ICAR/17-18-20; discipline geologiche, geofisiche, informatiche,
….), in cui la Tecnica delle Costruzioni può assumere un ruolo centrale.

Opportunità 3:
Ingegneria del Vento e Tecnica delle Costruzioni
• Gianni Bartoli, Università degli Studi di Firenze
https://www.unifi.it/p-doc2-0-0-A-3f2a3d2f33292b.html
• Maria Pia Repetto, Università di Genova
https://www.google.com/url?q=https://rubrica.unige.it/personale/VUZCXVtu&source=gmail-
imap&ust=1648468727000000&usg=AOvVaw1Ah4NsHSTwI1HPWRpY9Uww
• Francesco Ricciardelli, Università della Campania «L. Vanvitelli»
https://www.ingegneria.unicampania.it/dipartimento/docenti?MATRICOLA=059468
1
05/04/2022
- II giornata sulla didattica

Dalla declaratoria di Tecnica delle Costruzioni
Il settore della Tecnica delle Costruzioni si interessa dell’attività scientifica e didattico-formativa
inerente teorie e tecniche rivolte sia alla concezione strutturale ed al progetto di nuove costruzioni, sia
alla verifica ed alla riabilitazione strutturale di quelle esistenti.
I contenuti scientifico-disciplinari riguardano:
1) le azioni sulle costruzioni, compreso l’effetto dell’azione sismica;
2) …
Incipit declaratoria SSD Tecnica delle Costruzioni
2
05/04/2022

Percorso di progetto
• Le azioni costituiscono di solito un
“input” del progetto.
• Potrebbero essere esse stesse
parte del processo di progetto?
• Potrebbero essere gli ingegneri a
modificare le azioni?
Impostazione del problema
Definizione del progetto
input
output
Proposta(e) progettuali
3
05/04/2022
Dalla declaratoria di Tecnica delle Costruzioni

Azioni indotte
dal vento
Il problema e i suoi confini
Azioni termiche
indotte dal fuoco
Interazione
suolo-struttura
Azioni
sismiche
Azioni indotte dal
moto delle persone
…
Struttura
Ingegneria
Strutturale
Geotecnica,
Geologia,
Geofisica
Biomeccanica,
Psicologia
Azioni indotte
dalla neve
Meccanica dei mezzi porosi,
Metereologia
Fluidodinamica,
Metereologia
Termodinamica,
Fluidodinamica
…
4
05/04/2022

Evidentemente, il miglior modo di risolvere un problema è di eliminarlo. Così, una scarpata stabile,
non dando luogo a spinta, consente di sopprimere il muro; occorre però disporre dello spazio
necessario. Analogamente, se lungo una diga si desidera smorzare l’energia delle onde, senza che vi sia
necessità di arrestarle in modo netto, non bisogna complicare il problema ed aggravarne la soluzione
con inutili imposizioni.
Remo Calzona, Structural Engineering, Univ. Roma La Sapienza
Llobregat bridge
Martorell, XIII c.
Approccio tradizionale legato a
forti carichi permanenti (ad
esempio, strutture in muratura)
Approcci meno convenzionali in cui l’effetto dei carichi variabili è più importante
• È possible eliminare (o almeno minimizzare) il carico?
• É possible modificare il carico (in termini di direzione, punto di applicazione, variazione nel tempo, contenuto
in frequenza,….)
«Progettare» le azioni
5
In questo caso occorre seguire un approccio basato sulla fisica del problema

• Il carico da vento limita (o condiziona)
il progetto di ponti di grande luce
(cosiccome di edifici alti)
• La tendenza è quella di abbandonare
configurazioni tradizionali
dell’impalcato (ad esempio sezioni
reticolari aperte) verso sezioni
aerodinamiche, in modo da
minimizzare gli effetti indotti dal vento
1977
1964
2009
20??
1995
1998
1975
Akashi Kaiko Bridge
Great Belt East Bridge
Humber Bridge
1800 1850 1900 1950 2000 year
L [m]
2000
1600
1200
800
400
0
2400
2800
3200
Messina Bridge ?
Menai Bridge
Firth of Tay Bridge
Tacoma Bridge
Brighton Chain
Pier Bridge
Normandy Bridge
TataraBridge
L
Golden Gate Bridge
Sutong Bridge
2020
Severn Bridge
ULS failures
SLS failures
St. Nazaire Bridge Bretonne Bridge
Stonecutter Bridge
Ponti
In questo caso occorre seguire un approccio basato sulla fisica del problema

zone di ricircolazione punti di separazione del flusso punti di riattacco del flusso
Trans - critical regime
Critical regime
Super- critical regime
u /U=0.99
R = 0.012
Lt = 0.001
R = 0.016
Lt = 0.125
R = 0.048
Lt = 0.001
R = 0.012
Lt = 1.0
u /U=0
separation point
reattachment point
(b)
(a)
1
1
xR
Trans - critical regime
Critical regime
Super- critical regime
Sub-critical regime
u /U=0.99
x/B = 0.55
R = 0.012
Lt = 0.001
R = 0.016
Lt = 0.125
R = 0.048
Lt = 0.001
R = 0.012
Lt = 1.0
u /U=0
separation point
reattachment point
(b)
(a)
x/B = 1.0
1
1
xR
xR
…con svariati ambiti di applicazione
Benchmark on the Aerodynamics of a Rectangular 5:1 Cylinder
Molti aspetti legati al flusso
intorno al rettangolo sono
comuni ad altre situazioni
frequenti nell’aerodinamica
delle strutture civili…
con il supporto di
piccole variazioni nei parametri
di progetto
è indispensabile un approccio orientato al Progetto che preveda la
comprensione dei fenomeni fisici
con il patrocinio di In cooperazione con
grandi variazioni nel flusso
intorno al corpo
enormi differenze in
termini di carico
L’esperienza del BARC
7
05/04/2022

8
ICAR/09
ICAR/09
ING-IND/06
ICAR/09
ICAR/08
ICAR/09
ING-IND/06
ING-IND/06- FLUIDODINAMICA 8
Un’attenzione vasta e multidisciplinare
legata alla valutazione delle azioni del
vento nelle strutture civili
0
50
100
150
200
2
0
1
0
2
0
1
1
2
0
1
2
2
0
1
3
2
0
1
4
2
0
1
5
2
0
1
6
2
0
1
7
2
0
1
8
2
0
1
9
2
0
2
0
#
citations
ING-IND/06- FLUIDODINAMICA

Ingegneria Strutturale
Fluidodinamica
Fisica dell’atmosfera
Ingegneria
del vento
Meccanica applicata
Ingegneria del vento
9
05/04/2022

Ingegneria Strutturale
Fluidodinamica
Fisica dell’atmosfera
Ingegneria
del vento
Meccanica applicata
Matematica applicata
Fisica applicata
Aeronautica
Sistemi energetici
Ingegneria del vento
10
05/04/2022

Università di Genova (dal 2000-01)
Corso di WIND ENGINEERING – 5 CFU
Lingua: Inglese
SSD: ICAR/09 (LM Ingegneria CIVILE)
Docenti: GIUSEPPE PICCARDO (ICAR/08)
MARIA PIA REPETTO (ICAR/09)
MASSIMILIANO BURLANDO (GEO/12 – Oceanografia e fisica dell'atmosfera)
Politecnico di Torino (dal 2010-2011)
Corso di FLUIDODINAMICA E INGEGNERIA DEL VENTO COMPUTAZIONALI – 12 CFU
Lingua: Italiano
SSD: ICAR/09 (LM in in Ingegneria Matematica)
Docenti: LUCA BRUNO (ICAR/09)
CLAUDIO CANUTO (MAT/08 – Analisi numerica)
DOMENICO D’AMBROSIO (ING-IND/06 – Fluidodinamica)
Politecnico di Milano (dal 2010-2011)
Corso di WIND ENGINEERING (in inglese) – 6 CFU
Lingua: Inglese
SSD: ING-IND/13 (LM Ingegneria Meccanica)
Docenti: GIORGIO DIANA (ING-IND/13 – Meccanica applicata alle macchine)
Corsi di Ingegneria del Vento – a.a. 2021-2022
11

Università di Firenze (dal 2004-05)
Corso di INGEGNERIA DEL VENTO – 6 CFU
Lingua: Italiano
SSD: ICAR/09 (LM Ingegneria CIVILE)
Docenti: CLAUDIO MANNINI (ICAR/09)
Università di Firenze (dal 2019-20)
Corso di MECCANICA DELLE STRUTTURE EOLICHE OFFSHORE – 6 CFU
Lingua: Italiano
SSD: ICAR/08 (LM Ingegneria CIVILE e LM Ingegneria Meccanica)
Docenti: CLAUDIO BORRI (ICAR/08)
ENZO MARINO (ICAR/08)
ALESSANDRO BIANCHINI (ING-IND/09 – Sistemi per l'energia e l'ambiente)
12
05/04/2022

TECNICA DELLE
COSTRUZIONI
ICAR/09
MECCANICA
APPLICATA
ALLE
MACCHINE
ING-IND/13
OCEANOGRAFIA E
FISICA
DELL'ATMOSFERA
GEO/12
SISTEMI PER
L’ENERGIA E
L’AMBIENTE
ING-IND/09
SCIENZA
DELLE
COSTRUZIONI
ICAR/08
ANALISI
NUMERICA
MAT/08
FLUIDODINAMICA
ING-IND/06
➢ La Tecnica delle Costruzioni è il principale snodo disciplinare con discipline complementari in
ragione della necessaria sintesi progettuale.
➢ Il suo ruolo è riconosciuto con la maggioranza delle titolarità dei corsi
13

ALAN G. DAVENPORT 1932–2009
Ingegnere meccanico
ROBERT H. SCANLAN 1914-2001
Ingegnere aeronautico
La moderna ingegneria del vento nasce da
intuizioni e collegamenti con altri «mondi»
Wind Engineering

Eventi estremi registrati ogni anno sul territorio
Europeo, corrispondenti alle voci: heavy rain,
tornadoes e severe wind gust. European Severe
Weather Database (Dotzek et al., 2009), parte del
progetto: European Severe Storm Laboratory
Vento e rischio
15
05/04/2022
Rosignano Marittimo (LI),
26.9.2020

Detection, simulation, modelling
and loading of thunderstorm
outflows to design wind-safer and
cost-efficient structures
(2017-2021)
First Wind Engineering Project ever funded by ERC
Sole Civil Construction Project funded in 2016
ERC Advanced Grant 2016
Giovanni Solari / Maria Pia Repetto

“Wind engineering is best defined as the rational
treatment of the interactions between wind in the
atmospheric boundary layer and man and his works on
the surface of earth” (Jack E. Cermak, 1975).
➢ Un ambito di studi di ingegneria multi-disciplinare
Ingegneria del Vento – declaratoria
17
05/04/2022

It is a multi-disciplinary matter concerning multifold topics, among which:
• Meteorology
• Meteorological forecasts
• Micrometeorology
• Turbulence theory
• Wind structure
• Wind climate
• Numerical and physical modeling of atmospheric
flow fields
• Bluff-body aerodynamics
• Vehicle aerodynamics
• Wind tunnels
• Wind tunnel tests
• Full-scale measurements
• Computational fluid dynamics
• Wind loads on buildings and structures
• Windborne debris
• Glass and cladding behaviour
• Wind-driven rain and permeable facades
• Wind effects on transportation
• Wind turbines
• Wind energy production /energy harvesting
• Action and response of trees
• Atmospheric dispersion of pollutants
• Forest fire propagation
• Wind erosion
• Sand and snow-drift
• Windbreaks
• Urban planning
• Architectural aerodynamics
• Bioclimatic engineering
• Pedestrian wind environment
• Natural ventilation
• Wind actions and effects on long-span bridges
• Wind actions and effects on tall buildings
• Wind actions and effects on wind-sensitive
structures
• Static and dynamic wind effects
• Wind-structure interaction, aeroelastic and chaotic
phenomena
• Mitigation of wind-induced vibrations
• Reliability and risk under wind loading
• Vulnerability of structures under wind loads
• Wind storm disaster assessment and reduction
• Insurance and re-insurance policies
• Wind codes and standards
• …………
18

• Meteorology
• Wind structure
• Wind climate
flow fields
• Wind tunnels
• Wind turbines
• Wind erosion
• Windbreaks
• Urban planning
structures
phenomena
• …………
Temi “classicamente” di Tecnica delle Costruzioni ICAR/09
➢ È sensato limitarsi a questi?
Sono i soli necessari al
progetto?
19

• Meteorology
• Wind structure
• Wind climate
flow fields
• Wind tunnels
• Wind turbines
• Wind erosion
• Windbreaks
• Urban planning
structures
phenomena
• …………
Temi strettamente necessary al Progetto, che lo alimentano nel problem setting e nel problem solving
progetto/
azioni
➢ La mappa disciplinare italiana
deve essere flessibile e
aggiornata, altrimenti limita
formazione, ricerca,
innovazione
ICAR/09

Tecnica delle Costruzioni
Ingegneria del Vento
La moderna ingegneria del vento nasce
da intuizioni e collegamenti con altri
«mondi»
La Tecnica delle Costruzioni è il
principale snodo disciplinare con
discipline complementari in ragione
della necessaria sintesi progettuale:
il suo ruolo è riconosciuto con la
maggioranza delle titolarità dei corsi
La mappa disciplinare italiana deve
essere flessibile e aggiornata, altrimenti
limita formazione, ricerca, innovazione
Quale declaratoria moderna possiamo
pensare?
In che modo dare spazio alla
composizione di saperi diversi?
In che modo riuscire ad essere
«portatori di conoscenze» per
ricerche in altri campi, mettendo a
disposizione la nostra esperienza di
ingegneri strutturisti, di progettisti, in
campi diversi dal nostro?
&
Ingegneria del Vento
21

Opportunità 4: Multi-hazard e Robustezza
• Mauro Sassu, Cagliari, https://unica.it/unica/it/ateneo_s07_ss01.page?contentId=SHD30997
• Nadia Baldassino, Trento, https://webapps.unitn.it/du/it/Persona/PER0003155/Curriculum
• Liborio Cavaleri, Palermo, https://www.unipa.it/persone/docenti/c/liborio.cavaleri/
06/04/2022
Giunta SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni -
1

L’insegnamento della disciplina deve
a) partire dai principi meccanici generali,
b) favorire una valida comprensione dei comportamenti strutturali elementari e
complessivi,
c) predisporre a una fondata organizzazione della disposizione delle varie parti strutturali
supportata da una coerente scelta dei materiali,
d) aiutare ad individuare le possibili situazioni in cui una
costruzione può trovarsi in termini di azioni e configurazioni.
(riguarda il MULTI-RISCHIO o MULTI-HAZARD)
06/04/2022
2
Dalla declaratoria di “Tecnica delle Costruzioni”
(ovvero la nostra “Costituzione”)

Aiutare ad individuare le possibili situazioni in cui una costruzione può
trovarsi in termini di azioni e configurazioni.
• OVVERO
ipotizzare scenari di carico non percepibili dalla comunità sociale e tecnica
e valutarli in modo quantitativo.
06/04/2022
3

I carichi si dividono, essenzialmente, in
A) deterministici (pesi propri, permanenti portati, sovraccarichi di esercizio)
b) probabilistici (neve, vento, variazioni termiche, sisma, incendio),
Entrambi inquadrati dalle norme vigenti
Ma esistono altri carichi che sfuggono a valutazioni ben codificate
• ALLORA OCCORRE
ipotizzare scenari di carico non percepibili dalla comunità sociale e tecnica
e valutarli in modo quantitativo.
06/04/2022
4

PER ipotizzare scenari di carico non percepibili dalla comunità sociale e tecnica
- corrispondenti ad eventi «estremi» - e valutarli in modo quantitativo.
OCCORRE
1. CREATIVITA’ per IPOTIZZARLI
2. RIGORE SCIENTIFICO per VALUTARLI
06/04/2022
5

CREATIVITA’ PER IPOTIZZARLI:
RISCHIO MAREMOTO (Tsunami risk) negli insediamenti costieri
06/04/2022
6
Alcuni esempi

RISCHIO MAREMOTO negli insediamenti costieri
CASO CONCRETO – Città di Livorno
Da un inserto del «Corriere della Sera, 10.12.2015»
Tutto nacque nel 1742 con un maremoto che colpì la città a seguito di un
terremoto. I livornesi, impauriti, portarono l’immagine della Madonna di
Montenero protettrice della città nella centrale Piazza Grande e questo, si
disse, impedì al maremoto di infierire più di tanto su Livorno.
06/04/2022
7
Alcuni esempi

06/04/2022
8
Livorno nel 1776
P.za Grande (dove nel 1742
arrivò il maremoto)
Ipotetica linea
di allagamento
Alcuni esempi

CASO CONCRETO – Città di Livorno
La comunità civile sa che l’evento c’è stato e che, ipoteticamente, potrebbe ripetersi.
Ma non ha gli strumenti per valutarlo e, talvolta, si raccomanda alla buona sorte.
9
Rievocazione del miracolo contro il maremoto della Madonna di Montenero (2015)
06/04/2022
Alcuni esempi

06/04/2022
10
Mappa del 1776
Mappa del 2022
NOSTRO COMPITO:
aiutare la comunità civile a VALUTARE in modo quantitativo
IL RISCHIO MAREMOTO in un CONTESTO URBANIZZATO COMPLESSO.
PROBLEMA:
quali sarebbero le
conseguenze nel
caso in cui il
medesimo EVENTO
del 1742 ACCADESSE
OGGI?
Alcuni esempi

06/04/2022
11
Livorno nel 2022
a) Scalo navi passeggeri
b) Porto turistico
c) Azienda produttrice megayacht
d) Centrale termoelettrica
e) Scalo navi merci
f) Depuratore cittadino
g) Deposito GPL
h) Deposito idrocarburi
i) Raffineria petrolifera
(a)
(e)
(b)
(f)
(g)
(c)
(h)
(d)
(i)
QUALI SAREBBERO LE CONSEGUENZE NEL CASO IN CUI L’EVENTO
ACCADESSE OGGI?
Sono facilmente immaginabili conseguenze disastrose…
OCCORRE VALUTARLE IN MODO QUANTITATIVO
Alcuni esempi

06/04/2022
12
(a)
(e)
(b)
(f)
(g)
(c)
(h)
(d)
(i)
IL NOSTRO COMPITO
- CATALOGARE gli eventi estremi del passato
- VALUTARE in modo quantitativo IL RISCHIO in un CONTESTO
URBANIZZATO COMPLESSO.
- PROPORRE interventi per mitigare il rischio a valori accettabili
(rapporto costi/benefici)
QUALI SAREBBERO LE
CONSEGUENZE NEL CASO IN CUI
L’EVENTO ACCADA OGGI?
a) Probabilità di accadimento OGGI (Tempo di Ritorno)
b) Intensità attesa OGGI (Altezza dell’onda anomala – Area
interessata dall’allagamento)
Alcuni esempi

06/04/2022
13
IL NOSTRO COMPITO
- RICORDARE e CATALOGARE gli eventi estremi del passato
- VALUTARE in modo quantitativo IL RISCHIO in un CONTESTO URBANIZZATO COMPLESSO.
- PROPORRE interventi per mitigare il rischio a valori accettabili (rapporto costi/benefici)
VALUTARE il rischio con, ad esempio,
a) Probabilità di accadimento OGGI (Tempo di Ritorno)
b) Intensità attesa OGGI (Altezza dell’onda anomala)
L’ESPERIENZA CHE LA COMUNITA’ DI TECNICA DELLE COSTRUZIONI HA MATURATO NELL’INGEGNERIA SISMICA E’
PREZIOSA ED ESPORTABILE ad altri RISCHI
RICORDARE e CATALOGARE: BANCA DATI degli eventi estremi del passato, di facile accessibilità e libera consultazione
Alcuni esempi

CASO CONCRETO di trattazione del problema
IL BORGO DI MARZAMEMI (SR)
U.R.: PALERMO – Lidia La Mendola; Liborio Cavaleri
14
06/04/2022
Alcuni esempi

Valutazione della vulnerabilità del costruito da Tsunami:
Il caso di Marzamemi (SR)
Dipartimento
di Ingegneria
Case dei pescatori di
Marzamemi oggi adibite
ad attività turistiche
Localizz
azione
Marza
memi
Il centro abitato
Valutazione della
vulnerabilità da Tsunami
degli edifici basata su un
indice:
RVI[1,5] = 1/3 WV[1,5] + 2/3 SV[1,5]
Indice di
Vulnerabilità
Indice della
capacità di
intrusione
dell’acqua
Indice di
capacità
strutturale
SV[1,5] =Bv[1,5] * Surr[1,5] * Ex[1,5]
Indice delle
caratteristic
he della
struttura
Esposizione
all’onda da
Tsunami
Cosa
fa
La
Tecnica
delle
Costruzioni
Indice delle condizioni
al contorno
06/04/2022
15

COMPILAZIONE SCHEDE DI RILEVAMENTO
Notes Sketch (plan, height, etc.)
Dati catastali: Comune di Pachino, foglio
n.2, particelle nn. 39 e 221. Edificio in
muratura storico, ad unica elevazione,
tetto a doppia falda con struttura il legno.
Pianta a forma di L" di dimensioni: a) lunghezza max ≈ 19,30m; b) larghezza max ≈
15,50m; larghezza lato lungo (a) ≈ 9,30ml; larghezza lato corto (b) ≈ 11,80m. Hmin
3,50me H max4,50m(Misure dal piano stradale).
GENERAL INFORMATIONS
Street Address number Function (commercial, residential or other)
Marzamemi (SR), 96018- Via Marzamemi N/D Commerciale (Nautica)
ESEMPIO DI RILEVAMENTO - SCHEDA 1A
CARATTERISTICHE STRUTTURALI E DI CONTORNO
SCORE Value (-1 ÷ +1)
s (number of
stories)
1
m (material) 0
g (ground floor
hydrodynamics)
0,5
f (foundation
strength)
1
sh (shape of
building footprint)
1
pc (preservation
condition)
-1
Very good Good Average Poor Very poor
Round-like or
triangular
Squared or
almost squared
Rectangular
Lengthened
rectangular
Complex (L, T or X
shaped buildings, or
other complex
geometries)
Deep pile
foundation
/
Average depth
foundation
/ Shallow foundation
Completely open
plan (e.g. no walls,
only
columns)
About 75 %
open plan
About 50 % open
plan
About 25 %
open plan
Completely closed
plan, no or very few
openings
Reinforced concrete
or steel
/ masonry /
Timber, tin, clay or
light materials
More than 5 stories 4 stories 3 stories 2 stories 1 story
-1 -0,5 0 +0.5 +1
BUILDING VULNERABILITY(BV)
SCORE +1
br (building row) 1st
nb (natural barriers) No protection
sw (seawall height
and shape)
Sloped and
0–1.5 m
or no seawall
w (brick wall around
building)
Height of the
wall is from
0–20 % of the
water depth
mo (sources of large
movable
objects)
Very high risk
from movable
objects
Very low risk from
movable
objects
/
Average risk
from movable
objects
/ 1
Height of the wall
is >80 % of the
water depth
Height of the
wall is 60–
80% of the
water depth
Height of the
wall is 40–60
% of the water
depth
Height of the wall is
20–40 %
of the water
depth
1
Vertical and
>5 m
Vertical and 3–5
m
Vertical and 1–3
m
Vertical and 0–1.5
m
or sloped and 1.5–3
m
1
Very high
protection
High protection
Average
protection
Moderate
protection
1
>10th 7–8–9–10th 4–5–6th 2nd–3rd 1
SOURROUNDINGS (SURR)
-1 -0,5 0 +0.5 Value (-1 ÷ +1)
MAPPA DI
VULNERA
BILITÀ
06/04/2022
16

ALCUNI ESEMPI
• Probabilistic Tsunami Hazard Analysis: High Performance Computing for
Massive Scale Inundation Simulations - Dicembre 2020 Front. Earth. Science
06/04/2022
17

Il NOSTRO COMPITO: RICORDARE (ingegneria forense)
06/04/2022
18
1. Alcuni esempi di insuccessi – collisione di una nave con la torre di controllo del porto di Genova (2013)
Posizione «rischiosa» della
torre di Genova
(l’errore umano è un rischio da
mettere in conto nel progetto)
Contro esempio
torre di Gioia
Tauro
(posizione a prova
di errore umano)

Alcuni ESEMPI di INSUCCESSI per «errore umano»
Lerici-Tellaro landslide (rainstorm - 2011) Magliano in Toscana (wrong restoration - 2012)
Lecco-Annone bridge (overload - 2016)
Miami Surfside 2021 (lack of maintenance)
Ravanusa site (gas pipeline explosion 2021)
Bahamas – (unsafe hurricane design - 2019)
06/04/2022
19

MULTIHAZARD FOR EXTREME EVENTS & ROBUSTNESS
Natural Vs Anthropic
Natural events: Floods, Earthquakes, Fires, Tornados, Landslides etc
Anthropic events: Explosions, Brittle collapses, Impacts etc
06/04/2022
20

MULTIHAZARD FOR EXTREME EVENTS:
Fires, Explosions, Floods, Landslides, Brittle collapses, Earthquakes
Examples of scientific relationships
- Fires, Explosions: Chemical Engineering, Industrial engineering
- Floods, Landslides: Hydraulics, Geotechnics, Geology
- Brittle collapses (bridges): Transportation
- Earthquakes: Geotechnics, Geology, Territorial Planning
- Monitoring activities: topography, geomatics, ICT (Information and
Communication Technologies)
06/04/2022
21

06/04/2022 Giunta SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni - II giornata
sulla didattica
22
Robustezza strutturale

sulla didattica
23
Ronan Point
Canning Town, Londra, Regno Unito, 1968
Caso ‘emblematico’

sulla didattica
24
WORD TRADE CENTER
Manhattan, New York, USA, 2001
Caso ‘emblematico’

sulla didattica
25
Airport Charlesde Gaulle
Parigi- 2004
I-35 bridge
Minneapolis, Minnesota, USA, 2007
Eggner FerryBridge
Aurora, Kentucky, USA, 2012
NuovaScotia,Canada - 1998
Champlain Towers
Miami, Florida, USA, 2021
I-40 bridge
Webbers Falls, Oklahoma, USA, 2002
Market Drayton, Regno Unito, 2016
Sampoong Department Store
Seoul, Corea del Sud, 1995
BadReichenhall Ice Arena
Bad Reichenhall, Germania, 2006
Casi meno noti

06/04/2022
Giunta SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni - II giornata
sulla didattica
26
(GSA 2003) Ability of a structure or structural components to resist damage without premature and/or brittle failure due to events like explosions, impacts,
fire or consequences of human error, due to its vigorous strength and toughness.
(EN 1991-1-7, 2006) The ability of a structure to withstand events like fire, explosions, impact or the consequences of human error, without being
damaged to an extent disproportionate to the original cause.
(Bontempi et al., 2007) The robustness of a structure, intended as its ability not to suffer disproportionate damages as a result of
limited initial failure, is an intrinsic requirement, inherent to the structural system organization.
(JCSS, 2008) The robustness of a system is defined as the ratio between the direct risks and the total risks (total risks is
equal to the sum of direct and indirect risks), for a specified time frame and considering all relevant exposure events and
all relevant Damage states for the constituents of the system.
(Agarwal and England, 2008) Robustness is the ability of a structure to avoid disproportionate consequences in
relation to the initial damage.
(Vrouwenvelder, 2008) The notion of robustness is that a structure should not be too sensitive to local damage,
whatever the source of damage.
(Starossek and Haberland, 2010) Insensitivity of a structure to initial damage. A structure is robust if an initial
damage does not lead to disproportionate collapse.
(CPNI, 2011) quality in a structure of insensitivity to local failure, in which modest damage (whether due to
accidental or malicious action) causes only a similarly modest change in the structural behaviour. More specifically,
robust structure has the ability to redistribute load in the event that a load-bearing member suffers a loss of strength
or stiffness, and characteristically exhibits ductile rather than brittle global failure modes. A robust structure does not
mean one that is over-designed: the ability to resist damage is achieved through consideration of the global structural
behaviour and failure modes so that the effects of a localised structural failure can be mitigated by the ability of the
sructure to redistribute the load elsewhere, and so that the effects of the initial failure are gradual in onset.
(Biondini et al., 2012) Structural robustness can be viewed as the ability of the system to suffer an amount of damage not
disproportionate with respect to the causes of the damage itself.
(Brett and Lu, 2013) ability of a structure in withstanding an abnormal event involving a localized failure with limited levels of
consequences, or simply structural damages.
(FIP, 2013) Robustness is a specific aspect of structural safety that refers to the ability of a system subject to accidental or exceptional loadings
(such as fire, explosions, impact or consequences of human errors) to sustain local damage to some structural components without experiencing a
disproportionate degree of overall distress or collapse.
p(Hi) probability of
occurrence of the action Hi;
p(D/Hi) probability of the
local damage D
consequence of the action
tolerance.
ROBUSTEZZA
p(F) = p(F/D) * p(D/Hi) * p(Hi)
P probabilità Hi i-esimo evento
D danno locale F collasso
Definire la robustezza

11400
5700
5700
5700 5700 5700 5700
1
A
5700
5700 5700
5700 5700
5700 5700
5700
5700 5700
5700
B
C
2 3 4 5 6 7
06/04/2022
Giunta SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni - II
giornata sulla didattica
27
Scenario di danno
Percorso alternativo
del carico
Nuova configurazione
di equilibrio
▪ Risposta 3D
▪ Plasticità
▪ Non-linearità
▪ Effetto arco
▪ Effetto membranale
▪ Instabilità
Estensione del danno
▪ Duttilità
▪ Modellazione
▪ Effetti dinamici
▪ …
▪ …
▪ Risorse residue
PAROLE CHIAVE
ELEMENTI CHIAVE
Continuità

06/04/2022
28
Airport Charlesde Gaulle
Parigi, Francia, 2004
BORDI DI SEGMENTO DEBOLI BORDI DI SEGMENTO FORTI
RonanPoint
Londra, Gran Bretagna, 1968
Treet
Bergen, Norvegia, 2015
The LeadenhallBuilding
Londra, Gran Bretagna, 2014
Konstantinos Voulpiotis, Jochen Köhler, Robert Jockwer, Andrea Frangi, "A holistic framework for
designing for structural robustness in tall timber buildings", Engineering Structures, 227(2021),111432
Uwe Starossek, "Progressive Collapse of Structures",
Second Edition, ICE Publishing 2018
Segmentazione
Confederation bridge
Borden-Carleton, Canada, 1997

06/04/2022
29
Approfondire il concetto di danneggiamento strutturale sotto carichi estremi.
Dare i fondamenti della progettazione di strutture robuste individuando possibili soluzioni riferite alle
principali tipologie strutturali
L’insegnamento della disciplina deve:
a) partire dai principi meccanici generali,
b) favorire una valida comprensione dei comportamenti strutturali elementari e complessivi,
c) predisporre a una fondata organizzazione della disposizione delle varie parti strutturali supportata da
una coerente scelta dei materiali,
d) aiutare ad individuare le possibili situazioni in cui una costruzione può trovarsi in termini di azioni e
configurazioni.
ROBUSTEZZA

06/04/2022
Giunta SSD ICAR/09 - Tecnica delle Costruzioni - II giornata
sulla didattica
30
-ICAR/08 SCIENZA DELLE COSTRUZIONI
(strumenti e metodi di analisi in grandi
spostamenti e in condizioni di danno)
-ICAR/10 ARCHITETTURA TECNICA (forme
e soluzioni costruttive)
-ICAR/20 TECNICA E PIANIFICAZIONE
URBANISTICA (gestione del territorio e delle
emergenze)
- ICAR/11 PRODUZIONE EDILIZIA (tecniche
antincendio)
-ICAR/05 TRASPORTI (reti infrastrutturali)
-ING-IND/09 SISTEMI PER L’ENERGIA E L’
AMBIENTE (impatto ambientale dei sistemi
energetici)
-ING-IND 22 SCIENZA E TECNOLOGIA
DEI MATERIALI (materiali e protezioni)
- ING-IND/25 IMPIANTI CHIMICI (rischio
associato all’emissione di sostanze pericolose)
……
Houston, Texas, USA, 2019 Zhangzhou, Cina, 2015
Interazioni
Tempe Town Lake, Arizona, 2020
Pitrufquén, Cile, 2016

06/04/2022
31
Politecnico di Torino Dottorato di ricerca in Ingegneria Civile e Ambientale
Corso: Affidabilità e robustezza sismica di strutture isolate con dispositivi ad attrito (FPS) –
20 h
Docente: Castaldo Paolo
SSD: ICAR/09
Politecnico di Torino Dottorato di ricerca in Ingegneria Civile e Ambientale
Corso: Introduction to robustness and progressive collapse of structures – 12h
Docente: De Biagi Valerio
SSD: ICAR/08
Politecnico di Milano Dottorato in Ingegneria Strutturale, Sismica, Geotecnica
Corso: Performance, protection & strengthening of structures under extreme loading
(SUMMER SCHOOL 2022) – 25 h (5CFU)
Docente: Di Prisco Marco
SSD: ICAR/09
Università di Genova PhD program in Civil, Chemical and Environmental Engineering (year 2020)
Seminario: Progressive collapse of structures: current knowledge and ongoing research
Docente: De Biagi Valerio
SSD: ICAR/08
Corsi di dottorato - A.A. 21-22

06/04/2022
32
Seminario: Valutazione della robustezza strutturale di sistemi strutturali e
geotecnici – 3 h
18 febbraio 2022 - Webinar online
Docenti: Matteo Felitti - Francesco Oliveto
Corso: Robustezza, analisi e progettazione di strutture soggette ad azioni
estreme – 8h
20-27 maggio 2021
Docenti: Fulvio Pratesi - Emanuele Brunesi
Corso: Corso di Alta Formazione sulle Patologie Edilizie – La robustezza in
strutture in calcestruzzo armato con danno inglobato – 4h
9 aprile-25 giugno 2021
Docente: Francesco Oliveto
Corso: Valutazione della robustezza strutturale di sistemi strutturali e
geotecnici – 2.5h
16 dicembre 2020 - Webinar online
Docenti: Franco Bontempi- Matteo Felitti - Francesco Oliveto
Corsi e seminari

06/04/2022
33
Corso: SHORT COURSE ON MULTIHAZARD FOR EXTREME EVENTS:
Fires, Explosions, Floods, Earthquakes,
University of Cagliari (Italy), 17th – 20th September 2019
Docenti da Italia, UK, Germania, Spagna.
Convegno: IFCRASC’22 (cadenza-bi o triennale)
Primavera 2022 – Bologna
(precedenti 2017 Milano; 2015 Bologna; 2012 Pisa; 2009 Napoli; 2006 Messina;
2003 Napoli; 2001 Venezia).
Divulgazione di metodi, esperienze, casi studio per mitigare i rischi da crollo,
dissesto e difetto di affidabilità
Convegno: DCEE Design of Civil Environmental Engineering
2014 Denmark; 2015 Taiwan; 2016 Roma; 2017 Cagliari….
Divulgazione di metodi e approcci interdisciplinari nel progetto di costruzioni
civili e tutela ambientale
Corsi e convegni

06/04/2022
34
Future opportunità
https://www.steelconstruct.com/eu-projects/failnomore/

06/04/2022
35
Future opportunità
https://www.nup.ac.cy/msc-in-structural-robustness-for-extreme-loading-conditions/

Opportunità 5: Sicurezza strutturale degli Impianti
• Fabrizio Paolacci, Università degli studi Roma Tre,
https://www.uniroma3.it/persone/RHpEWmpsaGw5YURoR0pGcTAyeUhtSm
RzK3hVTlRxbnkvRU5IQ1c4NjR6QT0=/
• Francesco Petrini, Università degli studi di Roma La Sapienz
https://sites.google.com/a/uniroma1.it/francescopetrini-eng/
1
l'identità della nostra Disciplina e le connessioni con altri Settori
25/03/2022

2
Le opportunità per il settore ICAR/09 nel
campo degli impianti industriali
25/03/2022

Premessa
25/03/2022
3
• Il progetto degli impianti industriali è stato storicamente predominio dei settori affini alla
Meccanica industriale, con un ruolo secondario dei settori della SdC e TdC.
• Al contrario, l’evoluzione dei metodi di studio del comportamento strutturale che si è
vista in questi ultimi anni è stata invece maggiormente legata al mondo degli strutturisti
delle costruzioni civili.
• In un mondo ormai sempre più multi-disciplinare questa separazione dei ruoli comincia a
diventare di fatto insostenibile, e dunque sussiste una inevitabile sovrapposizione dei sue
mondi.
• L’ostacolo maggiore alla perfetta integrazione delle esigenze di sicurezza strutturale e
impiantistica è rappresentato dal utilizzo di linguaggi diversi, per superare la quale
occorre «contaminare» il sapere proprio della TdC con le conoscenze di settori confinanti
anche se lontani culturalmente.
• Le sperimentazioni che alcuni colleghi del nostro settore hanno messo in atto nel campo
della valutazione del rischio industriale pone le basi per superare queste difficoltà

Premessa
25/03/2022
4
ANALISI DI
VULNERABILITA’
ALLE AZIONI
(NATURALI,
TECNOLOGICHE,
ANTROPOLOGICHE)
ANALISI DI
PERICOLOSITA’
(NATURALE E
TECNOLOGICA)
IMPIANTI ONSHORE
IMPIANTI OFFSHORE
ANALISI DELLE
CONSEGUENZE
(LEGAME TRA
DANNEGGIAMENTO
E CONSEGUENZE)
POOR DETAILS
PIPING DETACHMENT
Analisi
di
rischio’

Obiettivi e Azioni
25/03/2022
5
Occorre quindi mettere in campo alcune azioni che rafforzino l’interazione con le altre
discipline. In tal senso il gruppo di lavoro ha promosso le seguenti:
✓ Indagine ad ampio spettro nel panorama nazionale e internazionale nel quale la nostra
disciplina sia ben integrata con altri settori o lo sia anche solo potenzialmente;
✓ Identificazione dei SSD con i quali si possa naturalmente e attivamente collaborare per
esprimere una didattica multidisciplinare piena e orientata al futuro, sia in campo civile
sia in quello industriale;
✓ Analizzare i motivi che hanno fin ora impedito l’evoluzione della TdC in senso
multidisciplinare e mettere in campo azioni che possano da un lato incentivare
l’interazione con gli altri settori scientifico disciplinari e dall’altro sostenere le iniziative
didattiche orientate in tal senso;

6
Impianti industriali ed
ingegneria (strutturale) antincendio
25/03/2022

Progettazione strutturale anticendio - Analisi multifisica del collasso
25/03/2022
7
Utilizzando modelli di
fluidodinamica computazionale
CFD si può calcolare la dinamica
ed evoluzione dell’incandio nel
compartimento.
L’analisi di rischio incendio
permette di valutare
l’intensità dell’incendio
(HRR) da compartimento.
t
HRR
L’analisi strutturale non
lineare permette di
considerare effetti locali
complessi quali il thermal
Buckling ed il bowing Effect
lineare permette di valutare
effetti globali complessi quali il
collasso progressivo e la
robustezza strutturale
Triggering event Fire ignition
1. Fire extinguished
by personnel
3. Intrusion of
fire fighters
Arson
Explosion
Short circuit
Cigarette fire
by sprinkler
YES (P1)
NO (1-P1)
NO (1-P2)
YES (P2)
YES (P3)
NO (1-P3)
Scenario
Other
A1
A2
A3
A4
A5
A6
4. Fire suppression
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P4)
NO (1-P4)
Fire location
YES (P1)
NO (1-P1)
NO (1-P2)
YES (P2)
YES (P3)
NO (1-P3)
B1
B2
B3
B4
B5
B6
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P1)
NO (1-P1)
NO (1-P2)
YES (P2)
YES (P3)
NO (1-P3)
C1
C2
C3
C4
C5
C6
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P4)
NO (1-P4)
AREA A
(PA)
AREA B
(PB)
AREA C
(PC)
Fire Dynamics analysis Non-linear Structural analysis
Lato Azione Lato Struttura
Progettazione Strutturale Antincendio (PSA) – analisi numerica multifisica del collasso
Incendio sperimentale Hotel Windsor di
Madrid (2005)
Analisi di rischio incidenti (evento iniziatore)
Fire Dynamics analysis
Non-linear Structural analysis

Progettazione strutturale anticendio - Analisi multifisica del collasso
25/03/2022
8
SI
NO
SI | SI
NO| SI
SI | NO
NO| NO
SI| (SI SI)
SI| (SI NO)
NO| (SI NO)
NO| (SI SI)
SI| (SI SI SI)
NO| (SI SI SI)
NO| (SI NO SI)
SI| (SI NO SI)
Scenario
d’incendio
FIRE FIGTHERS
SUPPRESSION
LOCAL
COLLAPSE
GLOBAL
COLLAPSE
SWAY
COLLAPSE
DANNO LOCALE:
Perditacontenuta
COLLASSO LOCALE:
Perditaestesa
COLLASSO GLOBALE NO
SWAY:perdita
dell’edificioe non
evacuati
COLLASSO GLOBALE
SWAY:perdita
evacuati + dintorni
DANNO LOCALE:
Perditacontenuta
DANNO
COLLASSO LOCALE:
Perditaestesa
COLLASSO GLOBALE NO
SWAY:perdita
evacuati
COLLASSO GLOBALE
SWAY:perdita
evacuati + dintorni
P1
1-P1
P2
1-P2
P3
1-P3
P4
1-P4
P5
1-P5
P6
1-P6
P7
1-P7
Eventi indirizzanti l’evoluzione
Evento iniziatore (scenario)
Probabilità condizionate associate ai rami
ELEMENTI DI CRITICITA’ DELL’ANALISI DI RISCHIO
Ambiguità nell’assegnazione dei parametri di
intensità e occorrenza
Mancanza di criteri generali di assegnazione
Specificità del caso esaminato

Interazioni
25/03/2022
9
Utilizzando modelli di
fluidodinamica computazionale
CFD si può calcolare la dinamica
ed evoluzione dell’incandio nel
compartimento.
L’analisi di rischio incendio
permette di valutare
l’intensità dell’incendio
(HRR) da compartimento.
t
HRR
lineare permette di
considerare effetti locali
complessi quali il thermal
Buckling ed il bowing Effect
lineare permette di valutare
effetti globali complessi quali il
collasso progressivo e la
robustezza strutturale
Triggering event Fire ignition
by personnel
3. Intrusion of
fire fighters
Arson
Explosion
Short circuit
Cigarette fire
by sprinkler
YES (P1)
NO (1-P1)
NO (1-P2)
YES (P2)
YES (P3)
NO (1-P3)
Scenario
Other
A1
A2
A3
A4
A5
A6
4. Fire suppression
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P4)
NO (1-P4)
Fire location
YES (P1)
NO (1-P1)
NO (1-P2)
YES (P2)
YES (P3)
NO (1-P3)
B1
B2
B3
B4
B5
B6
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P1)
NO (1-P1)
NO (1-P2)
YES (P2)
YES (P3)
NO (1-P3)
C1
C2
C3
C4
C5
C6
YES (P4)
NO (1-P4)
YES (P4)
NO (1-P4)
AREA A
(PA)
AREA B
(PB)
AREA C
(PC)
Fire Dynamics analysis Non-linear Structural analysis
Lato Azione Lato Struttura
Progettazione Strutturale Antincendio (PSA) – analisi numerica multifisica del collasso
Incendio sperimentale Hotel Windsor di
Madrid (2005)
Analisi di rischio incidenti (evento iniziatore)
Fire Dynamics analysis
Non-linear Structural analysis
Interazioni con altri settori:
- ICAR/02 IDRAULICA E MECCANICA DEI FLUIDI
(CFD)
- ICAR/13 DISEGNO INDUSTRIALE (studio degli
impianti e dei fattori di rischio)
- ING-IND/10 FISICA TECNICA INDUSTRIALE
- ………..
Aspetti propri del nostro settore:
- ANALISI NON LINEARE DEL COMPORTAMENTO
STRUTTURALE LOCALE E D’INSIEME
- STRUTTURE IN ACCIAIO, C.A. E LEGNO
- PROGETTAZIONE PRESTAZIONALE
- MULTI HAZARD

Screening dei corsi di laurea/master universitari negli Atenei italiani
25/03/2022 10
Università di Parma
Corso di INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO E
RESISTENZA AL FUOCO DELLE STRUTTURE– 6 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
RANIERI SARA (ING-IND/10 FISICA TECNICA INDUSTRIALE)
DANIELE FERRETTI (ICAR/09)
Corso di INGEGNERIA DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO E INGEGNERIA
DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO AVANZATA ED FSE– 6+6 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
DAVIDE LURASCHI (a contratto)
LM – 23
LM – 23
Università degli Studi dell’Insurbia
Corso di INTERAZIONE FUOCO-STRUTTURE ED ELEMENTI DI FIRE-
ENGINEERING– 6 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
BRUNO ALBERTO DAL LAGO (ICAR/09)
LM – 35
Università degli Studi di Trento
Corso di NONLINEAR THERMOMECHANICAL PROBLEMS IN
STRUCTURAL FIRE ANALYSIS– 3 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
NICOLA TONDINI (ICAR/09)
LM – 23, 30, 35
Sapienza Università di Roma
Corso di PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTINCENDIO– 6 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
FRANCESCO PETRINI (ICAR/09)
LM -23
Università dell’Aquila
Corso di GESTIONE DELLA SICUREZZA ANTINCENDIO E FIRE
SAFETY ENGINEERING (FSE) – 6 CFU
SSD: ICAR/11 (PRODUZIONE EDILIZIA )
Docenti:
GIANMICHELE PANARELLI (ICAR/11)
L -23
Università del Salento
Corso di STRUTTURE SPECIALI E RESISTENZA AL FUOCO– 6 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
MARIANOVELLA LEONE (ICAR/09)
LM -23
LM -23
Universita’ degli Studi di Napoli Federico II
Corso di STRUTTURE SPECIALI E PROGETTO DI STRUTTURE
RESISTENTI AL FUOCO – Mod 1 - 3 CFU
SSD: ICAR/09
Docenti:
EMIDIO NIGRO (ICAR/09)

11
Ingegneria (strutturale) degli
Impianti offshore
25/03/2022

Impianti Offshore
25/03/2022
12
Dead
Loads
Operating
load
Environmental
loads
AD ESEMPIO…. • Modellazione azioni e struttura
• Progettazione prestazionale
• Valutazione sicurezza
• Ottimizzazione
RILASCI DI
SOSTANZE
Le conseguenze
rappresentano a
loro volta delle azioni

Progettazione di piattaforme offshore per oil & gas
25/03/2022
13
Platform
Electrical
Cable
Mooring
Line

Impianti Eolici Offshore
25/03/2022
14
0 m – 30 m
430 Gw
30 m – 60 m
541 Gw
60 m – 900 m
1533 Gw
Offshore Wind Turbines
(OWTs) is the future
Wind energy accounted for 63% of
Europe’s investments in renewable
energy in 2018, compared to 52%
in 2017. Onshore wind projects
alone attracted 39% of the total
investment activity in the
renewable energy sector
Natural progression of substructure designs from
shallow to deep water (source NREL)

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