SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (Partizione A)
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2018/2019
- Docente
- CLAUDIO ALESSANDRI
- Crediti formativi
- 9
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- ICAR/08
Obiettivi formativi
- Il Corso rappresenta il secondo insegnamento della sequenza di insegnamenti strutturali aventi per oggetto l’Analisi e la Progettazione Strutturale. L’obiettivo principale è quello di stimolare lo studente a sviluppare il progetto di architettura, fin dal suo concepimento, anche nelle sue componenti strutturali. Il Corso mira anche a fornire linguaggio e contenuti dei quali lo studente potrà avvalersi quando dovrà confrontarsi con altri nella redazione del progetto di architettura. Il Corso è ancora di base in quanto completa la formazione sui Principi e Metodi generali della Meccanica Strutturale ma al tempo stesso fornisce strumenti operativi per affrontare in modo agevole il progetto strutturale di semplici architetture o per compiere semplici verifiche strutturali.
Le principali conoscenze che lo studente dovrà acquisire riguardano:
la deformabilità e lo stato tensionale di un corpo continuo tridimensionale
l’equilibrio e la congruenza
i fondamenti della Teoria dell’Elasticità Lineare riferita a continui omogenei e isotropi
i Principi generali della Meccanica e i Teoremi fondamentali della Meccanica Strutturale
Il Problema dell’Equilibrio Elastico di un solido monodimensionale, lineare elastico, omogeneo e isotropo (trave)
i principali materiali da costruzione e loro proprietà meccaniche
i Metodi generali di risoluzione delle strutture iperstatiche
significato e finalità dei criteri di resistenza e loro diversificazione in funzione del tipo di materiale
La principale abilità (ossia capacità di applicare conoscenze acquisite ) che lo studente dovrà sviluppare riguarderà lo studio e il controllo del comportamento statico e deformativo di travature e telai, con particolare riferimento a quelli realizzati in acciaio . In dettaglio lo studente sarà messo in grado di:
determinare le funzioni spostamento e rotazione in una trave rettilinea comunque caricata e vincolata
determinare parametri di spostamento in una qualunque sezione di una struttura isostatica
risolvere strutture iperstatiche
operare verifiche di resistenza e agibilità in strutture elementari
verificare la resistenza a presso-flessione di solidi supposti non reagenti a trazione
controllare la possibile instabilità di elementi strutturali snelli caricati assialmente e operare le opportune verifiche di resistenza. Prerequisiti
- Possono sostenere l’esame solo coloro che hanno sostenuto l’esame di
- Statica
Si presuppongono già acquisiti :
- le conoscenze elementari dell’ Analisi Matematica, in particolare del calcolo matriciale, differenziale e integrale.
- le conoscenze fondamentali della Fisica Elementare, in particolare della Meccanica
- gli insegnamenti della Statica, in particolare gli strumenti per lo studio di strutture isostatiche (determinazione di reazioni vincolari e caratteristiche della sollecitazione, verifiche di resistenza in presenza di solo sforzo normale centrato o eccentrico e momenti flettenti)
- i fondamenti della Geometria delle Masse e del Calcolo Vettoriale Contenuti del corso
- 1. Elementi di Meccanica dei Continui:
Analisi della tensione e cenni di analisi della deformazione, le equazioni indefinite di equilibrio e le condizioni di equilibrio di Cauchy al contorno, Teorema di Cauchy, tensioni principali e direzioni principali della tensione, Teorema di reciprocità delle componenti della tensione, reciprocità delle tensioni tangenziali, fondamenti dell’Elasticità Lineare con riferimento a continui omogenei e isotropi, il Problema dell'Equilibrio Elastico, Teorema di Clapeyron, Teorema di Betti e Betti-Maxwell, comportamento dei principali materiali da costruzione, criteri di resistenza per materiali fragili (Criterio di Rankine, Criterio di Mohr –Coulomb) e duttili (Criterio di Hencky Von Mises)
2. Il solido di De Saint Venant:
Formulazione generale del problema di De Saint Venant, richiami ai casi fondamentali di sollecitazione semplice (sforzo normale centrato, flessione semplice, presso-flessione), torsione e Taglio. Casi di sollecitazione composta.
3. Elementi di teoria tecnica della trave elastica:
Modelli di Eulero-Bernoulli e di Timoshenko, le equazioni differenziali della linea elastica in travi isostatiche e iperstatiche, distorsioni termiche e cedimenti elastici e anelastici, composizione cinematica degli spostamenti.
4. Teoria delle strutture:
Il metodo della congruenza (forze) e dell'equilibrio (spostamenti) per travature e telai iperstatici; Principio dei Lavori Virtuali per strutture reticolari deformabili, travature e telai inflessi sia isostatici che iperstatici; introduzione al calcolo automatico di strutture intelaiate a molte iperstatiche; instabilità dell'equilibrio elastico con riferimento particolare all'asta di Eulero.
5. Verifiche di resistenza
Il Criterio di Hencky Von Mises per le verifiche di resistenza alle tensioni ammissibili in strutture supposte realizzate in acciaio, il Metodo Omega per verifiche di resistenza in elementi strutturali snelli realizzati con profilati metallici. Metodi didattici
- L'approccio alla disciplina è prevalentemente di tipo deduttivo ma con continui richiami alla realtà dei fenomeni e all’osservazione di reali comportamenti materiali e strutturali. Gli strumenti, prevalentemente matematico-fisico-geometrici, rimangono sempre strettamente funzionali ad una trattazione essenziale e rigorosa e consentono di trattare problemi reali, anche complessi, attraverso modelli meccanici semplificati.
Il Corso si svolge attraverso lezioni ed esercitazioni in aula con possibilità di verifiche ex-tempore.
Alle esercitazioni svolte durante il Corso si aggiungono quelle svolte da Tutors. Modalità di verifica dell'apprendimento
- La verifica dell’apprendimento e del grado di raggiungimento degli obiettivi formativi è effettuata con:
possibili prove ex-tempore intermedie del cui esito, se positivo, si terrà conto in sede di esame
prova d’esame avente lo scopo di valutare il livello di acquisizione della materia, la capacità di usare strumenti operativi di calcolo e verifica, la padronanza di linguaggio con cui sono esposti gli argomenti.
La prova d’esame consiste di:
Prova scritta riguardante l’analisi di una struttura isostatica o iperstatica con i Metodi e i procedimenti illustrati durante il Corso, con conseguente verifica di resistenza nelle sezioni più sollecitate. Tale prova scritta viene fatta svolgere immediatamente prima della prova orale e nella stessa giornata d’esame
Prova orale riguardante i contenuti teorici del Corso, Principi, Teoremi, Metodi e Procedimenti che sottendono la parte applicativa
Lo studente potrà accedere alla seconda prova solo dopo aver superato con esito positivo la prima prova. L’esame si considera superato solo se entrambe le prove sono state superate con esito positivo. Testi di riferimento
- - Appunti del Corso
- P. Casini, M. Vasta, Scienza delle Costruzioni, CittàStudi Edizioni
- A. Carpinteri, Scienza delle Costruzioni, Vol. 1-2, Pitagora
- Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Vol. 2, Pitagora
- Furiozzi, Messina, Paolini, Prontuario con software didattico per il calcolo di elementi strutturali, Le Monnier, Firenze.
