Principi della Meccanica: grandezze fisiche, vettori. Teoria dei vettori.
Elementi di cinematica.
Equazioni cardinali della statica, vincoli e loro prestazioni statiche e cinematiche.
Elementi di Statica grafica. Poligoni funicolari.
La statica dei sistemi di travi e le caratteristiche della sollecitazione. Diagrammi delle sollecitazioni.
Le strutture reticolari.
Geometria delle masse. Baricentro, momenti statici e d'inerzia, direzioni principali.
Di Tommaso, Boscotrecase. Statica applicata alle costruzioni. Patron. Bologna.
C.Comi, L. Corradi Dell’Acqua, “ Introduzione alla meccanica strutturale”, McGraw-Hill, Milano.
Guagenti Grandori, Buccino, Garavaglia, Novati. Introduzione alla meccanica delle strutture. McGraw-Hill, Milano.
E. Viola, Esercitazioni di scienza delle costruzioni/1. Pitagora, Bologna.
O. Belluzzi, "Scienza delle Costruzioni", Vol. I, Zanichelli Editore, Bologna, 1996.
Letture consigliate:
M. Salvadori, "Perché gli edifici stanno in piedi", Strumenti Bompiani.
S. Di Pasquale, "L'arte del costruire", Marsilio, Venezia.
Giuffrè, "La meccanica dell'architettura", La Nuova Italia scientifica.
Bibliografia di riferimento.
− C. Comi, L. Corradi Dell’Acqua, “Introduzione alla meccanica strutturale”, McGraw-Hill, Milano.
− E. Gaugenti, F. Buccino, E. Garavaglia, G. Novati, “Statica. Fondamenti di Meccanica
Strutturale”, McGraw-Hill, Milano.
− Appunti del corso forniti dal docente
Letture consigliate
− M. Salvadori, "Perché gli edifici stanno in piedi", Strumenti Bompiani.
− S. Di Pasquale, "L'arte del costruire", Marsilio, Venezia.
− A. Giuffrè, "La meccanica dell'architettura", La Nuova Italia scientifica.
Obiettivi Formativi - Parte A
Il corso si propone di fornire le conoscenze di base per accedere alla comprensione del comportamento strutturale delle opere di architettura attraverso lo studio dei problemi dell'equilibrio del corpo rigido e dei sistemi strutturali isostatici.
Esso rappresenta il primo gradino di un percorso che, attraverso la Scienza delle costruzioni e la Tecnica delle costruzioni, condurrà ad un controllo dei problemi strutturali più ricorrenti sia in fase di progettazione che di lettura ed interpretazione critica, inquadrandoli nel processo storico attinente le tecniche costruttive e raggiungendo un primo livello di coerenza procedurale nelle scelte strutturali. Gli strumenti ed il linguaggio sono quelli propri della fisica-matematica e dei connessi metodi di calcolo, con una particolare attenzione – soprattutto nelle fasi esplicative – a quelle procedure a carattere sintetico (grafico) molto utili per la comprensione globale dei problemi.
Obiettivi Formativi - Parte B
Obiettivo del corso è quello di fornire un approccio chiaro al problema del rapporto struttura-architettura. I principali temi trattati sono: i principi fondamentali della meccanica e della statica; la conoscenza dei modelli strutturali e dei metodi di analisi per lo studio di quest'ultimi. Attraverso il corso lo studente acquisterà consapevolezza circa gli aspetti strutturali e costruttivi del progetto raggiungendo un primo livello di coerenza procedurale nelle scelte strutturali.
Prerequisiti - Parte A
Conoscenze di base della Matematica e della Fisica.
Metodi Didattici - Parte A
Lezioni teoriche ed esercitazioni in aula.
Altre Informazioni - Parte A
Sono proposte (consigliate ma non obbligatorie) esercitazioni intermedie di verifica
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
L'esame consiste in una prova scritta ed in una prova orale.
Programma del corso - Parte A
1. Richiami di teoria dei vettori
1.1 Grandezze fondamentali e loro rappresentazione.
1.2 Sistemi di vettori i liberi ed elementi di calcolo vettoriale: somma, prodotto scalare, prodotto vettoriale e prodotto misto.
1.3 Sistemi di vettori applicati: momento polare di un vettore, momento risultante di un sistema di vettori, asse centrale.
1.4 Condizioni di equivalenza tra sistemi di vettori; condizioni di equilibrio: le equazioni cardinali della statica.
1.5 Elementi di statica grafica: composizione e scomposizione di vettori, scomposizione di coppie, poligono funicolare, poligono funicolare condizionato.
2. Richiami di cinematica del corpo rigido
2.1 Spostamenti infinitesimi di un punto materiale, postulato di rigidità.
2.2 Equazione fondamentale della cinematica in forma vettoriale e scalare .
2.3 Centri assoluti di rotazione e relativi, condizioni di allineamento dei centri e cenni sulle catene cinematiche.
3. I vincoli
3.1 Definizioni generali.
3.2 Definizione dei vincoli esterni ed interni: prestazioni cinematiche e prestazioni statiche.
3.3 Computo dei vincoli e loro efficacia.
4. Analisi di travi e sistemi di travi
4.1 Calcolo delle reazioni vincolari in sistemi strutturali isostatici: metodi grafici ed analitici.
4.2 Dualità statico – cinematica.
4.3 Le caratteristiche della sollecitazione interna.
4.4 Relazioni differenziali tra le azioni interne e la densità di carico; calcolo delle funzioni di variazione delle azioni interne.
5. Strutture prevalentemente soggette ad azioni assiali
5.1 Le strutture reticolari: metodi di analisi grafica ed analitica. Sezione di Ritter.
5.2 Le strutture ad arco: analisi con applicazione di metodi grafici. La curva delle pressioni
6. Elementi di geometria delle aree
6.1 Baricentro e centro di una distribuzione di aree. Momenti del primo ordine, teorema di Varignon
6.2 Momenti del secondo ordine. Momenti d’inerzia di figure elementari. Leggi di trasposizione (teorema di Huyghens) e di variazione al ruotare del sistema di riferimento.
6.3 Assi e Momenti principali d’inerzia.
Programma del corso - Parte B
Programma del corso
1. Richiami di teoria dei vettori
1.1 Grandezze fondamentali e loro rappresentazione.
1.2 Sistemi di vettori i liberi ed elementi di calcolo vettoriale: somma, prodotto scalare,
prodotto vettoriale e prodotto misto.
1.3 Sistemi di vettori applicati: momento polare di un vettore, momento risultante di un
sistema di vettori, asse centrale, teorema di Varignon.
1.4 Condizioni di equivalenza tra sistemi di vettori; le equazioni cardinali della statica in
campo vettoriale.
1.5 Elementi di statica grafica: composizione e scomposizione di vettori, scomposizione di
coppie, poligono funicolare, poligono funicolare condizionato.
2. Richiami di cinematica del corpo rigido
2.1 Spostamenti infinitesimi di un punto materiale, postulato di rigidità.
2.2 Equazione fondamentale della cinematica in forma vettoriale e scalare .
2.3 Centri assoluti di rotazione e relativi, condizioni di allineamento dei centri e cenni sulle
catene cinematiche.
2.4 Concetto e definizione di Lavoro.
3. I vincoli
3.1 Definizioni generali.
3.2 Definizione dei vincoli esterni ed interni: prestazioni cinematiche e prestazioni statiche.
3.3 Computo dei vincoli e loro efficacia.
Analisi di travi e sistemi di travi
4.1 Calcolo delle reazioni vincolari in sistemi strutturali isostatici: metodi grafici ed
analitici.
4.2 Dualità statico – cinematica.
4.3 Le caratteristiche della sollecitazione interna.
4.4 Relazioni differenziali tra le azioni interne e la densità di carico; calcolo delle funzioni
di variazione delle azioni interne.
4.5 I metodi grafico-sintetici per il tracciamento dei diagrammi di sollecitazione.
5. Strutture prevalentemente soggette ad azioni assiali
5.1 Le strutture reticolari: metodi di analisi grafica ed analitica.
5.2 Le strutture ad arco: analisi con applicazione di metodi grafici.
6. Elementi di geometria delle aree
6.1 Baricentro e centro di una distribuzione di area. Momenti del primo ordine
6.2 Momenti del secondo ordine. Momenti d’inerzia di figure elementari. Formule di
trasporto.
6.3 Assi e Momenti principali d’inerzia.
DISTRIBUZIONE DI MASSIMA
DELLE ORE DI LEZIONE E DELLE ATTIVITÀ DURANTE IL CORSO:
PRESENTAZIONE CORSO 2 ore
Richiami di teoria di vettori 8 ore
Richiami di cinematica del corpo rigido 8 ore
I vincoli 2 ore
Analisi di travi e di sistemi di travi 24 ore
Strutture prevalentemente soggette ad azioni assiali 8 ore
Elementi di geometria delle aree 8 ore