19088 - STRUTTURE E STATICA NELL'ARCHITETTURA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede i concetti fondamentali della meccanica strutturale, riferiti alle strutture isostatiche e con alcune applicazioni nel campo delle murature e delle coperture voltate. In particolare, lo studente è in grado di: - risolvere strutture piane isostatiche (comprese strutture reticolari); - calcolare le caratteristiche inerziali di figure piane.

Contenuti

Il Corso di Strutture e Statica nell'Architettura (8 CFU) è costituito da un unico modulo di 80 ore di didattica frontale.

1. Richiami di Meccanica Razionale e Analisi Matematica: a) teoria dei vettori: somma di vettori; prodotto scalare; prodotto vettoriale; prodotto misto; versori; proiezione di un vettore in una direzione; rappresentazione cartesiana dei vettori; componenti di un vettore; b) teoria dei vettori: momento di un vettore rispetto ad un polo; momento risultante di un sistema di vettori; legge di trasposizione dei momenti; risultante di un sistema di vettori; sistemi equivalenti di vettori; definizione di coppia; sistemi di vettori piani; poligono delle successive risultanti; sistemi piani di vettori paralleli: costruzioni grafiche.

2. Cinematica del corpo rigido: a) cinematica del punto materiale e ipotesi di piccoli spostamenti; b) gradi di vincolo e gradi di libertà di un punto materiale e di sistemi di punti materiali; c) vincolo di rigidità tra due punti materiali (nell'ipotesi di piccoli spostamenti); d) definizione di corpo rigido e gradi di libertà del corpo rigido; e) cinematica del corpo rigido nel campo dei piccoli spostamenti: centro di istantanea rotazione; f) corpo rigido piano: prestazioni cinematiche dei vincoli piani (carrello, pendolo, cerniera, doppio pendolo, incastro).

3. Analisi statica del corpo rigido: a) equazioni cardinali della statica; b) principio dei lavori virtuali per i corpi rigidi; c) corpo rigido piano: prestazioni statiche dei vincoli piani.

4. Analisi statico-cinematica della trave: a) definizione geometrica di solido monodimensionale; b) il problema del modello strutturale e della realtà fisica: definizione di schema strutturale; c) strutture isostatiche, iperstatiche e labili; d) le azioni esterne applicate alle strutture; e) il caso della trave piana vincolata (asse curvilineo o rettilineo); f) determinazione delle reazioni vincolari per una trave piana (vincolata) mediante le equazioni cardinali della statica e il P.L.V.; g) caratteristiche della sollecitazione interna per la trave (ed in particolare per il caso piano); h) equazioni indefinite di equilibrio per la trave piana (asse curvilineo o rettilineo); i) i vincoli interni nelle strutture piane costituite da sistemi di travi; l) le catene cinematiche per le strutture labili e loro proprietà; m) l'utilizzo delle equazioni ausiliarie per la determinazione delle reazioni vincolari in strutture costituite da più corpi rigidi tra loro vincolati; n) determinazione delle caratteristiche della sollecitazione interna nelle strutture isostatiche piane formate da sistemi di travi; o) curva delle pressioni; p) determinazione delle reazioni vincolari di una struttura isostatica piana mediante considerazioni grafiche.

5. Analisi statico-cinematica delle strutture reticolari piane: a) definizione di struttura reticolare piana; b) analisi cinematica delle strutture reticolari; c) analisi statica: metodo dei nodi e metodo delle sezioni di Ritter.

6. Geometria delle Aree: a) definizione di baricentro e sue proprietà; b) definizione dei momenti di primo (momento statico) e secondo ordine (momento d'inerzia, momento centrifugo, momento polare); c) raggi d'inerzia d) teorema del trasporto dei momenti del secondo ordine (teorema di Huygens); e) assi principali d'inerzia; f) circolo di Mohr g) ellisse di Culmann o centrale d'inerzia; f) definizione di centro relativo, rette coniugate, polarità di inerzia, relazione di coniugio, polare-antipolare, costruzioni grafiche, g) nocciolo centrale di inerzia: definizione e sue proprietà.

Testi/Bibliografia

• L. Boscotrecase, A. Di Tommaso, Statica Applicata alle Costruzioni, Patron Editore.
• APPUNTI DI LEZIONE
• P. Casini, M. Vasta, Scienza delle costruzioni, Terza Edizione, CittàStudiEdizioni, 2016 (euro 37,00).
• D. Bernardini, Introduzione alla meccanica delle strutture, teoria ed esercizi, CittàStudiEdizioni, 2012, ISBN:9788825173727.
• R. C. Hibbeler, Meccanica dei solidi e delle strutture, a cura di G. Ruta, M. De Angelis, Pearson Prentice Hall, 2010.
• E. Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, vol. 1, Pitagora Editrice.
• E. Guagenti, F. Buccino, E. Garavaglia, G. Novati, Statica: Fondamenti di Meccanica Strutturale, McGraw-Hill.
• D.L. Schodek, Strutture, Patron Editore.

Metodi didattici

Il corso si articola in lezioni frontali, esercitazioni guidate dal docente ed esercitazioni che lo studente svolge autonomamente (homeworks). Inoltre, tutte le settimane si effettuano esercitazioni guidate (supplementari) con il tutor.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale.

La prova scritta consiste nella risoluzione di 3 esercizi: il primo esercizio riguarda la risoluzione di una struttura isostatica con vincolo interno (peso 15/30), il secondo riguarda la risoluzione di un esercizio di geometria delle aree (peso 8/30) e il terzo riguarda la risoluzione di una struttura reticolare (peso 7/30). Durata 3 ore. Per la sufficienza è necessario eseguire correttamente l'esercizio 1 e 2. In particolare, è necessario eseguire correttamente il diagramma del momento e individuare il baricentro. Valutazione espressa in trentesimi, voto minimo 18/30, massimo 30/30.

Chi supera la prova scritta, può fare l'orale.

Se uno studente non è soddisfatto del voto ottenuto nella prova scritta, può rifare lo scritto. Alla fine si considera SOLO il voto dell'ultimo scritto (non il migliore scritto!).

La prova orale consiste in una domanda che riguarda TUTTI gli argomenti del corso (può riguardare argomenti del primo o del secondo modulo), e in una eventuale discussione degli HW. Il programma del corso si scarica dal sito. La valutazione della prova orale, se positiva, può portare ad un aumento di 3/4 punti massimo rispetto alla valutazione della prova scritta.

La prova orale solitamente è fissata una settimana circa dopo lo scritto negli appelli di Giugno, Luglio e Settembre 2022.

Negli appelli di Gennaio e Febbraio 2023, la mattina si fa lo scritto e il pomeriggio l’orale.

Le prove scritte verranno fissate a Giugno, Luglio, Settembre 2022, Gennaio e Febbraio 2023 e così via.

NOTA BENE 1: Lo scritto ‘scade' a Febbraio dell'anno accademico in corso. In questo caso Febbraio 2022. Se entro tale data non si è sostenuto l’orale, si è tenuti a rifare lo scritto.

NOTA BENE 2: Come da regolamento didattico, non è possibile sostenere Strutture e Statica nell’Architettura se non si è già sostenuto Matematica.

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MODALITA' D'ESAME

1. L'iscrizione agli esami (scritti e orali) e a alle prove parziali avviene tramite il sito https://almaesami.unibo.it [http://www.uniwex.unibo.it/] .

2. Tutte le date d'esame (Prove scritte e Prove orali) saranno pubblicate sul sito https://almaesami.unibo.it [http://www.uniwex.unibo.it/]

3. Per sostenere le prove è OBBLIGATORIO iscriversi on-line.

4. Nel caso in cui uno studente sia impossibilitato ad iscriversi on-line ad una prova d'esame (sia orale che scritta), DEVE contattare via e-mail il docente (cristina.gentilini@unibo.it [mailto:cristina.gentilini@unibo.it]) PRIMA della data di chiusura della lista.

5. Una volta che le liste sono CHIUSE non è più possibile iscriversi. Non saranno ammessi a nessuna prova studenti che non si sono preventivamente iscritti on-line.

6. I risultati delle prove scritte verranno pubblicati sul sito web https://almaesami.unibo.it [http://www.uniwex.unibo.it/] .

7. Durante le prove è assolutamente vietato l'uso di libri, manuali, appunti.

8. Durante le prove è assolutamente vietato l'uso di ogni dispositivo elettronico (palmari, telefoni cellulari ecc.), che devono essere SPENTI, pena il ritiro del compito.

9. Alla prova orale è necessario presentarsi con il programma del corso relativo all'a.a. in cui si è frequentato e con il presente foglio.

10. Si accede alla prova ORALE una volta superato lo SCRITTO.

11. E’ consigliabile sostenere la prova orale nella sessione in cui si è sostenuto lo scritto (esempio: ho sostenuto positivamente lo scritto a giugno, si consiglia vivamente di sostenere l'orale nell'appello di giugno o al massimo in quello di luglio). Ad ogni modo, lo scritto vale un anno accademico per cui c’è la possibilità di fare l’orale anche a settembre, fino a gennaio e febbraio dell’anno successivo.

Se uno studente risulta insufficiente all’orale, può rifare solamente l’orale mantenendo il voto dello scritto (per una volta).

Chi non sostiene l'orale nei tempi sopraindicati è TENUTO A RIFARE LO SCRITTO.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione (slide, appunti, video delle lezioni) verrà messo a disposizione dello studente sul sito virtuale.unibo.it utilizzando le credenziali di Ateneo.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristina Gentilini