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CORSO INTEGRATO DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI

Corso Architettura
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019

Modulo: SCIENZA DELLE COSTRUZIONI I

Corso Architettura
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08
Anno Secondo anno
Unità temporale
Ore aula 60
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente ALBA SOFI
Obiettivi Il Corso Integrato di Scienza delle Costruzioni si propone di fornire allo studente le conoscenze teoriche e gli strumenti analitici necessari per la formulazione e risoluzione di problemi di analisi strutturale in campo statico.
Il Corso di Scienza delle Costruzioni I riguarda la cinematica e la statica dei corpi rigidi liberi e vincolati, lo studio di sistemi di travi piane idealizzati come insiemi di corpi rigidi vincolati e l’analisi delle travature reticolari piane. La trattazione teorica è affiancata da numerosi esempi applicativi volti all’acquisizione degli strumenti metodologico-operativi nonché a mostrare il legame esistente tra modelli analitici e strutture reali.
Gli studenti dovranno acquisire le conoscenze sugli aspetti teorico-scientifici oltre che metodologico-operativi della Scienza delle Costruzioni e la capacità di utilizzare tali conoscenze al fine di individuare l’organismo resistente di una costruzione, rappresentarlo mediante un idoneo modello matematico e analizzarne il comportamento statico.
Programma Elementi di teoria dei vettori
Operazioni elementari sui vettori: somma, differenza, prodotto scalare, prodotto vettoriale. Momento polare di una forza. Coppia. Sistemi di forze equivalenti. Decomposizione grafica delle forze e delle coppie: decomposizione di una forza in due direzioni, decomposizione di una forza in tre direzioni, trasporto di una forza parallelamente a se stessa.

Statica e cinematica del corpo rigido
Definizione di corpo rigido. Gradi di libertà dei corpi rigidi e spostamenti generalizzati. Spostamenti rigidi infinitesimi. Principio di sovrapposizione degli effetti. Spostamenti rigidi piani. Centro di rotazione assoluta. Il principio dei lavori virtuali. Le equazioni cardinali della statica.
Vincoli esterni: definizione e classificazione cinematica e statica. Classificazione cinematica del corpo rigido. Sistemi di corpi rigidi. Vincoli interni: definizione e classificazione cinematica e statica. Centro di rotazione relativa tra due corpi. Classificazione cinematica dei sistemi di corpi rigidi. Teoremi fondamentali della cinematica.
Classificazione e modellazione delle strutture. Modelli matematici delle azioni esterne. Particolarizzazione al problema piano. La trave piana rettilinea. Strutture isostatiche. Determinazione delle reazioni vincolari attraverso il metodo analitico e il metodo grafico. Caratteristiche della sollecitazione nelle travi piane. Equazioni indefinite di equilibrio per le travi. Tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione attraverso il metodo analitico e il metodo grafico. Travature reticolari: metodo dei nodi (procedimento grafico e analitico); metodo delle sezioni di Ritter.

Geometria delle aree
Baricentro. Momenti statici. Momenti di inerzia. Teoremi di trasposizione. Assi principali di inerzia. Ellisse centrale d'inerzia. Nocciolo centrale d'inerzia (costruzione grafica).

RISULTATI ATTESI

Conoscenza e capacità di comprensione (descrittore di Dublino 1)
Conoscenze e capacità di comprensione degli aspetti di carattere teorico e applicativo riguardanti la
cinematica e la statica dei corpi rigidi liberi e vincolati, lo studio di sistemi di travi piane idealizzati come insiemi di corpi rigidi vincolati e l’analisi delle travature reticolari piane. Tali conoscenze verranno acquisite mediante la partecipazione alle lezioni e l’uso di libri di testo avanzati.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (descrittore di Dublino 2)
Capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite per definire un modello matematico di un problema strutturale reale ed analizzare il comportamento di sistemi strutturali isostatici applicando appropriati metodi di soluzione. In particolare, lo studente dovrà essere in grado di risolvere sistemi strutturali isostatici piani costituiti da insiemi di travi soggetti ad assegnati carichi esterni attraverso la determinazione delle reazioni vincolari e il tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione.

Autonomia di giudizio (descrittore di Dublino 3)
Capacità di interpretare i risultati ottenuti dall’analisi di sistemi strutturali isostatici (reazioni vincolari e diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione) ed utilizzarli nella pratica progettuale.

Abilità comunicative (descrittore di Dublino 4)
Capacità di: i) comunicare le conoscenze teoriche adottando una terminologia propria della Scienza delle Costruzioni; ii) descrivere i problemi strutturali ed i metodi di soluzione; iii) rappresentare graficamente e commentare i risultati ottenuti dall’analisi di sistemi strutturali isostatici.

Capacità di apprendere (descrittore di Dublino 5)
Capacità di apprendimento dei contenuti teorici ed applicativi del Corso mediante la partecipazione alle lezioni e lo studio di libri di testo avanzati. Tale capacità consentirà allo studente di intraprendere lo studio di discipline affini.

Testi docente -Paolo Casini, Marcello Vasta, Scienza delle Costruzioni. Terza edizione. Città Studi, Novara, 2016.
-Giuseppe Muscolino, Giovanni Falsone, Introduzione alla Scienza delle Costruzioni. Statica e cinematica delle travi. Pitagora Editrice, Bologna, 1991.
-Erasmo Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni. Vol. 1. Pitagora Editrice, Bologna, 1993.

Sitografia di riferimento: http://www.unirc.it/didattica/scheda_persona.php?id=759
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata

Modulo: SCIENZA DELLE COSTRUZIONI II

Corso Architettura
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2018/2019
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08
Anno Secondo anno
Unità temporale
Ore aula 60
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente ALBA SOFI
Obiettivi Il Corso di Scienza delle Costruzioni II affronta lo studio della cinematica e statica dei solidi deformabili idealizzati come mezzi continui secondo il modello di Cauchy, il comportamento costitutivo dei materiali e la loro resistenza, la teoria strutturale della trave, la soluzione di De Saint Venant per solidi cilindrici e la sua applicazione allo studio delle travi elastiche, le verifiche di resistenza.
La trattazione teorica è affiancata da numerosi esempi applicativi volti all’acquisizione degli strumenti metodologico-operativi nonché a mostrare il legame esistente tra modelli analitici e strutture reali.
Gli studenti dovranno acquisire le conoscenze sugli aspetti teorico-scientifici oltre che metodologico-operativi della Scienza delle Costruzioni e la capacità di utilizzare tali conoscenze al fine di analizzare il comportamento fisico-meccanico di un organismo strutturale ed effettuare la verifica di resistenza dei singoli elementi strutturali.
Nell’ottica di una formazione multidisciplinare dell’allievo architetto, il Corso avvierà un processo di integrazione tra la concezione architettonica e il rigore tecnico-scientifico proprio della Scienza delle Costruzioni che condurrà alla piena consapevolezza del comportamento strutturale quale elemento essenziale nella fase di progettazione di un’opera.
Programma Analisi dello stato di tensione
Continuo di Cauchy. Definizione di tensione secondo Cauchy. Teorema di Cauchy. Tensore di tensione e significato fisico delle sue componenti. Invarianti di tensione. Tensioni e direzioni principali di tensione. Classificazione dello stato di tensione: triassiale, biassiale o piano, monoassiale o lineare. Equazioni indefinite di equilibrio. Equazioni di equilibrio al contorno.
Analisi dello stato di deformazione (0.8 crediti)
Il continuo deformabile. Cambiamento di configurazione congruente. Ipotesi di spostamenti infinitesimi. Spostamento infinitesimo nell'intorno di un punto. Tensore di rotazione rigida. Tensore di deformazione pura e significato fisico delle sue componenti. Invarianti di deformazione. Deformazioni e direzioni principali di deformazione. Classificazione dello stato di deformazione: triassiale, biassiale o piano, monoassiale o lineare.

Il legame costitutivo
Prove sperimentali di trazione e di compressione monoassiale. Comportamento elastico dei materiali. Materiali fragili e duttili. Legame elastico-lineare in materiali isotropi. Definizione ingegneristica delle costanti elastiche.

Il problema dell’equilibrio elastico
Formulazione del problema. Esistenza e unicità della soluzione. Cenni al metodo degli spostamenti e al metodo delle forze.
Principio dei lavori virtuali per il continuo deformabile (0.25 crediti)
Principio dei lavori virtuali in forma mista. Principio degli spostamenti virtuali. Principio delle forze virtuali.

La teoria strutturale della trave
Il modello cinematico per la trave piana ad asse rettilineo. Modello di Eulero-Bernoulli. Spostamenti e deformazioni generalizzate. Forze e sforzi generalizzati. Le condizioni di equilibrio. Il legame elastico lineare isotropo. Formulazione e soluzione del problema elastico. L'equazione della linea elastica. Cedimenti vincolari elastici e anelastici. Distorsioni termiche. Il principio dei lavori virtuali per la trave di Eulero-Bernoulli.
Calcolo degli spostamenti di sistemi di travi elastiche: il metodo dell'equazione della linea elastica, il metodo basato sul principio dei lavori virtuali (per strutture isostatiche). Risoluzione di sistemi iperstatici: il metodo delle forze (o della congruenza); il principio dei lavori virtuali come applicazione automatica del metodo della congruenza (equazioni di Mller-Breslau).

Il problema di De Saint Venant
Formulazione del problema. Postulato di De Saint Venant. Sforzo normale centrato. Flessione semplice. Flessione composta. Torsione: la sezione circolare, analogie con altri fenomeni fisici, soluzioni approssimate per profili aperti e chiusi in parete sottile. Flessione con taglio costante: trattazione approssimata di Jourawsky, il centro di taglio, le sezioni compatte, profili in parete sottile aperti e chiusi.

Il limite elastico
Criteri di resistenza per materiali fragili: criterio della massima tensione normale o di Galileo-Rankine. Criteri di resistenza per materiali duttili: criterio di Huber-Von Mises, criterio della massima tensione tangenziale o di Tresca. I domini elastici. Particolarizzazione al caso piano. Verifiche di resistenza elastica mediante il metodo delle tensioni ammissibili.

RISULTATI ATTESI

Conoscenza e capacità di comprensione (descrittore di Dublino 1)
Conoscenze e capacità di comprensione degli aspetti di carattere teorico e applicativo riguardanti la cinematica e statica dei solidi deformabili idealizzati come mezzi continui secondo il modello di Cauchy, il comportamento costitutivo dei materiali e la loro resistenza, la teoria strutturale della trave, la soluzione di De Saint Venant per solidi cilindrici e la sua applicazione allo studio delle travi elastiche, le verifiche di resistenza. Tali conoscenze verranno acquisite mediante la partecipazione alle lezioni e l’uso di libri di testo avanzati.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate (descrittore di Dublino 2)
Capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite per definire un modello matematico di un problema strutturale reale tenendo conto delle caratteristiche del materiale ed analizzarne il comportamento mediante appropriati metodi di soluzione. In particolare, lo studente dovrà essere in grado di risolvere sistemi strutturali piani iperstatici costituiti da insiemi di travi elastiche soggetti ad assegnati carichi esterni attraverso la determinazione delle reazioni vincolari, il tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione, il calcolo degli spostamenti, delle deformazioni e delle tensioni. Inoltre, lo studente dovrà acquisire la capacità di selezionare ed applicare un appropriato criterio di resistenza.

Autonomia di giudizio (descrittore di Dublino 3)
Capacità di interpretare i risultati ottenuti dall’analisi di sistemi strutturali (reazioni vincolari, diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione, spostamenti, deformazioni e tensioni) ed utilizzarli nella pratica progettuale.

Abilità comunicative (descrittore di Dublino 4)
Capacità di: i) comunicare le conoscenze teoriche adottando una terminologia propria della Scienza delle Costruzioni; ii) descrivere i problemi strutturali ed i metodi di soluzione; iii) rappresentare graficamente e commentare i risultati ottenuti dall’analisi di sistemi strutturali.

Capacità di apprendere (descrittore di Dublino 5)
Capacità di apprendimento dei contenuti teorici ed applicativi del Corso mediante la partecipazione alle lezioni e lo studio di libri di testo avanzati. Tale capacità consentirà allo studente di intraprendere lo studio di discipline affini.
Testi docente -Paolo Casini, Marcello Vasta, Scienza delle Costruzioni. Terza edizione. Città Studi, Novara, 2016.
-Erasmo Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni. Vol. 2. Pitagora Editrice, Bologna, 1993.

Sitografia di riferimento: http://www.unirc.it/didattica/scheda_persona.php?id=759
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
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Nessuna lezione pubblicata
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