Corsi di studio in "Architettura"
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 Corsi di insegnamento: Laboratorio di costruzione 1 (stud. A - L) (2013/2014) (SA) Logout
 

Laboratorio di costruzione 1 (stud. A - L) (2013/2014) (SA)

 

Anno accademico 2013/2014

Codice del corso 12324
Docente Prof. Francesco Freddi (Titolare del corso)
Prof. Roberto Brighenti (Titolare del corso)
Anno 2° anno
Corso di studi Scienze dell'architettura
Tipologia Caratterizzante
Crediti/Valenza 12
SSD ICAR/08 - scienza delle costruzioni
Erogazione Tradizionale
Lingua Italiano
Frequenza Obbligatoria
Valutazione Scritto
Moduli didattici Scienza delle costruzioni (2013/2014) (1003732)
Statica (2013/2014) (1003452)
Storico Anni precedenti
 

Obiettivi formativi del corso

Il Corso si propone di fornire i concetti fondamentali relativi alla meccanica delle strutture, con particolare riferimento al problema dell’equilibrio di semplici strutture elastiche monodimensionali, necessari per la comprensione e valutazione degli aspetti salienti dello schema statico di una struttura.  Il corso si propone inoltre di fornire le basi propedeutiche al Corso di Scienza delle Costruzioni, rendere lo studente in grado di comprendere i concetti esposti nei testi della materia ed affrontare in futuro un approfondimento autonomo di tali aspetti.

 

Risultati dell'apprendimento

Al termine del corso l’allievo dovrebbe essere in grado di riconoscere e studiare il comportamento di equilibrio statico di semplici strutture di travi variamente caricate e vincolate.

Modalità di verifica dell’apprendimento

La prova finale del Corso di Laboratorio di Costruzione 1 consiste in una  verifica scritta pesata come segue:

80% applicazione della teoria agli esercizi (competenze)
15% domande teoriche (conoscenza)
5% proprietà di linguaggio (capacità comunicativa)

 

Note

Durante le lezioni in aula saranno presentati i concetti di base della disciplina la cui comprensione sarà coadiuvata dallo svolgimento di esercizi da parte dei docenti e da attività di esercitazione svolte in aula dagli allievi sotto la supervisione dei docenti.

 

Programma

1º Parte: modulo di Statica

  

 

1.  Teoria dei vettori liberi  e  applicati

  • Grandezze scalari e grandezze vettoriali
  • Rappresentazione delle grandezze vettoriali
  • Le componenti di un vettore secondo una retta orientata
  • Operazioni sui vettori liberi
  • Rappresentazione cartesiana dei vettori
  • Operazioni sui vettori in componenti cartesiane
  • Spazi vettoriali

Esercizi

 

2.  Sistemi di forze

  • Generalità
  • Somma e decomposizione delle forze
  • Definizione di forze e coppie distribuite e concentrate
  • Sistemi di forze equivalenti ed equilibrati
  • Poligono e curva funicolare

Esercizi

 

3.  La geometria delle aree

  • Premesse
  • Definizione di massa concentrata, distribuita su linea, su area e su volume
  • Leggi di trasformazione del vettore di posizione
  • Leggi di trasformazione del vettore dei momenti statici
  • Baricentro di un’area piana
  • Leggi di trasformazione del tensore dei momenti d’inerzia
  • Assi e momenti principali d’inerzia
  • Circolo di Mohr
  • Aree provviste di simmetria
  • Quantità statiche di aree a geometria elementare
  • Sezioni sottili

Esercizi

  

 

4.  Strutture monodimensionali semplici (travi) e composte (telai)

  • Gradi di libertà di un corpo rigido in una, due e tre dimensioni
  • Vincoli: loro valenza e caratteristiche cinematiche e statiche
  • Travi piane
  • Strutture isostatiche, iperstatiche e labili
  • Problema dell'equilibrio di un sistema di travi: metodo cinematico (valenza dei vincoli e gradi di libertà) e statico (reazioni vincolari ed equazioni cardinali della statica)
  • Principio di sovrapposizione degli effetti

Esercizi

 

5. Sistemi isostatici di travi

  • Analisi cinematica di una struttura
  • Determinazione delle reazioni vincolari mediante il:
  • Metodo delle equazioni cardinali della statica
  • Metodo delle equazioni ausiliarie
  • Principio dei lavori virtuali e catene cinematiche
  • Strutture reticolari

Esercizi

 

6. Azioni interne

(o sforzi o caratteristiche della sollecitazione)

  • Definizione di azione interna
  • Determinazione delle caratteristiche della sollecitazione mediante il:
  • Metodo diretto;
  • Metodo differenziale (equazioni indefinite d'equilibrio per travi piane)
  • Principio dei lavori virtuali e catene cinematiche
  • Convenzioni sui segni e sul tracciamento dei diagrammi

Esercizi

 

7. Strutture chiuse e strutture reticolari

  • Strutture chiuse
  • Travature reticolari piane

Esercizi

 

8. Problemi strutturali:  realtà fisica e modelli

Esercizi


2º Parte: modulo di Scienza delle Costruzioni

 

9. Il Principio dei Lavori Virtuali

  • Analisi cinematica delle strutture.
  • Spostamenti virtuali. Catene cinematiche.
  • Metodi grafici.
  • Il Principio dei Lavori Virtuali (P.L.V) per sistemi articolati di corpi rigidi.
  • Calcolo delle reazioni vincolari con il P.L.V. Forze conservative.
  • Energia potenziale. Cenni alla stabilità dell'equilibrio.

Esercizi

 

10. Sforzo assiale (trazione o compressione)

  • La prova monoassiale.
  • Misure di sforzo (concetto di tensione) e di deformazione (concetto di deformazione lineare) e diagramma sforzo-deformazione.
  • Il legame elastico: la legge di Hooke. Il modulo di Young ed il coefficiente di Poisson.
  • Le deformazioni termiche (variazioni termiche uniformi). Esercizi.

Esercizi

 

11. Flessione

  • La Flessione retta.
  • Misure di sforzo e deformazione.
  • La formula di Navier.
  • Curvatura flessionale e rigidità flessionale.
  • Influenza della forma della sezione sullo stato tensionale e deformativo della trave.
  • Il modulo di resistenza.
  • Equazione della linea elastica per travi inflesse.
  • Esercizi. Flessione deviata. Individuazione dell'asse neutro. Tenso (presso)-flessione: il caso dello sforzo normale eccentrico (centro di pressione). Individuazione dell'asse neutro. Esercizi.

Esercizi

 

12. Torsione (semplice)

  • La prova di torsione su un cilindro circolare cavo. Misure di sforzo (concetto di tensione tangenziale) e di deformazione (concetto di scorrimento angolare).
  • Centro di torsione.
  • Il legame elastico (il modulo di elasticità tangenziale). Confronto tra la legge di legame monoassiale e la legge di legame tangenziale (per un metallo).
  • Barre di sezione circolare piena. Tensioni in un profilo chiuso in sezione sottile di forma qualunque (formula di Bredt).
  • Tensioni in un profilo aperto in sezione sottile (formula approssimata)

Esercizi

 

13. Taglio

  • Trattazione approssimata di Jourawsky. Concetto di tensione tangenziale.
  • Profili aperti in sezione sottile. Profili chiusi in sezione sottile.
  • Il centro di taglio.
  • La deformabilità a taglio (concetto di scorrimento). Fattore di taglio e area di taglio.

Esercizi

 

14. Calcolo delle deformazioni e spostamenti nelle travi

  • Il metodo della linea elastica.
  • Variazioni termiche a farfalla.
  • La curvatura termica.
  • Vincoli cedevoli elasticamente (molle elastiche lineari).
  • Le travature iperstatiche.

Esercizi

 

15. Analisi della tensione

  • Stato di tensione (secondo Cauchy). Definizione di tensione.
  • Componenti normali e tangenziale della tensione.
  • Dipendenza del vettore della tensione dalla giacitura.
  • Direzioni principali di tensione e tensioni principali. Invarianti di tensione.
  • L'equazione secolare. Esercizi.
  • Circoli di Mohr per la tensione.
  • Stato piano di tensione. Determinazione delle direzioni principali di tensione e della tensione tangenziale massima mediante il circolo di Mohr per la trave soggetta sforzo normale e per la trave soggetta a taglio e momento flettente.

Esercizi

 

16. Le verifiche di resistenza

  • Prove di laboratorio. Criteri generali di valutazione della sicurezza.
  • Coefficienti di sicurezza (tensioni ammissibili).
  • Materiali fragili e materiali duttili. Il criterio di resistenza di Galileo-Rankine-Navier (criterio della tensione massima). Il criterio di resistenza di Tresca-Guest (criterio della tensione tangenziale massima). Il criterio di resistenza di Von Mises-Huber-Hencky.
  • Rappresentazione dei criteri nel caso di stato di sforzo piani.
  • La verifica elastica di travi. Il tensore di Cauchy nel caso dello stato di sforzo di una trave. Formule di Tresca e di Von Mises per la trave.

Esercizi

  

17. Stabilità dell'equilibrio elastico

 

  • Definizione di carico critico.
  • Strutture a deformabilità concentrata: l'asta caricata di punta.
  • La lamina di Eulero (asta caricata di punta). La lunghezza libera di inflessione.
  • La snellezza di una trave (dipendenza del carico critico dalle condizioni di vincolo).
  • Carico critico euleriano e iperbole di Eulero.
  • La verifica di stabilità di aste compresse mediante il metodo omega.

Esercizi

 

Testi consigliati e bibliografia

-  Dispense del Corso, depositate presso il Centro Documentazione (Ingegneria – Sede Didattica) oppure nel sito internet del docente.

-   Carpinteri A.Scienza delle Costruzioni, Vol.1-2, Pitagora Ed., Bologna.

-  M. Capurso, "Lezioni di Scienza delle Costruzioni", Ed. Pitagora, Bologna

-  Boscotrecase L., Di Tommaso A., La statica applicata alle costruzioni, Patron, Bologna

-  Beer, F. P., E. R. Johnston & J. T. DeWolf, Meccanica dei Solidi – Elementi di Scienza delle Costruzioni, IV edizione, McGraw-Hill, Milano (2010).

-   Viola E., Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni – Vol.1: Strutture isostatiche e geometria delle masse, Pitagora Ed., Bologna

-   Guagenti E., Buccino F., Garavaglia E., Novati G., Statica – Fondamenti di meccanica strutturale, McGraw-Hill, Milano

-   Comi C., Corradi Dell'Acqua L., Introduzione alla Meccanica Strutturale (II Ed.), McGraw-Hill, 2007.

-   Cesari F., Del Re V., Esercizi di Meccanica delle Strutture, McGraw-Hill, 2010.

 

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Ultimo aggiornamento: 25/04/2014 00:38
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