Ingegneria civile, topografia e costruzioni

La meccanica della frattura è una branca dell'ingegneria dei materiali e della meccanica che si occupa dello studio del comportamento dei materiali quando sono soggetti a sollecitazioni che causano la formazione di fratture. Questo campo di ricerca si concentra sulla comprensione dei meccanismi che portano alla propagazione delle fratture e sulla valutazione della resistenza dei materiali alla rottura. La frattura di un materiale può avvenire in diverse modalità, come la frattura fragile, la frattura duttile, la frattura ad affaticamento, la frattura da creep, la frattura da corrosione sotto sforzo, solo per citarne alcune. Ciascuna modalità di frattura ha caratteristiche e comportamenti distinti, che dipendono dal tipo di materiale, dalla geometria del campione e dalle sollecitazioni applicate. Nel campo della meccanica della frattura, sono state sviluppate diverse teorie e modelli per descrivere il processo di propagazione della frattura. Una delle teorie più importanti è la teoria della frattura lineare elastica (LEFM, Linear Elastic Fracture Mechanics), che si applica principalmente a materiali fragili e fornisce un metodo per calcolare il fattore di intensità di tensione, un parametro chiave per valutare la propagazione delle fratture. Altri approcci includono la meccanica della frattura elastoplastica, che tiene conto del comportamento duttile dei materiali, e la meccanica della frattura dinamica, che considera la propagazione delle fratture sotto carichi dinamici. La meccanica della frattura ha importanti applicazioni pratiche in diversi settori, come l'ingegneria civile, l'aeronautica, l'industria automobilistica e la progettazione di materiali. La comprensione dei meccanismi di frattura consente di sviluppare materiali più resistenti e duraturi, migliorare la progettazione delle strutture e garantire la sicurezza e l'affidabilità dei componenti meccanici.

La carenza strutturale di edifici scolastici si accompagna, nel Paese, alla endemica mancanza di strutture per la residenza degli studenti universitari, entrambe queste lacune contribuiscono al gap economico e sociale nei confronti della parte più evoluta degli stati europei. Nella esperienza didattica all’interno del Corso di Laurea in Architettura lo sviluppo della tesi di laurea progettuale rappresenta una opportunità di portare a sintesi le competenze acquisite, affrontando l’approccio al progetto visto come l’insieme di tutti i fattori che contribuiscono alla soluzione di un problema reale attraverso una ipotesi progettuale concretamente realizzabile: applicarsi ad un caso reale consente di calarsi una realtà sociale, economica ed urbana estremamente densa di input indispensabili per improntare le soluzioni ad una qualità realmente tangibile negli esiti. Nell’arco dell’ultimo decennio l’attenzione del progetto si è spostata sui temi sociali della residenzialità collettiva per categorie di utenti con fragilità economiche, sociali e di salute. Le residenze per studenti universitari costituiscono un ottimo campo per la proposta di soluzioni innovative, in parallelo, i programmi pubblici per la riqualificazione del patrimonio immobiliare scolastico particolarmente vetusto, hanno portato alla attenzione del progetto non solo i temi propri dell’architettura, ma primariamente la necessità di rinnovare i modi di concepire la formazione e la vita di relazione all’interno degli edifici. Un campo di indagine comune a tutte le ricerche progettuali riguarda l’innovazione tecnologica di materiali, prodotti e sistemi per garantire l’efficientamento energetico e la sostenibilità ambientale degli edifici. L’esperienza di questi ultimi anni ci mostra come l’integrazione delle innovazioni di processo e di prodotto, possono ingenerare grandi progressi nel progetto edilizio ed urbano, che dovranno essere fortemente trasformati per adeguarsi alle richieste di una società civile alla ricerca di nuove competenze e professionalità, anche e soprattutto nel progetto di architettura. Il volume illustra alcune delle più interessanti proposte progettuali di tesi di laurea e alcune sperimentazioni di opere realizzate, nei settori dell’edilizia scolastica e delle residenze collettive per studenti, esplicitando i risultati di un percorso di ricerca che ha via via affinato una metodologia di analisi e di proposta meta-progettuale di interesse per un approccio originale al progetto di queste tipologie edilizie, orientando le soluzioni in relazione agli obiettivi dati dal contesto reale nei quali ci si trova ad operare.

Il presente volume del testo di Teoria delle Strutture prosegue la trattazione iniziata nel volume precedente, la quale è dedicata agli Stati tensionali e Piastre. Qui, nel secondo libro, il percorso continua fissando l'attenzione su tre argomenti specifici dei gusci non degeneri, ma la prospettiva seguita nella scrittura di questo secondo volume non è mutata. L'unità di impostazione richiede sempre la trattazione unificata di differenti elementi strutturali, descritti da sistemi di equazioni differenziali alle derivate parziali.

Il presente volume tratta alcuni temi di base del calcolo matriciale delle strutture. La materia è strutturata in undici capitoli e due appendici. Ogni capitolo si apre con un breve sommario degli argomenti svolti. Un aspetto peculiare del lavoro riguarda la presentazione delle equazioni dei problemi trattati, che risulteranno sempre disposte secondo due schemi, denominati primale e duale delle teorie fisiche. Detti schemi - che forniscono una visione unitaria dei parametri, delle variabili e delle equazioni dei problemi strutturali e di Meccanica dei solidi - s'incontrano anche nell'analisi elettromagnetica, ni quella termica, oppure nell'analisi dei fluidi, come eccellentemente sottolineato dall'amico Enzo Tonti, professore ordinario di Meccanica Razionale nell'Università di Trieste. Tonti ha studiato le ragioni del presentarsi delle analogie in fisica, mostrando che esse nascono dalla naturale associazione delle grandezze fisiche agli elementi geometrici dello spazio. Da tale osservazione egli ha dedotto uno schema di classificazione delle grandezze e delle equazioni delle teorie fisiche. Nel presente volume, viene mostrato che le equazioni di congruenza, di equilibrio e di legame elastico, nonché l'equazione fondamentale, che insieme intervengono nel metodo degli spostamenti, sono disposte secondo lo schema primale delle teorie fisiche. Le corrispondenti equazioni, che caratterizzano il metodo delle forze, sono disposte, invece, secondo lo schema duale delle teorie fisiche. Particolare rilievo viene dato agli aspetti duali riguardanti: i principi delle forze e degli spostamenti virtuali; * le formulazioni alternative dell'equilibrio e della congruenza; la relazione tra gli operatori di equilibrio e di congruenza; i metodi delle forze e degli spostamenti; l'energia elastica e l'energia complementare elastica; i principi variazionali e i principi variazionali duali. Riguardo al contenuto più specifico del libro, si evidenzia che il primo capitolo rappresenta una specie di compendio dei temi sviluppati nel testo, poiché illustra le equazioni, i teoremi ed i metodi di soluzione, con riferimento ad una struttura modellata come sistema discreto di tre molle e due nodi liberi. L'impiego anche della notazione matriciale permette di estendere.

Il titolo di questo dittico di libri deriva dal nome del corso di «Teoria delle Strutture» che, da alcuni anni, tengo per supplenza presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Bologna. Gli appunti delle lezioni del corso in argomento, che si sono progressivamente sviluppati, prendono ora la forma più stabile che è propria del libro, dopo una loro naturale rielaborazione. II lavoro scaturisce anche dalla necessita di formire agli studenti uno strumento didattico che essi stessi, in varie forme e sempre con grande entusiasmo, hanno contribuito arealizzare. Esso può essere utile per apprendere, in una visione unitaria, i fondamenti della Teoria delle Strutture, e per scoprire anche il fascino che rivela l'armonia della formulazione unificata delle teorie strutturali, ossia degli schemi ideali costituiti sempre da analoghe equazioni che descrivono, in maniera sistematica, comportamenti strutturali diversificati. La metodologia generale, che si sviluppa attorno ai vari temi specifici, consente una trattazione formalizzata e coerente della teoria strutturale in una prospettiva di unificazione. I metodi della Scienza delle Costruzioni vengono impiegati quali strumenti di elaborazione specifica degli argomenti trattati nei due volumi innarrativa. Lo scopo che si intende perseguire è quello di inquadrare proprietà  e formulazioni particolari all'interno di interpretazioni più generali. A tal fine, lo schema delle teorie fisiche costituisce una sorta di principio di unità attorno al quale riannodare i fili del processo di conoscenza del comportamento strutturale.

Questo vademecum raccoglie una serie di schede operative riguardanti gli impianti tecnologici a servizio degli edifici civili ed industriali. L’approccio tenta di coniugare i concetti teorici essenziali, i calcoli strettamente necessari, gli schemi operativi e la documentazione tecnico/commerciale dei costruttori. Costituisce stimolo, per progettisti ed installatori, alla visione progettuale integrata richiesta dalle esigenze dell’attuale momento storico, nonché dalle normative vigenti, si pensi ad esempio ai CAM (Criteri Ambientali Minimi) ma non solo. Obiettivi principali degli impianti tecnici a servizio degli edifici civili ed industriali sono: Prestazionali; Comfort; Sicurezza; Economicità; Efficienza; Facilità manutentiva; Ecosostenibilità.

Questo testo di Sprofondamenti di Costruzione di Macchine integra il libro di Fondamenti di Costruzione di Macchine dello stesso autore, discutendo in dettaglio una selezione di tipici errori frequentemente commessi dagli studenti durante l'esame. Lo scopo di tale libretto è di guidare lo studente in un ripasso ironico, mai sarcastico, dei contenuti di Fondamenti di Costruzione di Macchine, basato sulla analisi critica di errori gravi ed insieme comuni commessi da chi lo ha preceduto, nella speranza che questa cura omeopatica lo aiuti a non ricadere nei medesimi errori. Il testo si divide nei Capitoli fondamentali che formano il mio libro di Fondamenti di Costruzione di Macchine dove, di norma, per ogni problema esaminato viene proposto un esercizio, viene indicata la risposta corretta, e vengono quindi riportate varie risposte errate fornite dagli studenti in fase di esame, il cui errore viene estesamente commentato. Particolare attenzione viene rivolta alla determi- nazione della deformata qualitativa di telai e portali. Il testo è formato da circa 50 esercizi svolti, ed è corredato da oltre 100 figure chiarificatrici.

Il presente documento intende illustrare le modalità operative con cui la società di ingegneria Strutture Energia Srl, svolge l'incarico di Direzione Lavori per la realizzazione di un intervento di riqualificazione energetica di un edificio finanziato anche attraverso le agevolazioni fiscali per l'edilizia, previsti dalla vigente normativa. In particolare, questo testo fornisce il protocollo che Strutture Energia utilizza e sottoscrive per la cantierizzazione e rendicontazione tenendo conto degli innumerevoli adempimenti previsti dalla legge. L'obiettivo di questo documento è quindi quello di indicare tutte le procedure e i documenti necessari al fine di garantire il buon esito dei lavori e del riconoscimento dei Crediti d'Imposta.

Il testo è dedicato alla progettazione degli impianti a gas in costruzioni residenziali, aggiornato alla più recente Norma UNI (UNI 7129) nella quale una corposa revisione ha introdotto l'utilizzo di nuovi materiali e il miglioramento delle regole di sicurezza. La progettazione viene sviluppata dalla descrizione del cosiddetto "punto di inizio" fino agli apparecchi utilizzatori, illustrando i materiali da adoperare, i dispositivi di aerazione e ventilazione, i calcoli dei diametri delle tubazioni. Corredato di numerosi disegni progettuali è una guida operativa di grande supporto al Professionista.

I vincoli all’attività edificatoria sono tutto ciò che si affianca alle regole generali dell’edilizia contenute nel Testo Unico dell’Edilizia. I vincoli sono amici o nemici? La domanda è un po’ provocatoria ma serve ad introdurre un concetto: i vincoli spesso sono visti come mostri da cui difendersi, un po’ perché talvolta escono fuori all’improvviso, un po’ perché hanno spesso regole assai complesse o prevedono dei passaggi autorizzativi di cui si fatica a cogliere il senso. Questo manuale offre al tecnico uno strumento prezioso di conoscenza dei vincoli e della loro gestione in caso di progettazione di nuovi manufatti edilizi o di trasformazione degli esistenti. Tramite una trattazione chiara e rigorosa, l’Autore mostra operativamente come fare a verificare la presenza e predisporre la documentazione idonea da presentare per il rilascio delle autorizzazioni, argomento questo particolarmente complesso che il manuale affronta con taglio pratico, anche laddove occorra operare in accertamento di conformità (o “sanatoria”). Si tratta dunque di un’opera essenziale sia per il professionista privato che per gli operatori degli uffici tecnici della pubblica amministrazione e dalla cui lettura si potrà cogliere che “il vincolo” rappresenta anche un’opportunità di lavoro per il tecnico attento e scrupoloso.