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 fornire gli strumenti base della progettazione ed al fine di valutarne la sicurezza. I contenuti sono organizzati in tre parti, rispettivamente dedicate al comportamento meccanico dell’elemento strutturale, ai metodi di analisi delle strutture per il calcolo delle sollecitazioni e degli spostamenti, e ai fondamenti della meccanica dei solidi. 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.

Al termine del corso lo studente conoscerà le nozioni fondamentali sul comportamento meccanico delle strutture e dei materiali in termini di resistenza e deformabilità, nonché i concetti di base della sicurezza strutturale. 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, in funzione delle azioni previste. 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 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. Introduction (3 hours):
0.1 Introduction to the course, exams, teaching tools.
0. Introduzione e richiami (3 ore):
0.1 introduzione al corso, modalità di esame, strumenti didattici;
0.2 introduzione all’utilizzo di codici di calcolo strutturale.

1. Comportamento degli elementi strutturali (18 ore):
1.1 cinematica della trave, introduzione fenomenologica del legame costitutivo del concio di trave, proprietà geometriche della sezione;
1.2 linea elastica della trave inflessa, esempi e casi notevoli;
1.3 crisi per raggiungimento del limite di resistenza nelle sezioni;
1.4 crisi per instabilità dell’equilibrio elastico.

2. Metodi di analisi strutturale (18 ore):
2.1 metodo delle forze e metodo degli spostamenti;
2.2 esempi di calcolo di semplici strutture isostatiche e iperstatiche;
2.3 applicazione e utilizzo di codici di calcolo strutturale.

3. Elementi di meccanica del continuo (21 ore):
3.1 stato di deformazione, stato di tensione, legame costitutivo elastico lineare;
3.2 principi di sicurezza strutturale secondo il metodo semiprobabilistico agli Stati Limite;
3.3 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.

Il corso si svolge mediante lezioni frontali (in inglese) nelle quali vengono presentati tutti gli argomenti in programma e alle quali è raccomandata un’assidua frequenza. Lezioni pratiche sull’utilizzo di programmi di calcolo strutturale sono tenute presso i laib (14 ore).

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
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

L’esame è previsto in modalità orale. Il punteggio finale è assegnato per il 50% sulla base delle capacità di analisi di strutture (isostatiche ed iperstatiche), e per il 50% sulla base delle conoscenze teoriche acquisite.