Politecnico di Torino
Politecnico di Torino
   
Login  
en
Politecnico di Torino
Anno Accademico 2009/10
02CFPFU
Scienza delle costruzioni II
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Civile - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Carpinteri Alberto ORARIO RICEVIMENTO PO ICAR/08 56 56 0 0 6
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/08 10 B - Caratterizzanti Ingegneria civile
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso ha lo scopo di completare e approfondire le nozioni di base impartite nel corso di Scienza delle Costruzioni. Si propone infatti di fornire allo Studente della Laurea Magistrale in Ingegneria Civile gli strumenti concettuali necessari per la modellazione avanzata del comportamento meccanico di materiali e strutture. L'accento è posto sulla dualità statico-cinematica, principio valido per tutti gli elementi strutturali (travi, archi, funi, lastre, gusci, membrane, solidi tridimensionali), che permette una diretta implementazione numerica tramite discretizzazione agli elementi finiti del dominio elastico. In questo contesto, viene inoltre introdotto il calcolo automatico per le varie tipologie di sistemi di travi (travature reticolari, telai piani, grigliati piani, telai spaziali).
Il corso ha lo scopo inoltre di presentare i fondamenti di tre importanti capitoli della Scienza delle Costruzioni: Dinamica delle Strutture, Instabilità dell'Equilibrio Elastico, Teoria della Plasticità. Mentre il primo è propedeutico agli sviluppi applicativi delle strutture in zona sismica, i restanti capitoli introducono agli aspetti essenziali di due diversi e rilevanti collassi strutturali globali e alla loro interazione.
Prerequisiti
Si richiede il superamento del corso di Scienza delle Costruzioni (01CFOEV).
Programma
Calendario del corso

(A) TELAI

1a settimana
- Introduzione al corso; Simmetria strutturale.
- Telai a nodi fissi.
- Telai a nodi fissi: Esercizi.
- Introduzione all'analisi agli elementi finiti su PC. Elemento trave sottile o spessa, primo esempio. (LAIB)

2a settimana
- Telai a nodi spostabili.
- Carichi termici e spostamenti imposti; Telai a maglie non ortogonali.
- Telai a nodi spostabili: Esercizi.
- Calcolo di travature reticolari e telai piani. (LAIB)

3a settimana
- Metodo degli spostamenti.
- Matrice di rigidezza della singola trave. Algoritmo di calcolo: rotazione, espansione, assemblaggio.
- Casi particolari: travature reticolari piane, telai piani a nodi fissi o a traversi rigidi, grigliati, telai o travature reticolari spaziali.
- Calcolo di telaio a traversi rigidi, telaio generico. Cenni sul calcolo di telai spaziali. (LAIB)

(B) LASTRE E GUSCI

4a settimana
- Travi rettilinee e curve: dualità statico-cinematica, equazione di Lamè.
- Lastre piane inflesse: dualità statico-cinematica, equazione di Lamè, condizioni al contorno, equazione di Sophie Germain.
- Metodo delle differenze finite.
- Calcolo di lastre piane rettangolari. (LAIB)

5a settimana
- Lastre di rivoluzione.
- Membrane e gusci sottili.
- Lastre circolari.
- Calcolo di lastra circolare e di cupola emisferica. (LAIB)

6a settimana
- Trave su suolo elastico.
- Lastre cilindriche: dualità statico-cinematica e condizioni di incastro al bordo.
- Serbatoio cilindrico in pressione.
- Calcolo di trave su suolo elastico e di serbatoio. (LAIB)

7a settimana
- Metodo degli elementi finiti: Principio di Minimo dell'Energia Potenziale Totale; Metodo di approssimazione di Ritz-Galerkin.
- Approccio basato sul Principio dei Lavori Virtuali, matrice di rigidezza locale, algoritmo di calcolo.
- Accertamento su telai e lastre. (LAIB)

(C) DINAMICA

8a settimana
- Oscillatore elastico lineare, oscillazioni libere; Rapporto di smorzamento e pulsazione smorzata.
- Sollecitazione armonica o periodica; Risonanza.
- Sollecitazione impulsiva o generica.
- Vibrazioni libere di una mensola (modello mono-, bi- e tri-dimensionale). (LAIB)

9a settimana
- Sistemi a due o più gradi di libertà; Rapporto di Rayleigh; Metodo di Stodola-Vianello.
- Dinamica delle strutture intelaiate.
- Oscillatore elastico non-lineare; Oscillatore elasto-plastico.
- Calcolo di strutture intelaiate; Analisi modale di telai piani (shear-type, generici) e spaziali. (LAIB)

10a settimana
- Dinamica dei solidi elastici; Metodo degli Elementi Finiti in regime dinamico.
- Analisi modale delle travi inflesse.
- Membrane e lastre vibranti.
- Calcolo di sistemi continui (arco, lastra circolare, cupola emisferica). (LAIB)

(D) ANALISI NON-LINEARE

11a settimana
- Instabilità dell'equilibrio elastico: sistemi discreti.
- Instabilità dell'equilibrio elastico: travi rettilinee ad elasticità diffusa.
- Instabilità dell'equilibrio elastico: sistemi di travi.
- Calcolo di un telaio piano a due campate diseguali e dodici piani. (LAIB)

12a settimana
- Anelli e gusci soggetti a pressione esterna; Instabilità flesso-torsionale.
- Lastre soggette a compressione.
- Calcolo di una lastra soggetta a compressione; calcolo di un guscio e fenomeno dello snap-through. (LAIB)

13a settimana
- Flessione elasto-plastica.
- Teoremi dell'analisi limite plastica.
- Analisi incrementale plastica dei sistemi di travi.
- Analisi incrementale plastica di una trave iperstatica; Analisi elasto-plastica di un telaio piano a due campate diseguali e dodici piani. (LAIB)

14a settimana
- Carichi proporzionali.
- Carichi non-proporzionali; Cenni su temi più avanzati.
- Carichi ciclici.
- Accertamento: analisi dinamiche e non-lineari. (LAIB)
Bibliografia
Testo adottato
' A. Carpinteri, 'Scienza delle Costruzioni', Volumi 1 e 2, Pitagora Ed., Bologna, 1992.

Testi di riferimento
' A. Carpinteri, 'Structural Mechanics: A Unified Approach', Chapman & Hall, London, 1997.
' A. Carpinteri, G. Lacidogna, C. Surace, 'Calcolo dei telai piani ' Esempi ed esercizi', Pitagora Ed., Bologna, 2002.
' A. Carpinteri, 'Calcolo Automatico delle Strutture', Pitagora Ed., Bologna, 1997.
' A. Carpinteri, 'Dinamica delle Strutture', Pitagora Ed., Bologna, 1998.
' A. Carpinteri, 'Analisi Non-lineare delle Strutture', Pitagora Ed., Bologna, 1997.
Verifica la disponibilita in biblioteca
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
L'esame è orale e verte sui quattro macro-argomenti trattati nel corso.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma provvisorio per l'A.A.2006/07
Indietro



© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
WCAG 2.0 (Level AA)
Contatti