SCIENZA DELLE COSTRUZIONI M - Z
Anno accademico 2018/2019 - 3° annoCrediti: 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: 1°
ENGLISH VERSION
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.
PROGRAMMAZIONE DEL CORSO:
| ARGOMENTI | RIFERIMENTI TESTI |
| 1. (*) DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE SU UNA TRAVE PIANA | [CC] Cap.1.3 |
| 2. (*) TENSIONE 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 |
| 3. (*) IL PRINCIPIO DEI LAVORI VIRTUALI PER ELEMENTI DEFORMABILI | [BJ] Cap.11 e 12 |
| 4. (*) FLESSIONE 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 e 9 |
| (*) Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. | |
| N.B.: La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. |
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Le competenze acquisite nel corso di Scienza delle Cosrtuzioni sono tutte di natura fortemente applicativa.
Durante ogni lezione verranno prima presentati i contenuti teorici inerenti ai vari contenuti del corso, successivamente verranno svolti numerosi esercizi al fine di fornire una completa compresione degli argomenti trattati.
Prerequisiti richiesti
Analisi I, Fisica I, Fisica Matematica
In particolare si richiede la conoscenza:
- dei principi elementari del calcolo differenziale ed integrale,
- dei principi della Meccanica Classica, delle leggi della Statica e della Dinamica,
- della Cinematica dei Moti Rigidi,
- della Geometria delle Masse (o 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 durante le 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 |
[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 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 e 12 |
| 7.PROPRIETA' 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. LA 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. LA FLESSIONE SEMPLICE E COMPOSTA Tensioni e deformazione in campo elastico. Flessione in elementi simmetrici. Flessione retta e flessione deviata. Flessione elastoplastica 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. SAFETY CRITERIA Definition of the safety factor for structures. |
[BJ] Cap.5 e 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. STABILITA' 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. [BJ] Meccanica dei Solidi, 5° ed., F. P. Beer, E. R. Johnston, D.F. Mazurek , S. Sanghi, Mc Graw Hill
2. [CC] Lezioni di Scienza delle Costruzioni, L. Gambartta, L. Nunziante, A. Tralli
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | 1 (*) DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE SU UNA TRAVE PIANA | [CC] Cap.1.3 |
| 2 | 2 (*) TENSIONE 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 |
| 3 | 3 (*) IL PRINCIPIO DEI LAVORI VIRTUALI PER ELEMENTI DEFORMABILI | [BJ] Cap.11, 12 |
| 4 | (4) * FLESSIONE 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 e 9 |
| 5 | (*) Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame. N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame. |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
PROVE IN ITINERE:
Durante l'anno sono previste 2 prove in itinere il cui esito positivo equivale ad un giudizio positivo suiprimi 2 problemi della prova scritta finale.
MODALITÀ D'ESAME:
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.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Alcuni testi delle prove in itinere e degliesami finali sono riportati su STUDIUM