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    Francesco D'Assisi RICCIARDELLI

    Insegnamento di TEORIA E PROGETTO DI PONTI

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA CIVILE

    SSD: ICAR/09

    CFU: 9,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 72,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Elemento costituente il ponte.
    Comportamento statico delle diverse tipologie di ponte.
    I ponti ad arco.
    I ponti sospesi.
    Effetti del vento sui ponti.
    Effetti dei pedoni sulle passerelle pedonali.

    Testi di riferimento

    Raithel - Costruzioni di Ponti - Liguori
    Raithel - Ponti a travata - Liguori
    Augenti - Introduzione al calcolo delle strutture in parete sottile - Liguori
    Pugsley - The theory of suspension bridges - Arnold

    Obiettivi formativi

    Fornire gli elementi necessari a comprendere il comportamento statico delle diverse tipologie di ponte.
    Fornire gli elementi di base per la progettazione dei ponti ad arco e dei ponti sospesi.

    Prerequisiti

    Contenuti del corso di Scienza delle Costruzioni.
    Contenuti del corso di Fondamenti di Tecnica delle Costruzioni.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali ed esercitazioni con discussione degli elaborati.

    Metodi di valutazione

    Esame orale con discussione dell'elaborato progettuale.

    Programma del corso

    - Evoluzione storica della costruzione dei ponti: materiali, schemi statici, utilizzo.
    - Il teorema di Betti. Le linee d'influenza ed il loro tracciamento; applicazioni a strutture isostatiche ed iperstatiche, le linee d'influenza fondamentali. Caricamento delle linee d'influenza e massimizzazione delle sollecitazioni. Linee d'influenza della soletta, delle travi d'impalcato, del traverso d'impalcato.
    - Elementi costituenti il ponte: ponti a travata, ponti ad arco, ponti sospesi, ponti strallati; schematizzazioni e modelli semplificati di calcolo.
    - L'impalcato da ponte: tipologie e procedure di calcolo. Gli effetti locali ed il calcolo della soletta di impalcato. Impalcati a sezione aperta ed a sezione chiusa. Il traverso d'impalcato.
    - Azioni sui ponti secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. gennaio 2018). Diffusione delle azioni da traffico sulla soletta d'impalcato.
    - Il metodo di Engesser. La torsione primaria. La torsione non uniforme nelle sezioni aperte e chiuse: ipotesi, ingobbimento, deformazione e sollecitazione assiale, coordinate principali, tensioni tangenziali secondarie, momento secondario, bimomento, equazione della torsione, soluzione e vincoli.
    - Statica degli archi. L'arco a tre cerniere: spinta, diagramma del momento, arco funicolare del peso proprio, linee d'influenza. L'arco a due cerniere spingente e a spinta eliminata: caduta di spinta, effetti delle distorsioni, linee d'influenza della spinta, del momento, del taglio e dello sforzo normale. L'arco incastrato: caduta di spinta, effetto delle distorsioni, linee d'influenza fondamentali, linee d'influenza del momento, del taglio e dello sforzo normale.
    - Ponti da arco. Ponti a travata irrigidente e ponti Maillart. Procedure di dimensionamento. Verifiche dei ponti ad arco in cemento armato.
    - Modellazione agli Elementi Finiti dei ponti ad arco.
    - Statica della fune. Configurazione da peso proprio e reazioni vincolari. Fune parabolica: configurazione da peso proprio e reazioni vincolari; effetti di una forza concentrata.
    - Ponti sospesi. Teoria di Rankine. Teoria elastica. Teoria di Melan.
    - Azioni ed effetti del vento sui ponti: azioni statiche, azioni dinamiche, instabilità aeroelastiche.
    - Azioni sismiche sui ponti e risposta strutturale.
    - Azioni dei pedoni sulle passerelle pedonali: azioni statiche, azioni dinamiche, problemi di interazione

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Structural elements making the bridge.
    Static behaviour of the different bridge typologies.
    Arch bridges.
    Suspension bridges-
    Wind effects on bridges.
    Pedestrian action on footbridges.

    Textbook

    Raithel - Costruzioni di Ponti - Liguori
    Raithel - Ponti a travata - Liguori
    Augenti - Introduzione al calcolo delle strutture in parete sottile - Liguori
    Pugsley - The theory of suspension bridges - Arnold

    Training objectives

    Provide tools for the understanding the static behaviour of the different bridge typologies.
    Provide the tools for the design of arch and suspension bridge design.

    Prerequisite

    Structural mechanics.
    Structural design.

    Teaching methods

    Theory and application classes, with discussion of the team work.

    Evaluation methods

    Oral exam including discussion of the team work.

    Course Syllabus

    - Evolution of bridge design and construction: materials, bridge types, use.
    - Betti’s theorem. Influence lines and their calculation; applications to determinate and redundant structures, fundamental influence lines. Evaluation of maximum stresses using influence lines. Influence lines for bridge decks, bridge girders and transverse stiffening beams.
    - Bridge anatomy: girder bridges, arch bridges, suspension bridges, cable-stayed bridges; simplified and calculation models.
    - Bridge decks: types and calculation procedures. Local effects and deck design. Open and box section girders. Stiffening cross beams.
    - Actions on bridges as per the Italian building code Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. gennaio 2018). Diffusion of concentrated actions on the deck.
    - Engesser’s method. De Saint Venant torsion. Warping torsion in open and box sections: hypotheses, warping, longitudinal strains and stresses, principal coordinates, secondary tangential stresses, secondary torque, bimoment, differential equation of the beam, boundary conditions, solution.
    - Mechanics of arches. Three-hinge arches: reactions, moment diagram, funicular arches, influence lines. Two-hinge arches and bow-string bridges: variation of horizontal reaction, effects of distortions, influence lines of horizontal reaction, bending moment, shear and thrust. Fixed arches: variation of horizontal reaction, effects of distortions, fundamental influence lines, influence lines of horizontal reaction, bending moment, shear and thrust.
    - Arch bridges. Stiffening-girder arch bridges and Maillart bridges. Design procedures. Assessment of R/C arch bridges.
    - Finite Element modelling of arch bridges.
    - Mechanics of cables. Cable under self-weight, reactions and shape. Parabolic cables: reactions and shape; effects of a concentrated load.
    - Suspension bridges: Rankine’s theory, Elastic theory, Melan’s theory.
    - Wind effects on bridges: static actions, dynamic actions, aeroelastic instabilities.
    - Seismic actions on bridges and structural response.
    - Pedestrian actions on footbridges: static actions, dynamic actions, interaction problems.

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