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    Giorgio FRUNZIO

    Insegnamento di ELEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI

    Corso di laurea in SCIENZE E TECNICHE DELL'EDILIZIA

    SSD: ICAR/08

    CFU: 8,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 64,00

    Periodo di Erogazione: Primo Quadrimestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Contenuti

    Richiami di Analisi vettoriale. Gepmetria delle aree.
    Elementi di Meccanica dei Solidi
    Elasticità dei materiali (comportamento lineare ed ipotesi di isotropia).
    Statica dei sistemi di travi rigidi: Reazioni vincolari e Caratteristiche di sollecitazione.
    Statica e cinematica dei sistemi di travi deformabili: Equazione della linea elastica e Principio dei lavori virtuali.
    Il solido del De Saint Venant, le sollecitazioni semplici: Sforzo normale, flessione, torsione e taglio.
    Strutture reticolari. Sicurezza strutturale. Carico critico.

    Testi di riferimento

    Leone Corradi dell’Acqua, C. Comi: Introduzione alla meccanica strutturale. Ed. Mc Graw Hill.
    L. Nunziante, L. Gambarotta, A. Tralli: Scienza delle Costruzioni. Ed. Mc Graw Hill
    Eugenio Ruocco: Scienza delle Costruzioni, il solido di Saint Venant. Mc Graw Hill, 2
    Oltre ai testi citati può essere utilizzato qualsiasi testo di comprovata affidabilità

    Obiettivi formativi

    Il corso si propone di fornire gli strumenti necessari per affrontare lo studio di strutture monodimensionali, in ambito lineare, soggette a sistemi di forze note.
    Di queste vanno definite reazioni vincolari e caratteristiche di sollecitazione.
    Si forniscono diversi metodi risolutivi per strutture isostatiche e iperstatiche, partendo dal modello di struttura infinitamente rigida e definendo le cause che portano alla rimozione di tale ipotesi.
    Parallelamente si introduce il concetto di elasticità, con particolare riferimento all'elasticità lineare e alle ipotesi del Principio di sovrapposizione degli effetti.
    Si passa poi a definire il modello del De Saint Venant, con lo studio delle sollecitazioni elementari (sforzo normale centrato, flessione semplice, taglio semplice, torsione, nonché dei casi delle sollecitazioni compaste) con applicazioni sui sezioni di normale uso.
    Si introducono cenni sulla sicurezza strutturale anche attraverso i criteri di resistenza più utilizzati.
    Si analizzano le strutture reticolari come esempio di ottimizzazione dello stato di sforzo, e il carico critico (cenni) come esempio di analisi non lineare.
    Ci si aspetta che l'allievo raggiunga una consapevolezza dei modelli strutturali utilizzati nell’ambito della progettazione ‘ordinaria’, dei contenuti teorici e degli strumenti matematici da utilizzare per determinare la risposta meccanica, in termini di sollecitazioni generalizzate (teoria tecnica della trave, prima fase del corso) e di stato tensionale (teoria del De Saint Venant, seconda parte del corso).

    Prerequisiti

    L'approccio al corso richiede la disponibilità, da parte dell'allievo di voler cercare nella realtà il modello matematico attraverso gli strumenti che sono stati forniti anche nei corsi precedenti di: Fisica; Matematica. La conoscenza degli elementi di base di queste materie è necessaria per seguire proficuamente il corso.

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali - Esercitazioni in aula - Attività laboratoriali – Si forniscono agli allievi le registrazioni delle lezioni attraverso la piattaforma. Nell'anno 2021/2022 il corso si tiene anche "a distanza" su piattaforma Teams assegnando periodicamente attività soggette a verifica.

    Metodi di valutazione

    Prove intercorso anche come attività online e Esame finale in cui l'allievo deve dimostrare la capacità di risolvere una struttura iperstatica, di calcolare uno spostamento nonché di valutare lo stato tensionale in una trave.
    Valutazione della prova finale orale in trentesimi tenendo conto dei risultati delle prove intercorso, se positivi.

    Altre informazioni

    Le lezioni sono registrate su piattaforma e messe a disposizione degli allievi. È previsto un orario settimanale di incontro per chiarimenti e spiegazioni.

    Programma del corso

    Richiami di Analisi vettoriale
    Geometria delle aree
    Statica e cinematica dei sistemi di travi rigidi: Reazioni vincolari e Caratteristiche di sollecitazione
    Elasticità dei materiali (comportamento lineare ed ipotesi di isotropia);
    Statica e cinematica dei sistemi di travi deformabili: Equazione della linea elastica e Principio dei lavori virtuali;
    Elementi di meccanica dei solidi.
    Il solido del De Saint Venant, le sollecitazioni semplici: Sforzo normale, flessione, torsione e taglio e quelle composte.
    Strutture reticolari. Sicurezza strutturale. Carico critico.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Review of vector analysis. Gepmetry of the areas.
    Statics of rigid beam systems: constraining reactions and Stress characteristics.
    Elasticity of materials (linear behavior and isotropy hypothesis).
    Statics and kinematics of deformable beam systems: Elastic line equation and Virtual work principle.
    The De Saint Venant solid, the simple stresses: Normal stress, bending, torsion and shear.
    Elements of Solid Mechanics.
    Reticular structures. Structural safety. Critical load.

    Textbook and course materials

    Leone Corradi dell’Acqua, C. Comi: Introduzione alla meccanica strutturale. Ed. Mc Graw Hill.
    L. Nunziante, L. Gambarotta, A. Tralli: Scienza delle Costruzioni. Ed. Mc Graw Hill
    Eugenio Ruocco: Scienza delle Costruzioni, il solido di Saint Venant. Mc Graw Hill, 2
    In addition to the texts cited, any text of proven reliability can be used

    Course objectives

    The course aims to provide, in a first phase, the necessary tools to deal with the study of one-dimensional structures, in a linear context, subject to known force systems.
    These must be defined as constraint reactions and stress characteristics.
    We provide different resolutive methods for isostatic and hyperstatic structures, starting from the infinitely rigid structure model and defining the causes that lead to the removal of this hypothesis.
    The concept of elasticity is introduced, with particular reference to linear elasticity and the hypotheses of the principle of superposition of effects.
    We then go on to define the De Saint Venant model, with the study of elementary stresses (centered normal stress, simple bending, simple cutting, torsion, as well as cases of composted stresses) with applications on sections of normal use.
    Notes on structural safety are also introduced through the most used resistance criteria.
    The reticular structures are analyzed as an example of optimization of the stress state, and the critical load as an example of non-linear analysis.
    The student is expected to reach an awareness of the structural models used in the 'ordinary' design, of the theoretical contents and of the mathematical tools to be used to determine the mechanical response, in terms of generalized stresses (technical theory of the beam, first phase of the course) and of stress state (De Saint Venant theory, second part of the course).

    Prerequisites

    The approach to the course requires the availability, on the part of the student, to seek the mathematical model in reality through the tools that were also provided in the previous courses of: Physics; Mathematics. Knowledge of the basic elements of these subjects is necessary to successfully follow the course.

    Teaching methods

    Lectures - Classroom exercises - Laboratory activities - Students are provided with recordings of the lessons through the platform. In the year 2020/2021 the course was held "online" on the Teams platform, periodically assigning activities subject to verification.

    Evaluation methods

    Tests also carried out as an online activity and final exam in which the student must demonstrate the ability to solve a hyperstatic structure, to calculate a displacement and to evaluate the stress state in a beam.
    Evaluation of the final oral exam in thirtieths taking into account the results of the elapsed tests, if positive.

    Other information

    The lessons are recorded on the platform and made available to the students. There is a weekly meeting time for clarifications and explanations.

    Course Syllabus

    Review of vector analysis
    Area geometry
    Statics and kinematics of rigid beam systems: constraining reactions and Stress characteristics
    Elasticity of materials (linear behavior and isotropy hypothesis);
    Statics and kinematics of deformable beam systems: Elastic line equation and Virtual work principle;
    Elements of solid mechanics.
    The solid of De Saint Venant, the simple stresses: normal stress, bending, torsion and shear and compound stresses.
    Reticular structures. Structural safety. Critical load.

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