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01COINB

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Edile - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 50
Esercitazioni in aula 10
Tutoraggio 18
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Valente Silvio Professore Ordinario ICAR/08 50 0 0 0 9
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/08 6 B - Caratterizzanti Edilizia e ambiente
2018/19
In questo insegnamento lo studente dovra’ acquisire quelle conoscenze e quelle abilita’ che gli consentono di progettare ed analizzare strutture che basano la loro capacita’ portante sulla forma, quali archi, piastre, lastre, membrane, tensostrutture, volte a semplice ed a doppia curvatura. Inoltre dovra’ acquisire quei concetti di teoria della plasticita’ e di stabilita’ dell’equilibrio elastico indispensabili per operare con le moderne normative tecniche che sono tipo prestazionale, cioe’ privilegiano gli obiettivi rispetto alle prescrizioni.
The main objective of this course is to develop, in the engineering student, the ability to analyze and design structures basing their load carrying capacity on the form as arcs, plates, membranes, cable structures, shells with single and double curvatures. Furthermore the student have to know the basic concepts of theory of plasticity and of stability of elastic equilibrium which are necessary to design a structure by using modern code, having focuses on objectives rather than on prescriptions.
L’allievo dovra’ essere in grado di discutere, in modo quantitativo, i punti di forza e di debolezza delle soluzioni costruttive presentate. I codici di calcolo numerico che assistono lo studente nelle verifiche strutturali emettono messaggi di allerta e/o di errore. La corretta interpretazione di tali messaggi, le conseguenti modifiche al modello e la valutazione critica dei risultati finali costituiscono una abilita’ attesa dopo aver seguito questo insegnamento.
The student should learn how to discuss, in a rational and quantitative way, the points of strength and the points of weakness of the structural solutions presented. Moreover the numerical codes that assist the student during the structural analysis reports same warning or error messages. The right interpretation of the above mentioned messages, the following modifications to the model and the critical evaluation of the final results are the ability expected after this course.
Si ritiene che lo studente abbia gia’ acquisito, dal precedente insegnamento di Scienza delle Costruzioni, le conoscenze necessarie per analizzare lo stato di tensione e deformazione in un continuo tridimensionale e nel solido di Saint Venant. L’allievo deve inoltre conoscere i fondamenti della stabilita’ dell’equilibrio elastico. Si ritiene che lo studente abbia gia’ acquisito, dal precedente insegnamento di Analisi matematica II, le conoscenze e le abilita’ necessarie a calcolare integrali multipli, derivate parziale, sistemi lineari di due equazioni differenziali del primo ordine, massimi e minimi vincolati.
From previous course on Structural Mechanics the student should know how to analyze the strain and stress field in a 3D continuum and in the Saint Venant solid. The student should also know the basic concepts of stability of the elastic equilibrium. From previous course on Calculus II the student should know how to compute multidimensional integrals, partial derivatives, linear systems of two first order differential equations, constrained maximum and minimum points.
CALCOLO AUTOMATICO DEI TELAI PIANI (14ore): matrice di rigidezza della singola trave; rotazione, espansione ed assemblaggio della matrice precedente; condizioni vincolari; cenni sulle travature reticolari, sui grigliati piani e sui telai spaziali. Generalizzazione del metodo ai problemi geometricamente non lineari come le tenso-strutture e l’instabilita’ dell’equilibrio elastico. Il metodo iterativo di Newton-Raphson nel caso di una equazione non lineare in una sola incognita o di piu’ equazioni in piu’ incognite. LE STRUTTURE BIDIMENSIONALI PIANE (26 ore): il modello cinematico di lastra piana; il comportamento deformativo nel piano (membranale) e fuori piano (flessionale); le componenti membranali e flessionali degli sforzi generalizzati; le equazioni di equilibrio della piastra sottile, dove sono trascurabili le deformazioni di taglio (Kirchhoff); l’equazione di Sophie Germain-Lagrange; il problema della stabilita’ elastica delle lastre sottili. METODI APPROSSIMATI DI TIPO NUMERICO (10 ore): l’approccio agli spostamenti, applicato alle ipotesi cinematiche discusse in precedenza per le lastre e le piastre. TEORIA DELLA PLASTICITA’(10 ore): il comportamento elasto-plastico della sezione rettangolare inflessa; le tensioni residue allo scarico; l’estensione della zona plastica; l’analisi incrementale elasto-plastica; i teoremi dell’analisi limite. La transizione dalla plasticita’ alla frattura e le considerazioni di analisi dimensionale che la governano.
AUTOMATIC COMPUTATION OF BEAM SYSTEMS (14h): the stiffness matrix of a single beam in a plane; transformation, expansion and assembly of the previous matrix; boundary conditions; short account on truss systems, grids and full 3D frames. Generalization of the previous approach to geometrically non-linear problems like cable-structures and instability of elastic equilibrium. The Newton-Raphson iterative methods in the case of a single non linear equation in a single unknown and in the case of many equations in many unknowns. PLANE CONTINUUM STRUCTURES (26h): kinematics and statics of the membrane regime and of the flexural regime; equilibrium equations in the case of thin plates where the shearing deformation can be neglected (Kirchhoff); Sophie Germain-Lagrange equation; stability of the elastic equilibrium in case of a thin shell. NUMERICAL METHODS ACCORDING TO RITZ-GALERKIN (10h): the displacements approach applied to the kinematic hypotheses previously presented for membrane and plates. PLASTICITY THEORY (10h): elastoplastic flexural behaviour of a rectangular section; residual stresses after unloading; the extension of the plastic zone; incremental elastoplastic analysis; limit analysis theorems; the transition from plasticity to fracture and the related dimensional analysis.
Le esercitazioni di tipo numerico verranno eseguite nei Laboratori informatici di Ateneo (LAIB), dove sara’ disponibile la versione educativa di alcuni codice strutturali. Gli studenti potranno istallare tali codici anche sui loro PC portatili (MS-Windows).
The practical activity will be done at the Central Computational Laboratory (LAIB), where the educational version of structural codes will be available; Students can install the above mentioned codes also on their own laptop (MS-Windows).
Testi di riferimento A.Carpinteri: Scienza delle Costruzioni, Vol 1 e 2, Pitagora Editrice. L.R.Taylor:FEAP: A finite element analysys program,Univ.of California,Berkeley.U.S.A. Saranno inoltre rese disponibili, anche attraverso il portale per la didattica, dispense specifiche sugli argomenti trattati in aula. Testi consigliati per gli approfondimenti O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu: The finite element method: its basis and fundamentals, Elsevier. L.Corradi Dell’Acqua: Meccanica delle strutture, Vol 1,2 e 3,McGraw-Hill. L.Nunziante, L.Gambarotta, A.Tralli:Scienza delle costruzioni,McGraw-Hill.
Reference text A. Carpinteri, Scienza delle Costruzioni, Vol 1 e 2, Pitagora Editrice. L.R. Taylor, FEAP: A finite element analysys program, Univ. of California, Berkeley, U.S.A. Specific documents related to the subjects discussed in the classroom will be distributed also through the official website. Further readings O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu: The finite element method: its basis and fundamentals, Elsevier. L. Corradi Dell’Acqua: Meccanica delle strutture, Vol 1,2 e 3,McGraw-Hill. L. Nunziante, L. Gambarotta, A. Tralli, Scienza delle costruzioni, McGraw-Hill.
Modalità di esame: prova orale obbligatoria;
L’esame e’ di tipo orale. Lo studente ha a disposizione un formulario ed un elenco di domande di base, entrambi predefiniti ed illustrati durante le ore frontali in aula. Da tale elenco il primo esaminatore sceglie una prima domanda. Nella risposta il candidato puo’ attingere al formulario suddetto. La prova mira ad accertare la capacita’ di approfondire un argomento, con termini e metodi appropriati, applicandone i concetti anche in contesti diversi da quelli usati in aula. Il candidato deve esprimere, in forma scritta, i punti cruciali della sua risposta. Dopo aver visto l’esito della prima domanda, il secondo esaminatore formula una seconda domanda, che viene valutata allo stesso modo. Infine entrambi gli esaminatori concordano una terza domanda. Il voto finale viene formulato come media tra quelli proposti dai due esaminatori.
Exam: compulsory oral exam;
Exam is oral. The student can read a table of formula and a list of basic questions, both predefined and discussed in the classroom. From the above mentioned list the first examiner choose a first question. In his answer the student can read the previously mentioned table of formula. The main objective of the exam is the assessment of the ability to go into the question, by using appropriate words and methods, also in context not discussed in the classroom. The student have to write down the crucial points of his answer. After the first question, the second examiner choose a second question, which is evaluated similarly. At the end both examiner choose a third question. The final mark is computed as the mean value of the mark proposed by both examiner.


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