corso elementi strutturali A

ELEMENTI STRUTTURALI A
Per allievi in Ingegneria Civile e Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio

Scopo del corso.

Lo studente acquisisce la capacita' di calcolare lo stato di sforzo e di deformazione in strutture iperstatiche semplici.

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Testi consigliati.

O. Belluzzi: "Scienza delle costruzioni" Volumi I e II, Zanichelli.
C. Comi, L. Corradi Dell'Acqua: "Introduzione alla meccanica strutturale" Seconda edizione, McGraw-Hill.
A. Migliacci: "L'architettura dell'equilibrio e della deformazione" Volumi I e II, CEA.
F.P. Beer, E. Russel Johnston Jr., J.T. DeWolf: "Meccanica dei solidi. Elementi di scienza delle costruzioni" Terza edizione, McGraw-Hill.
E. Benvenuto: "La scienza delle costruzioni e il suo sviluppo storico", Edizioni di Storia e Letteratura.
F. Genna, A. Franchi: "Lezioni di scienza delle costruzioni", Esculapio.

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Programma del corso.

Prolusione e concetti di base
La sicurezza strutturale; richiamo di "Fondamenti di Statica" (equazioni cardinali della statica, analisi cinematica di sistemi di travi, azioni interne in elementi di trave, geometria delle masse); introduzione dei concetti di legame costitutivo e congruenza; l'ipotesi di piccoli spostamenti; costruzioni, strutture ed elementi strutturali; lo sforzo nei continui di Cauchy; le variabili generalizzate di sforzo negli elementi strutturali; il postulato di de Saint-Venant; il principio di sovrapposizione degli effetti.

Classificazione degli elementi strutturali
Le strutture lineari tese e compresse (funi e archi); travi; elementi bidimensionali piani (lastre e piastre); volte e gusci; membrane; sistemi di elementi strutturali.

Le azioni applicate alle costruzioni
Considerazioni generali e definizioni; carichi ripartiti; carichi concentrati; l'effetto della temperatura; cedimenti vincolari e difetti di montaggio.

I materiali e il loro utilizzo nelle strutture
Considerazioni generali; resistenza; elasticita'; plasticita'; viscosita'; il concetto di legame costitutivo; il legame elastico lineare isotropo.

Analisi dello stato di sforzo e di deformazione in elementi di trave: azione assiale
La deformazione e la rigidezza assiale; analisi di sistemi iperstatici di travi soggetti a sola azione assiale.

Analisi dello stato di sforzo e di deformazione in elementi di trave: flessione
Il piano e l'asse di sollecitazione; il piano di inflessione; l'ipotesi di Bernoulli-Navier; flessione retta; la curvatura e la rigidezza flessionale; i moduli di resistenza; flessione deviata.

Flessione composta con azione assiale
Il centro di sollecitazione; il nocciolo centrale d'inerzia; applicazioni: archi in materiale non resistente a trazione e analisi dell'interazione tra plinto di fondazione e terreno.

Analisi dello stato di sforzo e di deformazione in elementi di trave: torsione
Problematiche connesse alla forma della sezione (sezioni compatte e sezioni in parete sottile aperte o chiuse); soluzione esatta per sezioni di forma circolare e circolare cava; l'angolo unitario di torsione e la rigidezza torsionale; torsione in elementi di trave non assialsimmetrici: l'ingobbamento.

Analisi dello stato di sforzo e di deformazione in elementi di trave: taglio
Lo scorrimento medio: il fattore di taglio, l'area di taglio e la rigidezza tangenziale; la teoria approssimata di Jourawsky; il centro di taglio.

La sicurezza strutturale e la verifica di resistenza
Cenni storici; il ruolo della duttilita'; procedura deterministica e procedura probabilistica; i criteri di resistenza.

Il metodo della linea elastica
L'equazione della linea elastica alle derivate seconde per il calcolo di spostamenti e incognite iperstatiche in elementi di trave inflessi.

Analisi strutturale
I vincoli elastici e il loro ruolo nell'analisi strutturale; il metodo delle forze per l'analisi di strutture iperstatiche; travi continue; l'equazione dei tre momenti; travi Gerber; telai piani e spaziali; telai a nodi fissi e a nodi mobili.

Stabilita' dell'equilibrio elastico
Definizione del problema e rilassamento dell'ipotesi di piccoli spostamenti; l'asta di Eulero; la luce di libera inflessione e la snellezza; verifica di elementi di trave compressi; la formula di Newmark; carico critico di strutture costituite da aste rigide e vincoli elastici.

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Programma in lingua inglese.

Classification of structural elements. Loads applied to structures. Structural materials. Stress and strain in beam elements: tension and compression, bending, torsion, and shear. Displacement computation in beams under bending. Statics of simple statically indeterminate structures. Criteria for evaluating structural safety. Stability of equilibrium.

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