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Scienza delle costruzioni

01CFOMO

A.A. 2026/27

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/08 10 B - Caratterizzanti Ingegneria della sicurezza e protezione civile, ambientale e del territorio
2024/25
L’insegnamento si pone come una cerniera tra le materie di base (matematica, fisica e geometria) e le materie più applicative e progettuali dei semestri successivi. Nell’insegnamento vengono presentati quei principi teorici fondamentali che, ove correttamente acquisiti ed applicati, consentono di analizzare il comportamento meccanico dei solidi elastici ed in particolare dei sistemi di travi.
This course is offered to engineering students in the third year, after courses on Calculus, Physics and Analytic Geometry and before courses on Infrastructure Design. The basic concepts presented make it possible to develop all the necessary formulas in a rational and logical manner, and to clearly indicate the conditions under which they can be safely applied to the analysis and design of actual engineering structures with special focus on truss and beam systems.
Oltre a conoscere i concetti teorici elencati nel seguito, l’allievo dovrà essere in grado di applicarli nei problemi proposti. Conoscenze: Statica e cinematica dei corpi rigidi: equilibrio e congruenza. Caratteristiche di sollecitazione nei sistemi di travi isostatici. Analisi dello stato di tensione e di deformazione dei corpi deformabili. Criteri di rottura. Comportamento meccanico dei materiali: elasticità, duttilità, rottura, resistenza. Caratteristiche di sollecitazione nei sistemi di travi iperstatici. Stato tensionale per trazione, flessione, taglio e torsione. Abilità: Calcolare le reazioni vincolari in una struttura isostatica. Tracciare i diagrammi di sollecitazione in strutture isostatiche e la loro linea elastica. Operare sulle componenti di tensione e deformazione. Calcolare le tensioni nei sistemi di travi sulla base del principio di de Saint Venant. Applicare i criteri di resistenza per gli stati tensionali triassiali. Verificare un pilastro snello caricato di punta.
The student have to be able to determine the support reactions, tension, shear and bending diagrams and deflection curve for a statically determinate plane system of beams; to determine stress fields in a beam according to De Saint Venant's principle; to apply failure criteria in a triaxial state of stress; to verify a reinforced concrete beam under bending; to verify a slender column under compression.
L'allievo deve conoscere la teoria cinematica, statica e dinamica del punto materiale, le operazioni sui vettori (somma, moltiplicazione per uno scalare, prodotto scalare e prodotto vettoriale) e sulle matrici, gli argomenti di base di algebra lineare e geometria (analitica e differenziale). Per le funzioni di una variabile deve conoscere limiti, derivate, integrali, sviluppo in serie di Taylor e soluzione delle equazioni differenziali (anche di IV ordine) a coefficienti costanti. Per le funzioni di più variabili deve conoscere le regole di derivazione, integrazione e sviluppo in serie di Taylor.
The student have to know the kinematic, static and dynamic theory of the material point, vectorial operations (sum, scalar multiply, inner product, cross product), matrix operations, basic issues of linear algebra, analytic geometry, differential geometry. With reference to functions of one variable the students have to know the concept of limit, differentiation rules, integration rules, Taylor series and solution techniques of differential equations in case of constant coefficients. With reference to functions of several variables the students have to know differentiation rules, integration rules and Taylor series.
Introduzione all’insegnamento . Classificazione degli elementi strutturali in base al numero delle dimensioni prevalenti, introduzione alle varie tipologie strutturali, illustrazione delle sollecitazioni esterne che possono agire sulle strutture e le reazioni vincolari che ad esse si oppongono. Geometria delle aree: Leggi di trasformazione del vettore dei momenti statici e del tensore dei momenti di inerzia per rototraslazioni del sistema di riferimento; direzioni e momenti principali di inerzia; circoli di Mohr; simmetria assiale e polare. Cinematica e statica dei sistemi di corpi rigidi e dei sistemi di travi; concetto della dualità dal punto di vista algebrico e dal punto di vista grafico; proprietà dei vincoli. Metodi per la determinazione delle reazioni vincolari. Caratteristiche per la sollecitazione delle travi (equazioni indefinite di equilibrio). Tipi principali di sistemi isostatici nella pratica costruttiva: travi Gerber, travature reticolari, archi a tre cerniere. Analisi della deformazione, Analisi della tensione, circoli di Mohr e stato tensionale piano. Equazioni indefinite di equilibrio per il solido elastico tridimensionale (equazioni statiche) e confronto-correlazione tra queste e quelle che definiscono le deformazioni (equazioni cinematiche). Dualità statico-cinematica. Il Principio dei Lavori Virtuali per corpi deformabili. Elasticita’ lineare; potenziale elastico, teorema di Kirchhoff, modulo di Young e coefficiente di Poisson; problema elastico; equazione di Lame’; Teorema di Clapeyron; Teorema di Betti, isotropia, criteri di resistenza (Coulomb, Tresca e Von Mises). Solido di de Saint Venant: ipotesi di base, casi semplici e composti di sollecitazione (sforzo normale, flessione e pressoflessione retta e deviata, taglio retto e deviato, torsione), esempi di calcolo delle tensioni. Verifiche di resistenza; equazione differenziale della linea elastica. Il Principio dei Lavori Virtuali per il calcolo degli Spostamenti e il problema dei sistemi iperstatici di travi. Trattazione del fenomeno dell'instabilità.
The basic topics of geometry of areas and of kinematics and statics of rigid body systems The mechanics of linear elastic solids −beams, plates, and three-dimensional solids− examined using a matrix approach. The analysis of strain and stress around a material point. The linear elastic constitutive law, with related Clapeyron's and Betti's theorems. Kinematic, static, and constitutive equations. The implication of the principle of virtual work. The De Saint Venant’s problem. The theory of beam systems, statically determinate or indeterminate. Methods of forces and energy for the examination of indeterminate beam systems. Elastic buckling of columns (Euler’s formula). Reinforced concrete beams under bending.
L'insegnamento contempla lezioni teoriche (85%) e esercitazioni/laboratorio (15%). L'insegnamento prevede il tutoraggio che sarà in parte erogato anche in didattica attiva.
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L’insegnamento si svolge mediante lezioni frontali nelle quali vengono presentati gli argomenti in programma. Le esercitazioni in aula verteranno sui sistemi isostatici, cerchi di Mohr, geometria delle aree, solido di de Saint Venant e determinazione degli spostamenti elastici nelle strutture. Sono previste delle visite in laboratorio MastrLAB (in gruppi) per assistere a prove condotte da tecnici di laboratorio su materiali (prove su cubi e tondi, materiali innovativi o fibro-rinforzati) e strutture (prove dinamiche e di monitoraggio strutturale) in funzione delle attività sperimentali tenute dal Laboratorio nel periodo di visita. Sono previste delle esercitazioni/tutoraggio per il calcolo strutturale agli elementi finiti, mediante software Axis VM e analiticamente. Il tutoraggio è previsto in presenza ed include una parte di autovalutazione dell'apprendimento degli studenti.
Practical classes: Geometry of areas; Kinematics and statics of rigid body systems; Statically determinate beam systems; Thrust line; Beams subjected to combined uniform and non-uniform axial, flexure, shear, and torsional loads; Statically indeterminate beam systems; Determination of elastic displacements; Thermal loads and imposed displacements; Reinforced concrete beams under bending.
Testi di Riferimento: - Carpinteri, A. (1992) Scienza delle Costruzioni, Voll. 1 e 2, Pitagora, Bologna. Testi di Approfondimento: - Capurso, M. (1971) Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora, Bologna. - Corradi Dell’Acqua, L. (2010) Meccanica delle Strutture, Voll. 1, 2 e 3, Mc Graw-Hill, Milano. - Algostino, Faraggiana, Sassi Perino (2006) Scienza delle Costruzioni, Voll. 1 e 2, Città studi Ed. Testi di Esercizi - Viola, E. (1985) Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Voll.1 e 2, Pitagora, Bologna. - Beer, F.P., Johnston E.r. jr., DeWolf J.T., Mazurek, D.F. (2010) Meccanica dei solidi - Elementi di Scienza delle Costruzioni, McGraw-Hill. - Algostino, Faraggiana (2007) Esercizi di Scienza delle Costruzioni, Città studi Ed.
Texts: - Carpinteri, A. (1992) Scienza delle Costruzioni, Voll. 1 e 2, Pitagora, Bologna. - Carpinteri, A. (1997) Structural Mechanics: A Unified Approach, E. & F.N. Spon, London. - Carpinteri, A., Lacidogna, G., Paggi, M. (2009) Calcolo delle Strutture Isostatiche, Pitagora, Bologna. - Carpinteri, A., Lacidogna, G., Surace, C. (2002) Calcolo dei Telai Piani, Pitagora, Bologna. Readings: - Belluzzi, O. (1966) Scienza delle Costruzioni, Vol. 1, Zanichelli, Bologna. - Benvenuto, E. (1981) La Scienza delle Costruzioni ed il suo Sviluppo Storico, Sansoni, Firenze. - Bertero, M., Grasso, S. (1984) Esercizi di Scienza delle Costruzioni, Levrotto & Bella, Torino. - Capurso, M. (1971) Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora, Bologna. - Corradi Dell’Acqua, L. (2010) Meccanica delle Strutture, Voll. 1, 2 e 3, Mc Graw-Hill, Milano. - Timoshenko, S.P., Goodier, J.N. (1970) Theory of Elasticity, Mc Graw-Hill, Auckland. - Viola, E. (1985) Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Voll.1 e 2, Pitagora, Bologna.
Libro di testo; Libro di esercitazione; Esercizi; Esercizi risolti; Strumenti di auto-valutazione;
Text book; Practice book; Exercises; Exercise with solutions ; Self-assessment tools;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
... L’esame comprende una prova scritta (2,5 ore) ed una orale. La prova scritta si basa sulla soluzione di problemi simili a quelli trattati durante le esercitazioni atta alla valutazione delle competenze acquisite durante l'insegnamento. La prova orale (1 ora) si basa su due domande di teoria estratte da un elenco pre-definito, atta alla valutazione delle conoscenze acquisite durante l'insegnamento. Poiché l'interesse é rivolto a verificare l'abilità di applicare i concetti teorici a semplici problemi professionali, durante le prove scritte é consentito l’uso di formulari, appunti e libri esclusivamente cartacei. Al contrario, durante la prova orale, che intende verificare comprovate conoscenze teoriche, tale uso non é consentito. Nelle prove di esame non é consentito l'uso di dispositivi informatici (smartphone, tablet, pc, ecc …) ad esclusione della calcolatrice non programmabile. Il voto finale é la media dei voti ottenuti nelle due prove precedentemente descritte.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Compulsory oral exam;
L’esame comprende una prova scritta (2 ore) ed una orale. La prova scritta si basa sulla soluzione di problemi simili a quelli trattati durante le esercitazioni. I temi svolti delle passate sessioni d’esame sono disponibili attraverso il sito web del Corso. La prova scritta comprende la risoluzione di una struttura isostatica, la risoluzione di una struttura iperstatica, la determinazione degli assi principali di inerzia e delle tensioni nella sezione di un solido di De Saint Venant. La prova orale si basa su due/tre domande di teoria.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.
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