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Anno Accademico 2007/08
01CFOGQ
Scienza delle costruzioni
Corso di Laurea in Ingegneria Civile - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Chiaia Bernardino ORARIO RICEVIMENTO PO ICAR/08 0 0 0 40 18
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/08 10 B - Caratterizzanti Ingegneria civile
Obiettivi dell'insegnamento

Scopi


L'obiettivo del Corso di Scienza delle Costruzioni Ŕ quello di fornire all'allievo quei principi fondamentali che, ove
correttamente acquisiti ed applicati, consentono di analizzare il comportamento statico delle strutture civili.
Si esaminano innanzitutto i principi della Statica, con riferimento alla cinematica ed al calcolo delle reazioni vincolari,
e quindi si introducono le caratteristiche della sollecitazione nelle travi.
Successivamente si introduce la meccanica dei mezzi continui, con particolare riferimento al comportamento elastico lineare,
e si introducono le soluzioni di Saint Venant per il calcolo degli sforzi interni nelle travi.
Infine, si approfondiscono le problematiche legate alle strutture iperstatiche, e si forniscono brevi cenni sul collasso delle strutture
per instabilitÓ o raggiungimento della resistenza limite.
Il Corso si sviluppa sotto una luce unitaria, basata sulla compresenza degli aspetti statici e di quelli cinematici e sul legame interno
rappresentato dall'energia di deformazione elastica accumulata nelle strutture.
Prerequisiti

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:




La comprensione dei contenuti del corso di Scienza delle Costruzioni richiede inoltre la conoscenza degli argomenti dei corsi di Matematica I,
Matematica II e Meccanica Razionale.


Programma


  • Sistemi di travi isostatici: richiami di statica; vincoli piani; maldisposizione dei vincoli; studio algebrico della cinematica;
    studio grafico dei sistemi ad un grado di labilitÓ (catene cinematiche); studio algebrico della statica; dualitÓ statico-cinematica;
    determinazione delle reazioni vincolari con le equazioni ausiliarie, con il Principio dei Lavori Virtuali e con il metodo grafico;
    curva delle pressioni; caratteristiche interne della sollecitazione; equazioni indefinite di equilibrio per le travi; archi a tre cerniere;
    strutture chiuse; travature reticolari, travi Gerber.

  • Il solido deformabile: tensore delle deformazioni; dilatazioni e scorrimenti; proiezioni del vettore spostamento;
    legge di trasformazione del tensore delle deformazioni per rotazioni del sistema di riferimento; direzioni principali di deformazione;
    dilatazione volumetrica; vettore tensione; tensore degli sforzi; proiezioni del vettore tensione;
    legge di trasformazione del tensore degli sforzi per rotazioni del sistema di riferimento; direzioni principali di tensione;
    tensori idrostatico e deviatorico; circoli di Mohr, stato tensionale piano. Equazioni indefinite di equilibrio; equazioni di equivalenza al contorno;
    formulazione matriciale e dualitÓ statico-cinematica; Principio dei Lavori Virtuali applicato al solido deformabile.

  • Legge costruttivitÓ elasitica: elasticitÓ lineare; potenziale elastico, teorema di Kirchhoff,
    modulo di Young e coefficiente di Poisson; problema elastico; equazione di Lam' in forma operatoriale; Teorema di Clapeyron;
    Teorema di Betti, isotropia.

  • Criteri di resistenza: Coulomb, Tresca e Von Mises.

  • Geometria delle aree: leggi di trasformazione del vettore dei momenti statici e del tensore dei momenti di inerzia per
    roto-traslazioni del sistema di riferimento; direzioni e momenti principali di inerzia; circoli di Mohr; simmetria assiale e polare.

  • Solido di Saint Venant: ipotesi fondamentali; sforzo normale; flessione retta; sforzo normale eccentrico; flessione deviata;
    nocciolo centrale di inerzia; ortogonalitÓ energetica; torsione (sezioni circolari sezioni sottili aperte e chiuse); taglio (centro di taglio,
    trattazione semplificata di Jourawsky, sezione rettangolare, scorrimento medio, sezioni sottili); verifiche di resistenza;
    equazione differenziale della linea elastica.

  • Risoluzione di strutture iperstatiche mediante il principio dei lavori virtuali: metodo di integrazione di Simpson,
    determinazione degli spostamenti di strutture isostatiche; risoluzione delle strutture iperstatiche, effetti delle distorsioni (termiche)
    e degli spostamenti imposti; le travi continue.

  • InstabilitÓ dell'equilibrio elastico: trave rettilinea ad elasticitÓ diffusa, con varie condizioni di vincolo.


Bibliografia

Testi consigliati dal docente responsabile del corso:



  • Alberto Carpinteri, Scienza delle costruzioni 1, Bologna, Pitagora Editrice, 1992.

  • Alberto Carpinteri, Scienza delle costruzioni 2, Bologna, Pitagora Editrice, 1992.




Sono disponibili le seguenti dispense in formato PDF:





╚ disponibile il seguente materiale didattico di supporto (teoria ed esercitazioni) in formato PDF:






Videocorso utilizzato: Scienza delle Costruzioni



  • Prof. Chiaia Bernardino, Politecnico di Torino

  • Prof. Ferro Giuseppe, Politecnico di Torino

  • Prof. Cornetti Pietro, Politecnico di Torino


Il videocorso Ŕ disponibile in formato DiVX (50 lezioni - 10 DiVX).



  • [1.] La scienza delle costruzioni: scopi e applicazioni

  • [2.] Cinematica e statica del corpo rigido

  • [3.] Cinematica e statica della trave

  • [4.] Cinematica e statica della trave piana

  • [5.] Cinematica e statica dei sistemi rigidi di travi

  • [6.] Studio grafico della cinematica dei sistemi labili

  • [7.] Studio grafico della statica dei sistemi di travi

  • [8.] Equazioni indefinite di equilibrio per le travi

  • [9.] Diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione

  • [10.] La curva delle pressioni

  • [11.] Analisi statica di travi e telai

  • [12.] Strutture isostatiche: archi a tre cerniere

  • [13.] Strutture isostatiche: travi ad asse rettilineo

  • [14.] Strutture a maglie chiuse

  • [15.] Le strutture reticolari

  • [16.] Strutture isostatiche: considerazioni finali

  • [17.] Analisi della deformazione (prima parte)

  • [18.] Analisi della deformazione (seconda parte)

  • [19.] Analisi della tensione (prima parte)

  • [20.] Analisi della tensione (seconda parte)

  • [21.] Analisi della tensione (terza parte)

  • [22.] Meccanica del continuo: epilogo

  • [23.] La teoria dell'elasticitÓ (prima parte)

  • [24.] La teoria dell'elasticitÓ (seconda parte)

  • [25.] La teoria dell'elasticitÓ (terza parte)

  • [26.] Criteri di resistenza

  • [27.] Verifiche di resistenza

  • [28.] Solido di Saint Venant: ipotesi e sforzo normale

  • [29.] Solido di Saint Venant: flessione

  • [30.] Solido di Saint Venant: sforzo normale eccentrico

  • [31.] Sforzo normale eccentrico: applicazioni

  • [32.] Solido di Saint Venant: torsione

  • [33.] Torsione nelle travi di sezione sottile

  • [34.] Solido di Saint Venant: taglio retto

  • [35.] Solido di Saint Venant: taglio nelle sezioni sottili e taglio deviato

  • [36.] Travi rettilinee: problema elastico lineare

  • [37.] Equazione della linea elastica

  • [38.] Calcolo di spostamenti (prima parte)

  • [39.] Calcolo di spostamenti (seconda parte)

  • [40.] Il principio dei lavori virtuali per le travi

  • [41.] Calcolo spostamenti tramite P.L.V.

  • [42.] Il metodo delle forze (prima parte)

  • [43.] Il metodo delle forze (seconda parte)

  • [44.] Cedimenti vincolari e distorsioni termiche

  • [45.] Telai a nodi fissi

  • [46.] Il metodo misto

  • [47.] Telai a nodi mobili

  • [48.] Il metodo degli spostamenti

  • [49.] Cenni sugli elementi finiti per l'analisi strutturale

  • [50.] InstabilitÓ dell'equilibrio elastico




Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame

L'esame consisterÓ in una prova scritta di 3 ore, in cui verrÓ richiesta la soluzione di uno o pi¨ esercizi e
la stesura di un tema di argomento teorico. SarÓ possibile utilizzare formulari e calcolatrice ma non sarÓ permessa la
consultazione di libri di testo, dispense, esercitazioni o appunti.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
MATERIALI PUBBLICI

Programma definitivo per l'A.A.2011/12
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