Scienza delle Costruzioni
Obiettivi del corso
Il corso fornisce le basi teoriche dell'ingegneria strutturale, illustrando i modelli e gli strumenti operativi di base per lo studio dei sistemi strutturali costituiti da corpi continui, in particolare da travi, di cui sono esaminate le condizioni di equilibrio, congruenza, resistenza e stabilità. Gli argomenti sviluppati contribuiscono a formare le conoscenze necessarie per identificare, formulare e risolvere i problemi strutturali del progetto architettonico, e per comprendere il linguaggio tecnico dell’ingegneria strutturale.
L’obiettivo specifico atteso è quindi l’apprendimento di metodologie per l'impostazione e la discussione dei problemi di analisi e progettazione strutturale. Al termine del corso gli studenti devono essere in grado di analizzare e risolvere schemi strutturali semplici, quali sistemi di travi isostatici e iperstatici e strutture reticolari, definendone lo stato di deformazione e di sollecitazione ed effettuando le verifiche di resistenza. Il processo di apprendimento è verificato durante il corso attraverso lo svolgimento di esercitazioni e prove scritte.
Programma del corso
Introduzione
Il problema strutturale, le azioni, i materiali, le forme. Il processo di idealizzazione del problema fisico e le ipotesi generali.
Travi rigide
Nozione di corpo rigido. Cinematica: definizioni e ipotesi, cinematica linearizzata per il corpo rigido e i sistemi di corpi rigidi, prestazioni cinematiche dei vincoli, analisi cinematica del corpo rigido vincolato e dei sistemi, matrice cinematica e classificazione cinematica. Statica: definizioni, forze, momenti, sistemi di forze, equazioni cardinali della statica, prestazioni statiche dei vincoli, analisi statica del corpo rigido vincolato e dei sistemi di corpi rigidi, matrice statica e classificazione statica. Dualità statico‐cinematica. Teorema dei lavori virtuali. L’elemento strutturale trave. Caratteristiche della sollecitazione, leggi di variazione delle caratteristiche della sollecitazione e tracciamento dei relativi diagrammi per travi e sistemi di travi isostatici.
Travi elastiche monodimensionali
Cinematica: geometria, spostamenti e deformazioni, equazioni implicite di congruenza, il problema cinematico per la trave piana. Statica: equazioni indefinite d’equilibrio, il problema statico per la trave piana. Dualità statico‐cinematica: teorema dei lavori virtuali, formula generale dello spostamento. Materiale costitutivo: prove uniassiali, comportamento elastico, comportamento plastico, risposta a variazioni termiche, legame costitutivo della trave elastica. Il problema elastico: trave di Eulero‐Bernoulli, equazione della linea elastica, metodo delle forze, risoluzione di sistemi iperstatici con il metodo delle forze e con il metodo degli spostamenti.
Continui tridimensionali
Analisi della deformazione: geometria, spostamento e deformazione, analisi locale della deformazione: tensore della deformazione, equazioni di congruenza. Analisi della tensione: tensione in un punto secondo Cauchy, teorema di Cauchy, tensore della tensione, tensioni e direzioni principali, cerchi di Mohr, equazioni indefinite d’equilibrio, condizioni al contorno.
Legame Costitutivo: formulazione analitica del legame elastico, legame elastico lineare, legge di Hooke generalizzata. Il problema elastico.
Il problema di Saint Venant
Caratterizzazione geometrica. Caratterizzazione meccanica. Postulato e problema di Saint Venant. Sollecitazioni semplici e composte. Forza normale centrata. Flessione retta. Sollecitazioni composte: flessione deviata, forza normale eccentrica. Torsione uniforme. Sezione di forma qualsiasi. Sezione circolare piena e cava. Sezione rettangolare. Sezioni biconnesse in parete sottile (Teoria di Bredt). Sezioni composte. Flessione e taglio (Flessione non uniforme). Trattazione approssimata di Jourawsky. Sollecitazione composta di taglio e torsione.
Resistenza e stabilità delle strutture
Risposta meccanica dei materiali di interesse applicativo. Verifiche di resistenza per materiali fragili e per materiali duttili (slides). Stabilità dell’equilibrio elastico, asta di Eulero, verifica a carico di punta, comportamento postcritico.
Testo
Scienza delle costruzioni
Paolo Casini, Marcello Vasta
Editore: CittàStudi - Edizione: 4 - Anno edizione: 2019 Tipo: Libro universitario Pagine: 496 p. EAN: 9788825174274
Testi per esercitazioni
Esercitazioni di scienza delle costruzioni. Vol. 1
Erasmo Viola
Editore: Pitagora Collana: LPDI Lineamenti propedeutici di ingegneria Edizione: 3 Anno edizione: 1993 Tipo: Libro universitario Pagine: 320 p., ill. EAN: 9788837106652
Esercitazioni di scienza delle costruzioni. Vol. 2
Erasmo Viola
Editore: Pitagora Collana: LPDI Lineamenti propedeutici di ingegneria Edizione: 2 Anno edizione: 1985 Tipo: Libro universitario Pagine: 456 p., ill. EAN: 9788837103569
Esiti e Soluzioni prove scritte
Anno accademico 2024-2025
Corso di Scienza delle Costruzioni per Ingegneri Energetici (6+3CFU)
Il corso verrà operato attraverso due moduli
Meccanica delle Strutture: docente prof. Vincenzo Gattulli
Meccanica dei Solidi: docente prof. Antonino Favata
Orario delle Lezioni Prof Gattulli
Lunedi ore 17:00 - 19:00 (RM 031 Aula 38 - San Pietro in Vincoli)
Venerdì ore 08:00 - 11:00 (RM 031 Aula 24 - San Pietro in Vincoli)
Orario delle Lezioni Prof Favata
Martedi ore 13:00 - 16:00 (RM 031 Aula 24 - San Pietro in Vincoli)
Ricevimento
Turno di ricevimento ore 11:00 - 12:00 del Venerdì a valle della lezione
Secondo semestre - Turno di ricevimento Lunedi dalle 9 alle 13 (è gradito appuntamento da fissare via email)
Esoneri
- il primo esonero dalla prova scritta si svolgerà in data Venerdì 8 Novembre 2024, in Aula 38 dalle 8:00 alle 11:00, (esiti e soluzioni)
Gli argomenti dell'esonero sono: Cinematica e Statica dei Sistemi di Corpi Rigidi. Problema elastico in sistemi di travi isostatici. Continuo tridimensionale di Cauchy
Si considera superato l'esonero con votazione 18/30.
- il secondo esonero dalla prova scritta si svolgerà in data Venerdì 20 Dicembre 2024, in Aula 38 dalle 8:00 alle 11:00.
Gli argomenti dell'esonero sono: Sistemi Iperstatici: metodo delle forze e metodo degli spostamenti. Solido di De Saint Venant. Criteri di Resistenza. Problemi di termo elasticità (domande multiple)
Si considera superato l'esonero con votazione 18/30.
Esami
Per studenti di Ingegneria Energetica:
- V appello aa2023/2024: prova scritta Lunedi 16 Settembre 2024, ore 9:00 - 13:00, aula 30, (esiti e soluzioni)
prova orale Venerdì 20 Settembre 2024, ore 9:00 - 18:00, aula 13
- I Appello straordinario aa2023/2024: prova scritta Lunedì 21 Ottobre 2024, ore 9:00 - 13:00, aula riunioni 329 del DISG, (esiti e soluzioni)
prova orale Giovedì 24 Ottobre 2024, ore 11:30 - 19:00, aula riunioni 329 del DISG
-I appello aa2024/2025: prova scritta Lunedì 20 Gennaio 2025, ore 9:00 - 13:00
prova orale Mercoledì 22 Gennaio 2025, ore 9:00 - 19:00
- II appello aa2024/2025: prova scritta Lunedì 24 Febbraio 2025, ore 9:00 - 13:00
prova orale Mercoledì 26 Febbraio 2025, ore 8:00 - 19:00
- II Appello straordinario aa2024/2025: prova scritta Lunedì 10 Marzo 2025
prova orale Mercoledì 12 Marzo 2025, ore 8:00 - 15:00
- III appello aa2024/2025: prova scritta Lunedì 16 Giugno 2025, ore 9:00 - 13:00
prova orale Mercoledì 18 Giugno 2025, ore 9:00 - 19:00
- IV appello aa2024/2025: prova scritta Lunedì 14 Luglio 2025, ore 9:00 - 13:00
prova orale Mercoledì 16 Luglio 2025, ore 09:00 - 19:00
-V appello aa2024/2025: prova scritta Lunedì 15 Settembre 2025, ore 9:00 - 13:00
prova orale Mercoledì 17 Settembre 2025, ore 09:00 - 19:00