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    Claudia CENNAMO

    Insegnamento di SCIENZA DELLE COSTRUZIONI

    Corso di laurea magistrale a ciclo unico in ARCHITETTURA

    SSD: ICAR/08

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Quadrimestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    I contenuti del corso si possono sintetizzare a grandi linee in quattro macroaree di studio: la tensione e la deformazione (nonché le relazioni tra i due enti, il lavoro, il potenziale, etc); la teoria della trave (il DSV, la sezione, la verifica di resistenza, etc); i sistemi di risoluzione delle strutture iperstatiche; i materiali (la differenza tra il modello elastico lineare e gli altri modelli conosciuti).

    Testi di riferimento

    Il panorama librario propone numerosi testi per lo studio della Scienza delle Costruzioni, tutti in genere di buona qualità e tutti, relativamente agli argomenti svolti completi. L'allievo diligente potrà approfondire lo studio affiancando più testi anche per andare oltre la singola convenzione allo spirito della materia.
    In ogni caso si ritiene fondamentale seguire le lezioni e prendere appunti direttamente dalle spiegazioni del docente, mirate agli obiettivi del corso.
    Come compendio degli argomenti da tenere in considerazione quali imprescindibili requisiti base per la comprensione del corso, si consiglia la lettura di Principi di Comportamento Meccanico negli Elementi Strutturali, Claudia Cennamo e Marco di Fiore, Nicorelli Editore, 2019

    Obiettivi formativi

    Il Corso di Scienza delle Costruzioni, nell'ambito della formazione dell'Architetto, costituisce un passaggio fondamentale durante il quale l'allievo deve essere accompagnato nella conoscenza di tutte le metodologie per l'identificazione strutturale e per la loro soluzione che potranno essere utilizzabili nei processi di natura tecnica ai quali sarà chiamato nel corso dell'attività professionale; deve essere informato delle problematiche strutturali che esistono nell'ambito delle costruzioni per poter inserire al meglio le informazioni acquisite durante la progettazione architettonica; deve acquisire competenza nei metodi per la verifica dell'efficienza delle strutture sia in termini di resistenza che in termini di funzionalità e quindi di deformabilità del manufatto.

    Prerequisiti

    L'allievo che vuole avvicinarsi proficuamente al corso di Scienza delle costruzioni deve avere le nozioni che sono proprie del corso propedeutico di Statica. Si richiede la conoscenza delle Unità di misura del sistema internazionale e competenza nell'analisi dimensionale.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali ed esercitazioni in aula cercando l'interazione con gli allievi.
    Laboratorio di strutture per materializzare l'apprendimento teorico.
    Seminari monodisciplinari tenuti anche da docenti esterni su temi generali relativi ai contenuti del corso.
    Incontri con gli studenti negli orari di ricevimento per correzioni individuali.

    Metodi di valutazione

    Il programma del corso viene suddiviso in quattro macroargomenti, ciascuno dei quali è sviluppato nell’arco di un mese, per i quattro mesi del quadrimestre . Al termine di ciascun gruppo di lezioni, una prova intercorso ratifica il grado di apprendimento dello studente. La media aritmetica tra le quattro prove intercorso e la verifica finale, determina la votazione d'esame.

    Programma del corso

    Scienza delle Costruzioni_ corso B_ Prof. C. Cennamo

    I parte: tensioni e deformazioni

    1. Analisi della deformazione
    1.1. Deformazione di un volume elementare
    1.2. Ipotesi di piccoli spostamenti
    1.3. Moto rigido e deformazione pura
    1.4. Significato fisico delle componenti della deformazione
    1.5. Direzioni principali di deformazione e dilatazioni principali
    1.6. Stati piani di deformazione

    2. Analisi dello stato tensionale
    2.1. Forze esterne applicate al corpo
    2.2. Forze interne e tensioni
    2.3. Componenti cartesiane del vettore tensione
    2.4. Tensore degli sforzi
    2.5. Proprietà di simmetria del tensore degli sforzi
    2.6. Direzioni principali di tensione e tensioni principali
    2.7. Stati piani e monoassiali di tensione
    2.8. Il cerchio di Mohr
    2.9. Determinazione delle direzioni principali tramite il cerchio di Mohr
    2.10. Equazioni di Cauchy per l'equilibrio al contorno
    2.11. Equazioni indefinite di equilibrio

    3. Legami tensioni-deformazioni
    3.1. Il concetto di lavoro
    3.2. Il Principio dei Lavori Virtuali
    3.3. Cenni sul comportamento dei materiali (materiali duttili e materiali fragili)
    3.4. La prova monoassiale di trazione
    3.5. Le costanti elastiche
    3.6. Relazioni dirette ed inverse di Navier
    3.7. Il potenziale elastico per il materiale isotropo ad elasticità lineare
    3.8. Il problema dell'equilibrio elastico

    4. Criteri di resistenza
    4.1. Il criterio di Hencky&Von Mises
    4.2. Il criterio di Grashof

    II parte: la stabilità dell'equilibrio elastico

    5. Equilibrio stabile, instabile ed indifferente
    5.1. La formula di Eulero
    5.2. Il metodo Omega

    III parte: le caratteristiche della sollecitazione

    6. Il solido del De Saint Venant
    6.1. Ipotesi del De Saint Venant
    6.2. Lo sforzo normale
    6.3. La flessione retta e deviata
    6.4. Lo sforzo normale eccentrico
    6.5. Trattazione della torsione: le travi a sezione generica, le travi a sezione circolare, le travi a sezione sottile aperta
    6.6. Trattazione approssimata del taglio

    IV parte: verifiche di resistenza

    7. Geometria delle aree
    7.1. Momenti Statici, Momenti di Inerzia, Momenti di Inerzia Polare
    7.2. Determinazione del baricentro di una sezione
    7.3. Metodi di determinazione degli assi principali di inerzia
    7.4. Determinazione dell'asse neutro
    7.5. Costruzione grafica dei diagrammi
    7.6. Applicazione dei metodi di verifica

    V parte: metodi di risoluzione delle strutture

    8. Le strutture deformabili
    8.1. Metodi risolutivi delle strutture iperstatiche (travi e telai)
    8.2. Il Metodo Forze (associato ai Corollari di Mohr e al metodo Composizione Rotazioni e Spostamenti)
    8.3. Il Principio dei Lavori Virtuali
    8.4. Cenni sulla linea elastica

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    The contents of the course can be summarized in four main areas of study: tension and deformation (as well as the relationships between the two entities, work, potential, etc.); beam theory (the DSV, the section, the verification of resistance, etc.); systems of resolution of hyperstatic structures; materials (the difference between the linear elastic model and other known models).

    Textbook

    The library panorama offers numerous texts for the study of Construction Science, all generally of good quality and all, with regard to the complete topics. The diligent student can deepen the study by adding more texts to go beyond the single convention to the spirit of the subject.
    In any case, it is essential to follow the lessons and take notes directly from the teacher's explanations, aimed at the objectives of the course. As a summary of the topics to be taken into account as essential basic requirements for understanding the course, we recommend reading the Principles of Mechanical Behaviour in Structural Elements, Claudia Cennamo and Marco di Fiore, Nicorelli Editore, 2019.

    Training objectives

    The Structural Mechanics Course, as part of the Architect's training, is a fundamental step during which the student must be accompanied in the knowledge of all methodologies for structural identification and their solution that can be used in processes of a technical nature to which he will be called in the course of professional activity; must be informed of the structural problems that exist in the field of construction in order to better incorporate the information acquired during the architectural design; must acquire expertise in methods for verifying the efficiency of structures both in terms of strength and in terms of functionality and therefore deformability of the manufact.

    Prerequisite

    The student who wants to approach profitably the course of Structural Mechanics must have the notions that are proper to the preparatory course of Statica. Knowledge of the measurement units of the international system and expertise in dimensional analysis is required.

    Teaching methods

    Lectures and exercises in the classroom looking for interaction with the students.
    Laboratory of structures to materialize the theoretical learning.
    Monodisciplinary seminars also held by external teachers on general topics related to the contents of the course.
    Meetings with students during reception hours for individual corrections.

    Evaluation methods

    The course programme is divided into four macro-topics, each of which is developed over a period of one month, for the four months of the four-month period. At the end of each group of lessons, a test ratifies the student's degree of learning. The arithmetic mean between the four tests and the final check determines the exam grade.

    Course Syllabus

    Structural Mechanics_ course B_ Prof. C. Cennamo

    Part I: Tension and deformation

    1. Deformation analysis
    Deformation of an elementary volume
    1.2. Assumptions of small displacements
    Rigid motion and pure deformation
    1.4. Physical meaning of the deformation components
    1.5. Main directions of deformation and main expansions
    1.6. Flat states of deformation

    2. Analysis of the tensional state
    2.1. External forces applied to the body
    2.2. Internal forces and tensions
    2.3. Cartesian components of the tension vector
    2.4. Effort sensor
    2.5. Symmetry properties of the stress tensor
    2.6. Main directions of tension and main tensions
    2.7. Flat and uniaxial stress states
    2.8. The circle of Mohr
    2.9. Determining the main directions using the Mohr circle
    2.10. Cauchy equations for contour balance
    2.11. Undefined equilibrium equations

    3. Tension-strain bonds
    3.1. The concept of work
    3.2. The Principle of Virtual Work
    3.3. Notes on material behaviour (ductile and fragile materials)
    3.4. The uniaxial tensile test
    3.5. Elastic constants
    3.6. Direct and reverse reports by Navier
    3.7. The elastic potential for isotropic material with linear elasticity
    3.8. The problem of elastic balance

    4. Resistance criteria
    4.1. The Hencky&Von Mises criterion
    4.2. The Grashof criterion

    Part II: The stability of the elastic balance

    5. Stable, unstable and indifferent balance
    5.1. The formula of Euler
    5.2. The Omega method

    Part III: The characteristics of the stress

    6. The solid of De Saint Venant
    6.1. Hypothesis of De Saint Venant
    6.2. The normal effort
    6.3. Straight and deflected flexion
    6.4. The normal eccentric stress
    6.5. Torsion treatment: general section beams, circular section beams, open thin section beams
    6.6. Approximate treatment of the cut

    Part IV: Resistance tests

    7. Geometry of the areas
    7.1. Static Moments, Moments of Inertia, Moments of Polar Inertia
    7.2. Determining the centre of gravity of a section
    7.3. Methods for determining the main axes of inertia
    7.4. Determination of the neutral axis
    7.5. Graphical construction of diagrams
    7.6. Application of verification methods

    Part V: Methods of resolving structures

    8. The deformable structures
    8.1. Methods for resolving hyperstatic structures (beams and frames)
    8.2. The Forces Method (associated with Mohr Corollars and the Rotations and Displacements Composition Method)
    8.3. The Principle of Virtual Work
    8.4. Notes on the elastic line

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