SCIENZA DELLE COSTRUZIONI A - L

Anno accademico 2021/2022 - 3° anno - Curriculum Ingegneria Industriale
Docente: Massimo CUOMO
Crediti: 9
SSD: ICAR/08 - Scienza delle costruzioni
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre:
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Obiettivi formativi

Il corso ha la finalità di fornire le conoscenze di base della meccanica dei materiali e dei solidi, con particolare riferimento alla meccanica delle strutture. Nel corso sono fornite competenze sui principi dell'equilibrio, sulla teoria dei solidi deformabili, sulla teoria dell'elasticità, sull'analisi e la progettazione di elementi strutturali con riferimento ai requisiti di resistenza e deformabilità. Il corso copre gli argomenti tipicamente presenti nei corsi di Statics e di Strength of Materials.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Analisi I, Fisica I, Fisica Matematica

In particolare si richiede la conoscenza dei principi elemntari del calcolo differenziale ed integrale, deii principi della Meccanica classica, delle leggi della Statica e della Dinamica, della cinematica dei moti rigidi, della geometria delle aree.


Frequenza lezioni

Le competenze acquisite nel corso dI Scienza delle Cosrtuzioni sono tutte di natura fortemente applicativa. Pertanto è essenziale accompagnare lo studio con la soluzione di molteplici esercizi e problemi che vengono proposti nelle lezioni. Pertanto la frequenza del corso e delle esercitazioni di aula e di gruppo è fortemente consigliata.


Contenuti del corso

1. ANALISI DEI SISTEMI MECCANICI

La modellazione. Procedura di selezione, descrizione ed idealizzazione dello schema strutturale, dei carichi e dei vincoli (modello). Riepilogo dei metodi della statica. Analisi delle forze agenti sui modelli: carichi e reazioni

[BJ] Cap.1

[CC] Cap.1.1

2. VINCOLI CONTINUI E PUNTUALI

Vincoli di contatto. Classificazione dei vincoli per strutture piane e spaziali. Diagramma di Corpo Libero.

[CC] Cap.1.2

3. EQUILIBRIO DI SISTEMI DISCRETI

Equazioni di equilibrio di strutture composte da un numero finito di elementi. Bielle e bulloni. Equilibrio di punto materiali e di sistemi di funi. Equazioni di equilibrio di sistemi articolati e di sistemi di travi. Equazioni ausiliarie.

[BJ] Cap.1

[CC] Cap.1.2

4. IL MODELLO DI TRAVE

Caratteristiche della sollecitazione e relazioni fra carichi e sollecitazioni (Equazioni differenziali di equilibrio). Diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione. Sistemi di alberi e di travi piani e 3D. Criteri di verifica e progetto di travi sollecitate assialmente e flessionalmente.

[CC] Cap.1.3

5. Analisi della tensione e della deformazione.

Sforzi normali e tangenziali su elementi di trave e collegamenti Concetto generale di tensione e leggi di trasformazione per stati tensionali spaziali e piani. Cerchio di Mohr. Equazioni di equilibrio di Cauchy. Stato di deformazione nell'intorno di un punto. Ipotesi di deformazioni infinitesime. Deformazione assiale e scorrimento angolare. Equazioni di congruenza spostamenti-deformazioni.

[BJ] Cap.1, 2 e 7

6. Il principio dei lavori virtuali.

Principio dei lavori virtuali per elementi deformabili. Particolarizzazione a modelli strutturali.

[BJ] Cap.11, 12

7. Proprietà costitutive dei materiali.

Legge di Hooke. Legge di Hooke generalizzata. Energia di deformazione elastica. Comportamento elasto-plastico. Criteri di resistenza (massima tensione tangenziale e massima energia di distorsione)

[BJ] Cap.2

8. Sforzo normale.

Principio di De Saint Venant. Ipotesi generali per lo studio delle travi. Determinazione di tensione e deformazione in travi caricate assialmente. Strutture composite e strutture elementari staticamente indeterminate. Sforzo normale in campo plastico.

[BJ] Cap.2

9. Torsione.

Deformazioni di un albero circolare. Determinazione di tensione e deformazione. Strutture composite e strutture elementari staticamente indeterminate. Torsione elasto-plastica. Tensioni in elementi non circolari. La funzione di ingobbamento. Alberi cavi a parete sottile. Torsione in profilati sottili.

[BJ] Cap.3

10. Flessione semplice e composta.

Tensioni e deformazione in campo elastico. Flessione in elementi simmetrici. Flessione retta e flessione deviata. Flessione elasto-plastica pe sezioni simmetriche. Sforzo normale eccentrico.

[BJ] Cap.4

11. Taglio e Flessione NON UNIFORME.

Trattazione approssimata per la determinazione delle tensioni dovute a flessione e taglio. Sezioni compatte. Sezioni in parete sottile aperte. Cenno al problema dei collegamenti..

[BJ] Cap.6

12. Verifiche di resistenza.

Determinazione del coefficiente di sicurezza in travi soggette a stati di sollecitazione combinati.

[BJ] Cap.5, 8

13. Deformazioni delle travi inflesse.

Calcolo degli spostamenti. Equazione della linea elastica. Calcolo degli spostamenti mediante il principio dei lavori virtuali. Introduzione all’analisi di travi iperstatiche.

[BJ] Cap.9

14. Stabilità dell'equilibrio.

Carico critico e stabilità per strutture discrete. Carico critico per la trave di Eulero. Criteri di progettazione.

 

[BJ] Cap.10


Testi di riferimento

  1. Meccanica dei Solidi, 5° ed., F. P. Beer, E. R. Johnston, D.F. Mazurek , S. Sanghi, Mc Graw Hill [BJ]
  1. Lezioni di Scienza delle Costruzioni, L. Gambartta, L. Nunziante, A. Tralli [CC]


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE SU UNA TRAVE PIANAv[CC] Cap.1.3 
2TENSIONE NORMALE E TENSIONE TANGENZIALE. TENSIONI PRINCIPALI. CERCHIO DI MOHR DEFORMAZIONE ESTENSIONALE E SCORRIMENTO ANGOLARE. LEGAMI COSTITUTIVI ISOTROPI PER MATERIALI ELASTICI CRITERI DI RESISTENZA[BJ] Cap.1, 2 e 7 
3IL PRINCIPIO DEI LAVORI VIRTUALI PER ELEMENTI DEFORMABILI[BJ] Cap.11, 12 
4FLESSIONE SEMPLICE E COMPOSTA IN SEZIONI SIMMETRICHE TORSIONE IN ELEMENTI CIRCOLARI E SCATOLARI TAGLIO IN SEZIONI SOTTILI DETERMINAZIONE DELLO SPOSTAMENTO DI TRAVI ELASTICHE[BJ] Cap.2,3,4,6,9 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame si svolge con una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta consiste nello svolgimento di 3 o 4 problemi riguardanti le diverse parti del corso. Durante l'anno sono previste 2 prove in itinere il cui esito positivo equivale ad un giudizio positivo sui primi 2 problemi della prova scritta finale.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Alcuni testi delle prove in itinere e degliesami finali sono riportati su STUDIUM