Insegnamenti

 

IN/0056 - RESISTENZA E SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI

Anno Accademico 2017/2018

MICHELE BRUN (Tit.)
Secondo Semestre 
Convenzionale 
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/80]  INGEGNERIA CIVILE [80/30 - Ord. 2013]  STRUTTURE660
Obiettivi

Gli obiettivi formativi del Corso di Resistenza e Sicurezza delle Costruzioni sono definiti coerentemente con quanto riportato nella scheda SUA CdS e, più in dettaglio, possono essere descritti secondo quanto segue:
- Conoscenze e comprensione: lo studente al termine del Corso avrà conoscenze di argomenti inerenti la teoria e la progettazione strutturale costituite dalla meccanica dei solidi e delle strutture e dalla resistenza dei materiali. L'insegnamento sviluppa, in successione agli insegnamenti di base a contenuto matematico impartiti nel primo anno, ai corsi di Scienza delle Costruzioni, Tecnica delle Costruzioni e Scienza delle Costruzioni 2 le conoscenze caratterizzanti della meccanica strutturale e della resistenza dei materiali. Prepara in questo modo agli sbocchi progettuali forniti con i corsi avanzati di Tecnica delle costruzioni (Costruzioni in Acciaio, Teoria e Progetto di Ponti, Calcolo Automatico delle Strutture, Tecnica delle Costruzioni 2, Sperimentazione Controllo e Collaudo delle Strutture). Il corso sviluppa con rigore la disciplina; chiarisce il significato fisico dei modelli introdotti, indicandone i limiti; e rende l’allievo capace di operare in modo pratico su tutti gli argomenti trattati. In particolare, lo conduce a studiare la stabilità delle strutture, i criteri di resistenza e le piastre curve.
- Capacità di applicare le conoscenze e comprensione: l'obiettivo formativo del corso è quello di rendere l'allievo capace di
1. individuare la capacità portante in telai e piastre nei confronti della stabilità;
2. valutare se lo stato di sollecitazione e di deformazione in un solido risponde ai criteri di sicurezza;
4. verificare la resistenza di un elemento strutturale;
5. calcolare le componenti di spostamento, deformazione e sforzo in piastre curve.
- Autonomia di Giudizio: la nozioni acquisite, in campo teorico e applicativo, consentiranno allo studente di essere consapevole della rilevanza e della potenziale complessità dell'aspetto strutturale di una costruzione; dell'importanza di una corretta impostazione del problema strutturale e della necessità di risolverlo correttamente e con strumenti adeguati sia di carattere analitico che numerico.
- Abilità Comunicative: lo studente acquisirà la capacità di comunicare, esprimere ed argomentare da un punto di vista tecnico relativamente alla capacità portante delle strutture. Lo studente sarà in grado di risolvere modelli semplificati a partire da strutture reali e di verificare da un punto di vista quantitativo resistenza e sicurezza di una costruzione civile.
- Capacità di apprendimento: lo studente apprenderà metodologie e strumenti di tipo teorico, analitico e numerico relativi alla teoria della meccanica dei solidi e delle strutture, quali analisi di stabilità, metodi di verifica di solidi e strutture complesse.

Prerequisiti

L’insegnamento si colloca nel secondo anno del corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile ed è necessario possedere le conoscenze impartite nella scuola secondaria superiore nonché negli insegnamenti a contenuto matematico e fisico degli anni precedenti.
In maggiore dettaglio:
A. Prerequisiti di Fisica:
A-1. Dimensioni e unità di misura;
A-2. Vettori e Tensori: operazioni fondamentali e formulazione tensoriale di problemi meccanici.
B. Prerequisiti matematici:
B-1 Funzioni elementari e loro grafici;
B-2 Vettori e geometria analitica;
B-3 Matrici, sistemi di equazioni algebriche lineari, autovalori e autovettori;
B-4 Derivate e studio di funzioni;
B-5 Integrali;
B-6 Equazioni differenziali.
C. Prerequisiti di meccanica dei solidi:
C-1. Problema Elastico, Lineare e d Isotropo nella Meccanica del Continuo;
C-2. Geometria delle Aree: area, momenti statici, baricentro, momenti d’inerzia;
C-3. Equilibrio, Congruenza e legame Costitutivo.
C-4. Teoria della trave e delle piastre piane.
C-5. Metodi di soluzione di telai piani isostatici ed iperstatici.

Contenuti

Instabilita’.
Collasso strutturale per rottura materiale e instabilità. Valutazione carico critico per sistemi discreti a n gradi di libertà. Metodo energetico.
Stabilita' di elementi continui.
Instabilità per carico di punta o instabilità' Euleriana (Buckling). Metodo energetico. Colonna con diversi vincoli olonomi ed elastici. Lunghezza di libera inflessione e snellezza.
Calcolo carico critico tramite metodo di Newmark.
Calcolo zero di una funzione. Metodi iterativi ed implementazione in Excel e Matlab.
Stabilita' di telai.
Instabilita' di piastre piane.


I criteri classici di resistenza.
Criterio di di Galileo-Rankine, Guest-Tresca, von Mises, Mohr-Coulomb, Drucker-Prager


Piastre Curve.
Definizioni
Piastre curve di piccolo spessore. Analisi asintotica.
Membrane assial-simmetriche
Gusci e piastre a doppia curvature.
Calcolo effetti di bordo tramite soluzione approssimata di Geckeler.
Risoluzione di piastre sferiche comunque vincolate con il metodo dei coefficienti di bordo.
Piastra sferica equivalente.
Implementazione numerica in un programma ad elementi finiti.
Cupola sferica solidale con trave ad anello.

Metodi Didattici

60 ore di cui 40 di lezione e 20 di esercitazione.
Le lezioni verranno svolte quasi esclusivamente alla lavagna.
E' previsto un seminario su un problema specifico di natura avanzata.

Verifica dell'apprendimento

Una prova orale preceduta dalla redazione di una breve
Tesina concernente l’analisi di stabilità di un telaio, l’analisi analitica e numerica di una cupola o la verifica di resistenza di un solido o di una struttura.

I Corsi di Scienza delle Costruzioni e Tecnica delle Costruzioni costituiscono propedeuticità: questo requisito deve essere soddisfatto prima di sostenere la prova orale.
Una frequenza minima del 65% delle lezioni è richiesta agli studenti in corso per l'ammissione all'esame ed è comunque vivamente raccomandata ai fuori corso.

Le date degli esami sono rese note con grande anticipo, e gli studenti si debbono prenotare all'appello mediante il sistema on-line almeno 48 ore prima dell'appello stesso. La mancata osservanza di questa norma comporta l'automatica esclusione dall'appello.

Gli studenti stranieri Erasmus dovranno seguire le modalità d'esame sopra delineate; in particolare non saranno assegnate tesine o altri compiti speciali.

Testi

– Scienza delle Costruzioni. 1966 Odone Belluzzi. Zanichelli.
– Scienza delle Costruzioni. 1976 Riccardo Baldacci. UTET.
– Meccanica delle Strutture. 2010 Leone Corradi dell'Acqua, McGraw Hill.

Altre Informazioni

Nel sito del Corso saranno rese disponibili note del corso e diverse esercitazioni con soluzioni.

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