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    Claudia CENNAMO

    Insegnamento di VERIFICA STRUTTURALE

    Corso di laurea in DESIGN E COMUNICAZIONE

    SSD: ICAR/08

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Quadrimestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Comprensione dei principi del comportamento meccanico dei manufatti. Durante il corso si individuano quattro macroargomenti: 1. l'individuazione e la definizione di uno schema strutturale; 2. l'equilibrio dello schema strutturale; 3. la cinematica dello schema strutturale; 4. i diagrammi, che mettono alla prova la capacità di modellazione della realtà attraverso una rappresentazione astratta. Al completamento di ogni macro-argomento, la cui durata di approfondimento è di circa un mese di lezioni, lo studente affronta una prova intercorso, al fine di elaborare quanto ha appreso. La quinta prova (che corrisponde alla prova di esame) consiste nella scelta di un oggetto, che può anche essere stato realizzato/progettato durante uno degli altri corsi in parallelo, che viene riprodotto attraverso lo schema corrispondente ed esaminato dal punto di vista del comportamento statico o cinematico, verificandone l'equilibrio e la capacità di sopportare i pesi, e imparando a gestire gli eventuali movimenti concessi. La prima, la quarta e la quinta prova sono di gruppo, allo scopo di instaurare tra gli studenti una collaborazione indispensabile in attività laboratoriali.

    Testi di riferimento

    Claudia Cennamo, Marco Di Fiore, Principi di comportamento meccanico negli elementi strutturali, 2019 Nicorelli Editore. Il testo di riferimento è integrato con materiale didattico caricato all'occorrenza sulla pagina web dell'insegnamento.

    Obiettivi formativi

    Conoscenze e capacità di comprensione
    L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire conoscenze e capacità che possano consentire agli studenti di modellare oggetti di design con particolare attenzione al problema dell'equilibrio, dei carichi e della cinematica. Tali capacità si rendono indispensabili per la creazione di oggetti evoluti nel design, nel materiale, nella funzionalità e nella capacità statica.

    Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione
    La principale capacità applicativa che gli studenti avranno l'opportunità di acquisire è l’attitudine nella progettazione di un prodotto industriale, o anche un prodotto artigianale, includendo la verifica statica nella parola "progettazione".

    Capacità di trarre conclusioni
    Tali conoscenze e capacità applicate al progetto consentiranno agli studenti di stimolare la comprensione del funzionamento fisico dell'oggetto e migliorare il rapporto tra funzione e design.

    Capacità di apprendere
    Tramite modelli astratti, vengono forniti gli strumenti per definire la resistenza dell’oggetto.

    Prerequisiti

    Fondamenti di matematica

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali intervallate da prove intercorso al termine di ogni macro argomento

    Metodi di valutazione

    Verifica finale di gruppo: dalla realtà allo schema statico (il laboratorio di strutture). Il gruppo propone un tema progettuale di design da cui estrapola lo schema statico e applica i concetti di equilibrio e congruenza appresi durante il corso. Viene valutata anche la capacità comunicativa dell'argomento complesso.

    Programma del corso

    Verifica Strutturale_Programma a.a. 2017_2018
    Prof. C. Cennamo

    1_I SISTEMI DI FORZE
    1.1 Somma di forze parallele (cursori)
    1.2 Somma di forze non parallele: i casi più frequenti
    1.3 Risultante di quattro forze non parallele
    1.4 Il metodo del poligono funicolare
    1.5 Coppia di forze
    1.6 Somma di una forza e di un momento

    2_CENNI SUGLI SPOSTAMENTI IN CINEMATICA
    2.1 Traslazione di un elemento monodimensionale
    2.2 Rotazione di un elemento monodimensionale

    3_I VINCOLI
    3.1 Vincoli esterni
    3.1.1 Vincoli semplici
    3.1.2 Vincoli doppi
    3.1.3 Vincoli tripli
    3.2 Vincoli interni
    3.2.1 Vincoli semplici
    3.2.2 Vincoli doppi

    4_IL SISTEMA MECCANICO O “STRUTTURA”
    4.1 Cinematismo ad un unico tronco
    4.2 Cinematismo a due tronchi
    4.2.1 Primo teorema delle catene cinematiche
    4.2.2 Secondo teorema delle catene cinematiche

    5_CATENE CINEMATICHE E DIAGRAMMI DEGLI SPOSTAMENTI
    5.1 Costruzione dei diagrammi degli spostamenti
    5.2 Un’applicazione: dall’arco in muratura allo schema statico

    6_CARICHI, REAZIONI VINCOLARI E CEDIMENTI
    6.1 Il carico distribuito
    6.2 Le reazioni vincolari: alcuni schemi fondamentali
    6.2.1 La trave appoggiata col carico concentrato
    6.2.2 La trave appoggiata col carico distribuito
    6.2.3 La mensola col carico concentrato
    6.2.4 La mensola col carico distribuito
    6.3 I vincoli cedevoli
    6.3.1 Cenni sulla struttura rigida
    6.3.2 Cenni sulla struttura elastica

    7_EQUILIBRIO DEI SISTEMI PIANI
    7.1 Equilibrio di strutture isostatiche composte da travi e da mezzi telai
    7.2 Equilibrio di strutture chiuse
    7.2.1 Disconnessione semplice
    7.2.2 Disconnessione doppia
    7.2.3 Equilibrio grafico di strutture a maglia chiusa
    7.3 Strutture reticolari
    7.3.1 Equilibrio dei nodi
    7.4 Equilibrio grafico su strutture ad unico tronco
    7.4.1 Alcuni casi rappresentativi
    7.5 Equilibrio grafico su strutture a due o più tronchi
    7.5.1 Esempio di equilibrio per vincoli esterni
    7.5.2 Esempio di equilibrio partendo dal tronco isostatico carico
    7.5.3 Esempio di equilibrio dal nodo carico
    7.5.4 Auto-equilibrio di un tronco una volta iperstatico scarico
    7.5.5 Equilibrio alla rotazione in un polo prestabilito
    7.5.6 Equilibrio alla traslazione in una direzione prestabilita

    8_LE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE
    8.1 Diagramma e legge di variazione dello sforzo normale
    8.2 Diagramma e legge di variazione del momento in assenza di taglio
    8.3 Diagrammi e leggi di variazione del taglio e del momento
    8.4 Esercizi
    8.4.1 La mensola col carico concentrato all'estremo libero
    8.4.2 La mensola col carico concentrato in mezzeria
    8.4.3 La trave appoggiata col carico concentrato
    8.4.4 La trave appoggiata col carico distribuito
    8.5 Valutazioni sulle caratteristiche di sollecitazione nei telai
    8.6 Il diagramma del momento: casi particolari
    8.6.1 Il metodo dei punti di nullo
    8.6.2 Il nodo triplo

    9_ IL PRINCIPIO DEI LAVORI VIRTUALI PER STRUTTURE INDEFORMABILI
    9.1 Determinare le reazioni vincolari con il P.L.V.
    9.2 Determinare le caratteristiche della sollecitazione con il P.L.V.

    10_IL LABORATORIO DI STRUTTURE

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Understanding of the principles of mechanical behaviour of manufactured articles. During the course four macro-topics are identified: 1. the identification and definition of a structural scheme; 2. the balance of the structural scheme; 3. the kinematics of the structural scheme; 4. the diagrams, which test the ability to model reality through an abstract representation. At the completion of each macro-topic, the duration of which is about one month of lessons, the student faces a test that has elapsed, in order to process what he has learned. The fifth test (which corresponds to the examination test) consists in the choice of an object, which can also have been realized/designed during one of the other parallel courses, which is reproduced through the corresponding scheme and examined from the point of view of static or kinematic behaviour, verifying the balance and the capacity to bear weights, and learning to manage any movements granted. The first, fourth and fifth tests are group tests, with the aim of establishing an indispensable collaboration between students in laboratory activities.

    Translated with www.DeepL.com/Translator

    Textbook

    Claudia Cennamo, Marco Di Fiore, Principi di comportamento meccanico negli elementi strutturali, 2019 Nicorelli Editore. The reference text is supplemented by teaching material, which may be uploaded to the teaching website when it is necessary.

    Training objectives

    To achieve the capacity of structural modeling for design objects

    Prerequisite

    Mathematics

    Teaching methods

    Frontal lessons interspersed with tests at the end of each macro-topic

    Evaluation methods

    Final group verification: from reality to static scheme (the laboratory of structures). The group proposes a design theme from which it extracts the static scheme and applies the concepts of balance and congruence learned during the course. The communicative capacity of the complex topic is also assessed.

    Course Syllabus

    1_THE FORCE SYSTEMS
    1.1 Sum of parallel forces (sliders)
    1.2 Sum of non-parallel forces: the most frequent cases
    1.3 Resulting from four non-parallel forces
    1.4 The funicular polygon method
    1.5 Torque forces
    1.6 Sum of a force and a moment

    2_HINTS ABOUT MOVEMENTS IN KINEMATICS
    2.1 Translating a One-Dimensional Element
    2.2 Rotation of a one-dimensional element

    3_CONSTRAINTS (or bounds)
    3.1 External constraints
    3.1.1 Simple constraints
    3.1.2 Double constraints
    3.1.3 Triple constraints
    3.2 Internal constraints
    3.2.1 Simple constraints
    3.2.2 Double constraints

    4_THE MECHANICAL SYSTEM OR "STRUCTURE"
    4.1 Single-trunk cinematic system
    4.2 Two-trunk cinematic system
    4.2.1 First Theorem of the Cinematic Chains
    4.2.2 Second Theorem of the Cinematic Chains

    5_KINETIC CHAINS AND DISPLACEMENT DIAGRAMS
    5.1 Construction of displacement diagrams
    5.2 One application: from the masonry arch to the static scheme

    6_LOADS, BOND REACTIONS AND FAILURES
    6.1 The distributed load
    6.2 Boundary reactions: some basic schemes
    6.2.1 The beam supported with the concentrated load
    6.2.2 The beam supported with the distributed load
    6.2.3 The shelf with concentrated load
    6.2.4 The distributed load bracket
    6.3 Giving up constraints
    6.3.1 About the rigid structure
    6.3.2 Notes on the elastic structure

    7_BALANCE OF FLAT SYSTEMS
    7.1 Balance of isostatic structures made up of beams and half-frames
    7.2 Balance of closed structures
    7.2.1 Simple disconnection
    7.2.2 Double disconnection
    7.2.3 Graphical balance of closed mesh structures
    7.3 Reticular structures
    7.3.1 Balance of nodes
    7.4 Graphical balance on single trunk structures
    7.4.1 Some representative cases
    7.5 Graphical balance on structures with two or more trunks
    7.5.1 Example of balance for external constraints
    7.5.2 Example of equilibrium starting from the loaded isostatic trunk
    7.5.3 Example of balance from the load node
    7.5.4 Self-balancing of a trunk once hyperstatic discharged
    7.5.5 Balance of rotation at a preset pole
    7.5.6 Balance of translation in a predetermined direction

    8_THE CHARACTERISTICS OF THE STRESS
    8.1 Diagram and law of variation of normal stress
    8.2 Diagram and law of moment variation without cutting
    8.3 Diagrams and laws of variation of the cut and of the moment
    8.4 Exercises
    8.4.1 The shelf with concentrated load at the free end
    8.4.2 The shelf with concentrated load in the middle
    8.4.3 The beam supported with the concentrated load
    8.4.4 The beam supported with the distributed load
    8.5 Assessments of stress characteristics in frames
    8.6 The moment diagram: special cases
    8.6.1 The null point method
    8.6.2 The triple node

    9_ THE PRINCIPLE OF VIRTUAL WORKS FOR NON-DEFORMABLE STRUCTURES
    9.1 Determine the binding reactions with the P.L.V.
    9.2 Determine the characteristics of the stress with P.L.V.

    10_THE LABORATORY OF STRUCTURES

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