Vengono discussi gli strumenti necessari per affrontare i problemi strutturali sia in fase di progettazione che di verifica interpretando e analizzando le strutture, utilizzando il modello fisico-matematico più idoneo a prevedere il loro comportamento statico, valutando le conseguenze di azioni meccaniche e termiche (carichi, distorsioni e cedimenti). Saranno inclusi cenni di analisi modale di sistemi ad n gradi di libertà.
Contenuto del corso - Parte B
Teoria delle strutture
Equazione differenziale linea elastica. Teorema dei lavori virtuali. Metodo delle forze. e degli spostamenti.
Analisi dello sforzo e della deformazione
Proprietà dello sforzo e della deformazioni infinitesima.
Equazioni costitutive, equilibrio elastico e criteri di resistenza
Il problema di De Saint Venant
Sforzo normale, flessione retta e deviata, sforzo normale eccentrico, torsione, flessione con taglio costante
Stabilità dell'equilibrio
Formula di Eulero, metodo omega
Contenuto del corso - Parte C
Analisi dello sforzo e della deformazione; proprietà dello sforzo e della deformazioni infinitesima. Equazioni costitutive, equilibrio elastico e criteri di resistenza. Problema di De Saint Venant: sforzo normale, flessione retta e deviata, sforzo normale eccentrico, torsione, flessione con taglio. Teoria delle strutture: equazione differenziale della linea elastica. Teorema dei lavori virtuali. Metodo delle forze e degli spostamenti. Stabilità dell'equilibrio: formula di Eulero, metodo omega.
L. Gambarotta, L. Nunziante, A. Tralli, Scienza delle costruzioni, McGraw-Hill, Milano, 2003.
M. Capurso, Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora Editrice, Bologna, 1998.
O. Belluzzi, Scienza delle Costruzioni, Vol. I, Zanichelli editore, Bologna, 1996.
Si consiglia l’uso di uno dei seguenti libri:
- Luciano Nunziante, Luigi Gambarotta, Antonio Tralli, “Scienza delle costruzioni”, McGraw-Hill, Milano, 2011.
- Odone Belluzzi, “Scienza delle Costruzioni”, Vol. I e II, Zanichelli editore, Bologna, 1996.
- Erasmo Viola, “Lezioni di scienza delle costruzioni” Pitagora.
Per lo svolgimento di esercizi può essere utilmente impiegato:
- Erasmo Viola, “Esercitazioni di scienza delle costruzioni”. Vol. 2 Pitagora
Obiettivi Formativi - Parte A
Metodi dell'analisi strutturale finalizzati al progetto.
Obiettivi Formativi - Parte B
Il corso si propone di fornire gli strumenti necessari per affrontare i problemi strutturali sia in fase di progettazione che di verifica. L’obiettivo è raggiunto con lo studio di alcuni elementi fondamentali di meccanica dei solidi (concetti di sforzo, deformazione, legame costitutivo) e della loro applicazione al calcolo e alla verifica delle strutture.
Obiettivi Formativi - Parte C
Il corso costituisce una introduzione ai metodi ed ai problemi della progettazione strutturale. L’insegnamento, nell’ottica di un corso di laurea di secondo livello, privilegia la formazione di un bagaglio culturale di base che fornisca gli strumenti necessari all’interpretazione e alla risoluzione di problemi in ambiti nuovi e non convenzionali, piuttosto che l’acquisizione di nozioni direttamente utilizzabili per la risoluzione di problemi standard.
Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di
- Comprendere i principi alla base della deformazione dei corpi e della resistenza dei materiali
- Applicare tali conoscenze a problemi di ingegneria e di progettazione.
- Analizzare strutture di travi staticamente indeterminate (una-due volte iperstatiche)
- Definire il modello di una struttura di travi, giustificare le scelte, discutere i metodi e interpretare i risultato dell’analisi
- Concepire semplici sistemi strutturali.
Prerequisiti - Parte A
superamento dell'esame di statica
Prerequisiti - Parte B
Conoscenze apprese nei corsi di Statica e Istituzioni di matematiche
Prerequisiti - Parte C
Il corso è configurato per studenti che hanno una buona conoscenza di algebra, algebra lineare, geometria, trigonometria, fisica elementare e meccanica, generalmente fornite dai precedenti insegnamenti di Istituzioni di Matematiche e Statica; tali conoscenze sono essenziali.
Metodi Didattici - Parte A
Lezioni in aula, esercitazioni.
Metodi Didattici - Parte B
Lezioni ed esercitazioni
Metodi Didattici - Parte C
La didattica è articolata in lezioni ed esercitazioni che si svolgono in aula negli orari previsti, alternando, secondo l'opportunità, argomenti teorici ed applicazioni od esempi. La frequenza non è obbligatoria ed il raggiungimento degli obiettivi formativi è valutato esclusivamente con l'esame finale. Al fine di raggiungere gli obiettivi formativi attesi gli studenti sono fortemente incoraggiati a: frequentare regolarmente e partecipare attivamente alle lezioni; studiare individualmente durante il semestre; incontrare l'insegnante quando necessario per ulteriori chiarimenti, sia nelle ore di ricevimento che durante o immediatamente dopo alla fine delle lezioni; partecipare alle prove intermedie.
Altre Informazioni - Parte A
Gli studenti sono tenuti ad iscriversi via moodle (e-l.unifi.it), secondo le modalità che verranno specificate nella prima lezione (si veda il calendario delle lezioni 2017-18).
Altre Informazioni - Parte B
Lo studente dovrà iscriversi al corso secondo le modalità concordate durante la prima lezione
Altre Informazioni - Parte C
Tutti gli argomenti riportati nel programma sono importanti. Per questo motivo le votazioni ottenute nelle diverse aree non sono additive. La valutazione è calcolata sull'acquisto delle seguenti capacità riportate di seguito in ordine crescente, dal voto minimo al massimo:
- Usare correttamente gli strumenti acquisiti per le analisi;
- Usare gli strumenti acquisiti in modo critico, interpretare opportunamente i problemi strutturali, operare le scelte migliori sia per le analisi che per il progetto di strutture;
- Giustificare opportunamente ed efficacemente le scelte operate ed i metodi utilizzati.
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
quiz via moodle ed esame orale individuale
Modalità di verifica apprendimento - Parte B
Prova scritta e orale
Modalità di verifica apprendimento - Parte C
La verifica finale prevede il superamento di una prova scritta individuale e di una successiva prova orale.
Durante il periodo di frequenza saranno proposte prove intermedie.
Programma del corso - Parte A
[1]
Scopo del corso è la modellazione di base di strutture e la valutazione
critica dei risultati, finalizzate al progetto strutturale.
[2]
Strutture reticolari deformabili elasticamente: metodo degli spostamenti, sollecitazioni e spostamenti.
Esempi risolti con procedure di calcolo automatico: truss2/truss3.exe, output grafico, input da dxf.
Stato limite ultimo per trazione (cenni).
[3]
Strutture reticolari a spostamenti finiti: percorso di equilibrio (caso di snap through), configurazioni
di equilibrio stabile, indifferente, instabile.
[4]
Equazioni della linea elastica: legame M-curvatura, relazione eta"-curvatura.
Applicazioni del metodo della l. e. a travi isostatiche e iperstatiche.
Elaborazioni numeriche e grafiche col foglio diagrTM.ods.
Stato limite ultimo per flessione retta (cenni).
[5]
Instabilità euleriana: carico critico.
Stato limite ultimo per compressione centrata (cenni).
[6]
Teoria approssimata del taglio: Jourawski.
Stato limite ultimo per taglio in travi a doppio T (cenni).
[7]
Torsione: solido cilindrico, tubolari a parete sottile.
Analogia di membrana e analogia idrodinamica (cenni).
[8]
Tensioni principali (stati piani, stati di tensione 3d).
Calcolo delle tensioni principali: foglio sigmatau.ods
soluzione numerica del problema degli autovalori per matrici simmetriche nxn.
[9]
Criteri di resistenza: Tresca , Von Mises
[10]
Vibrazioni libere non smorzate (n gradi di libertà): esempi elementari, stato limite ultimo di esercizio per vibrazioni (cenni).
Programma del corso - Parte B
Teoria delle strutture
Equazione differenziale della linea elastica. Teorema dei lavori virtuali. Metodo delle forze.
Analisi dello sforzo e della deformazione
Proprietà del tensore degli sforzi e del tensore delle deformazioni infinitesime.
Equazioni costitutive, equilibrio elastico e criteri di resistenza
Il problema di De Saint Venant
Sforzo normale, flessione retta e deviata, sforzo normale eccentrico, torsione, flessione con taglio costante
Stabilità dell'equilibrio
Formula di Eulero, metodo omega.