I contenuti riguardano le conoscenze necessarie per la comprensione del comportamento strutturale dei sistemi costruttivi dell’architettura. Verranno trattati gli strumenti di base per un controllo dei problemi strutturali più ricorrenti sia in fase di progettazione che di lettura ed interpretazione critica.
O.Belluzzi: Scienza delle costruzioni , vol 1. Zanichelli. Bologna. C.Comi, L. Corradi Dell’Acqua: Introduzione alla meccanica strutturale, McGraw- Hill. MilanoM.Capurso : Lezioni di scienza delle costruzioni, Pitagora. Bologna.F.Beer, R.Johnston : Meccanica dei solidi (Elementi di Scienza delle costruzioni), McGraw-Hill. Milano.E.Viola : Esercitazioni di scienza delle costruzioni/2. Pitagora. Bologna
Obiettivi Formativi - Parte A
Padronanza degli strumenti utili per la soluzione quantitativa di problemi finalizzati all'analisi e al progetto delle strutture
Prerequisiti - Parte A
Per affrontare proficuamente lo studio della Scienza delle costruzioni è indispensabile la conoscenza delle nozioni di base sviluppate nell’ambito della Statica (in estrema sintesi: concetto di equilibrio, leggi che lo governano, analisi delle sollecitazioni e loro descrizione attraverso diagrammi, definizione e prestazioni dei vincoli)
Metodi Didattici - Parte A
Lezioni teoriche ed esercitazioni in aula
Altre Informazioni - Parte A
Centrale sarà la preoccupazione di stabilire un collegamento con ambiti concreti di operatività ed applicazione nella misura in cui questi possano fare da ponte con gli altri settori disciplinari che accompagnano la formazione dell’architetto.
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
L’esame consiste in una verifica finale distinta in due prove, una scritta ed una orale, preceduta da due verifiche intermedie, consistenti in esercitazioni in aula, che si terranno durante lo svolgimento del corso.
Programma del corso - Parte A
Corso di laurea in “Scienze dell’ Architettura” L-17
Scienza delle costruzioni, corso A (lettere A-G), a.a. 2010-11
prof. Luisa Rovero
I. Contenuti del corso
I contenuti riguardano le conoscenze necessarie per la comprensione del comportamento strutturale dei sistemi costruttivi dell’architettura. Verranno trattati gli strumenti di base per un controllo dei problemi strutturali più ricorrenti sia in fase di progettazione che di lettura ed interpretazione critica. Centrale sarà la preoccupazione di stabilire un collegamento con ambiti concreti di operatività ed applicazione nella misura in cui questi possano fare da ponte con gli altri settori disciplinari che accompagnano la formazione dell’architetto.
II. Argomenti trattati
A. Dalla realtà fisica al modello: sistemi costruttivi e schemi strutturali, il legame materiali-forma-struttura (2 ore)*
Esempi di strutture e definizione degli ambiti cui si riferiscono sia lo studio che le applicazioni sviluppati nel corso. Aspetti storici e questioni di metodo.
B. Dal modello rigido al modello elastico: interpretazione del comportamento del materiale (8 ore)
La prova uniassiale di compressione o di trazione; tensioni e deformazioni normali; diagramma tensioni-deformazione; modulo di Young E e legge di Hooke; deformazioni trasversali e coefficiente di Poisson ; materiali duttili e fragili.
La prova di torsione su un cilindro circolare cavo; tensioni tangenziali e scorrimenti angolari; modulo di elasticità tangenziale G;
Introduzione al problema del dimensionamento e della verifica
C. Cenni di meccanica del continuo (10 ore)
Definizione di tensione e il tensore delle tensioni
Leggi di trasformazione delle tensioni per stati piani di tensione: tensioni e direzioni principali di tensione
Cenni di analisi della deformazione e il tensore delle deformazione
Legge di Hooke generalizzata
D. Le travi elastiche
D1 Definizione del modello (2 ore)
D2 Caratteristiche geometriche delle sezioni (8 ore): momenti statici (o del primo ordine) e calcolo del baricentro; momenti d’inerzia (o del secondo ordine) e formule di trasporto e di rotazione; momenti principali d’inerzia; ellisse centrale d’inerzia; centro relativo; nocciolo centrale di inerzia
D3. Analisi delle sollecitazioni (28 ore)
D3a. Forza assiale
Misure della tensione e della deformazione
Deformazioni termiche
La possibilità di risolvere il problema iperstatico.
La chiave di volta dei sistemi deformabili: l’equilibrio e la congruenza
D3b. Flessione
La flessione retta: misure della tensione e della deformazione
La flessione deviata
D3c. Carico assiale eccentrico (tenso o presso flessione)
Soluzione generale
Materiali non reagenti a trazione
D3d. Torsione
Travi a sezione circolare e circolare cava (teoria di Coulomb)
Travi a sezione non circolare (rettangolare, rettangolare allungata e dal profilo sottile)
Travi con sezioni cave sottili (teoria di Bredt)
D3e. Taglio
La trattazione approssimata di Jourawsky per la sezione rettangolare
Sezioni di forma qualunque
Profili aperti in parete sottile
E. Criteri di resistenza (8 ore)
Sforzi principali e linee isostatiche
Criterio di resistenza per materiali fragili (Grashof)
Criterio di resistenza per materiali duttili (von Mises)
F. Calcolo dei sistemi di travi (26 ore)
Definizione dei sistemi strutturali più comuni e delle azioni su di essi (compresi cedimenti e distorsioni)
Linea elastica
Approccio e prime soluzioni di sistemi iperstatici (metodo delle forze e metodo degli spostamenti)
La trave continua: equazione dei 3 momenti (metodo delle forze)
Strutture intelaiate a molte ipertstatiche: il metodo degli spostamenti
Uso di un programma a elementi finiti
G. Il problema dell’instabilità (6 ore)
Verifica e progetto di travi snelle compresse (il carico di punta): formula di Eulero e metodo
il numero di ore riportato è indicativo del “peso” delle singole sezioni, comprende gli aspetti applicativi e varia, chiaramente, in funzione del rapporto didattico
III. Bibliografia di riferimento
Per il peso ed il ruolo dei singoli argomenti trattati - di fondamentale importanza in una sede quale un corso per architetti - è centrale il riferimento allo svolgimento delle lezioni in aula; pur tuttavia sono di indispensabile consultazione, ed unico riferimento per chi non abbia potuto frequentare, i seguenti testi (tutti reperibili presso la biblioteca di Facoltà). Ci si è sforzati di connettere gli argomenti esposti a lezione con i capitoli su cui si articola la trattazione classica cui invitiamo a riferirsi.
- Per la parte A vedi la lezione introduttiva e i riferimenti di ordine generale e metodologico
- O.Belluzzi : Scienza delle costruzioni , vol 1. Zanichelli. Bologna. (Cap. I; Cap. V, par. 103, 104, 105, 106,107, 108, 109, 119, 120, 121, 122; Cap.VI, par. 124, 125, 126, 127, 128, 129, 130, 135, 136, 137, 138; Cap. XIII, sez. A par. 259, 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 269; Cap. VII, par. 141, 142, 143, 144, 145, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 153, 156, 157, 158, 160, 162, 163; Cap. VIII, par. 165, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 173, 174, 175, 176; Cap.IX, par.179, 180, 181, 182, 183, 184, 185, 186, 187, 188; Cap. X, sez. A e B richiami di Statica, sez.C par. 205, 206, 207, 208, 210, 212, 213, 214; Cap. XI, sez. A, B, C (sintesi); Cap. XII, sez.A par. 241, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 250 (cenni), sez. B (richiami di Statica); Cap. XV, sez.A, sez. B (sintesi), sez. C par. 326, 327, 328; Cap XIII, sez. B par. 270-273 (cenni), 274, 275, 276, 277, 278, 279, 280, 283,286; per le parti B, C, D, E, G del programma)
- F.Beer, R.Johnston : Meccanica dei solidi (Elementi di Scienza delle costruzioni), McGraw-Hill. Milano. (di riferimento ed integrazione per le parti B, C, D, E, G del programma e per l’alto numero di applicazioni)
- C.Comi, L. Corradi Dell’Acqua: Introduzione alla meccanica strutturale, McGraw- Hill. Milano (Capitoli 2, 3, 4, 5, 7 per le parti B, C, D, E, G del programma – in particolare la G - e per gli accenni costanti ad esempi costruttivi).
- M.Capurso : Lezioni di scienza delle costruzioni, Pitagora. Bologna. (Cap. 2, par 2.1, 2.2, ; Cap. 6, par. 6.1, 6.2, ; Cap. 8; Cap. 9; Cap. 11, par. 11.1, 11.2.1, 11.2.2, 11.2.3, 11.4; cenni generali di riferimento, sulla base della meccanica del continuo, a chiarimento rispettivamente delle parti B, C, E, F, G del programma)
Per esercizi ed applicazioni :
- M. Paradiso, G. Tempesta, “Problemi di statica delle costruzioni”, Cedam, Padova.
- E.Viola : Esercitazioni di scienza delle costruzioni/2. Pitagora. Bologna.
- O.Belluzzi : op.cit.
Riferimenti di ordine generale e metodologico, utili per una comprensione architettonica e storica dei problemi strutturali :
- E.Torroja : La concezione strutturale. Città Studi Edizioni. Milano.
- G.Pizzetti, A.M.Zorgno Trisciuglio : Principi statici e forme strutturali. UTET. Torino.
- G.L.Nervi : Scienza o arte del costruire?. Città Studi Edizioni. Milano.
- S.Di Pasquale : L' arte del costruire : tra conoscenza e scienza. Marsilio.Venezia.