Il corso si propone di fornire allo studente le nozioni e gli strumenti per interpretare e comprendere il comportamento meccanico delle strutture, allo scopo di valutarne la sicurezza. I contenuti sono organizzati in quattro parti, rispettivamente dedicate ai principi della sicurezza strutturale, al comportamento elastico, all’analisi strutturale, alla resistenza e alla stabilità delle strutture.
L’analisi strutturale è affrontata mediante l’uso di un codice di calcolo professionale di cui vengono illustrati i principi di funzionamento e di applicazione. I principi di resistenza e stabilità sono applicati alla verifica della sicurezza di elementi in conglomerato cementizio armato.

Al termine del corso lo studente conoscerà le nozioni fondamentali sul comportamento meccanico delle strutture e dei materiali in termini di resistenza e deformabilità, i concetti di base della sicurezza strutturale, i fondamenti della tecnica delle costruzioni in conglomerato cementizio armato. Lo studente sarà in grado di comprendere i modelli interpretativi più semplici per la determinazione della risposta strutturale, individuando i parametri geometrici e meccanici da utilizzare, e valutando le azioni da considerare. Inoltre, lo studente potrà comprendere e valutare criticamente i risultati dei calcoli eseguiti, anche ottenuti tramite il calcolatore.
Lo studente avrà la capacità di schematizzare e risolvere una struttura piana intelaiata impiegando un codice di calcolo professionale e di provvedere i risultati in termini di sollecitazioni e spostamenti dei punti della struttura. Inoltre, saprà eseguire le verifiche di sicurezza delle sezioni e di stabilità delle membrature.

Nel corso si fa ampio uso di concetti e metodi matematici. È richiesta la conoscenza dell’analisi matematica (concetti di funzione, derivata, integrale, equazione differenziale, vettori e matrici). È inoltre indispensabile la familiarità con il concetto di equilibrio dei sistemi di forze e la capacità di calcolare le reazioni vincolari e di tracciare i diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione nelle travature piane isostatiche.

0. Introduzione e richiami (3 ore):
a. Introduzione al corso, modalità di esame, strumenti didattici;
b. Richiami di statica, caratteristiche della sollecitazione in tre dimensioni.
1. Principi di sicurezza strutturale secondo il metodo semiprobabilistico agli Stati Limite (6 ore).
2. Comportamento elastico delle strutture e degli elementi strutturali (30 ore):
a. Cinematica della trave. Introduzione fenomenologica del legame costitutivo del concio di trave;
b. La linea elastica della trave inflessa, equazioni differenziali del II e del IV ordine, esempi e casi notevoli;
c. Calcolo degli spostamenti elastici nelle strutture;
d. Elementi di meccanica del continuo: stato di deformazione, stato di tensione, legame costitutivo elastico lineare;
e. Nozioni di geometria delle aree;
f. Il solido di de Saint-Venant: ipotesi di base, casi semplici e composti di sollecitazione (sforzo normale, flessione e pressoflessione retta e deviata, taglio, torsione); esempi di calcolo delle tensioni.
3. Metodi di analisi strutturale (18 ore):
a. Metodo delle forze e metodo degli spostamenti;
b. Esempi di calcolo di semplici strutture iperstatiche;
c. Metodo degli spostamenti applicato ai sistemi di travi;
d. Applicazione e utilizzo di codici di calcolo strutturale.
4. Resistenza e stabilità delle strutture (9 ore):
a. Resistenza ultima della sezione. Cenni sulla capacità portante di una struttura.
b. Instabilità dell’equilibrio.
5. Fondamenti di calcolo delle strutture in conglomerato cementizio armato (14 ore).

Il corso prevede l’utilizzo di un server web 2.0 per il miglioramento dello studio a casa, sul quale sono disponibili: applicazioni interattive e test periodici di autovalutazione, un social forum per l’interazione tra gli studenti e con i coadiutori ed i docenti, ed attività collaborative tipo wiki.

Il materiale proiettato a lezione è disponibile sul portale della didattica.

Testi di riferimento:
A. Carpinteri, Scienza delle costruzioni, Vol. 1, 2a ed., Pitagora Editrice, Bologna, 1995, ISBN 88-371-0529-0
A. Carpinteri, Scienza delle costruzioni, Vol. 2, 2a ed., Pitagora Editrice, Bologna, 1993, ISBN 88-371-0560-6
E. Cosenza, G. Manfredi, M. Pecce, Strutture in Cemento Armato, Hoepli, 2013, ISBN 978-88-203-3929-6

Testi complementari:
F.P. Beer, E.R. Johnston, J.T. DeWolf, Meccanica dei solidi – Elementi di scienza delle costruzioni, 2a ed., McGraw-Hill, Milano, 2002, ISBN 88-386-6045-X
M. Salvadori, R. Heller, Le strutture in architettura, 2a ed., Etas, Milano, 1991, ISBN 8845305023

Testi di esercizi:
M. Bertero, S. Grasso, Complementi ed esercizi di scienza delle costruzioni, Levrotto & Bella, Torino, 1984, ISBN 8882180484
E. Viola, Esercitazioni di scienza delle costruzioni, Pitagora Editrice, Bologna, 1985-1994

Test a risposta multipla da svolgersi presso il Laib, con accertamento delle conoscenze, della comprensione degli argomenti, e delle abilità sopra descritte. Eventuale un colloquio 
orale facoltativo, riservato a chi abbia conseguito un voto del test almeno pari a 25/30.