30979 - STATICA T

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire gli elementi di meccanica dei solidi utili alla determinazione dello stato tensionale e deformativo di travi soggette alle principali caratteristiche della sollecitazione: sforzo assiale, momento flettente e torcente, taglio. Fornire le conoscenze di base delle proprietà meccaniche dei materiali, dei metodi sperimentali e delle procedure per il controllo di qualità. Mettere gli allievi in condizione di risolvere strutture iperstatiche e di eseguire verifiche di sicurezza.

Contenuti

PREREQUISITI

L'allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare i contenuti degli insegnamenti impartiti nel primo anno di corso, con particolare riferimento all'Analisi matematica e alla Fisica.

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

PROGRAMMA

STATICA E CINEMATICA DEI SISTEMI RIGIDI

Il problema di progetto e verifica delle strutture. Modello delle azioni esterne: composizione e decomposizione di sistemi piani di forze. Modello geometrico: la trave e i vincoli. Proprietà statiche e cinematiche dei vincoli. Problemi statico e cinematico del corpo rigido e dei sistemi rigidi. Equazioni cardinali della statica, metodo grafico e metodo analitico per la determinazione delle reazioni vincolari. Cinematica dei sistemi rigidi. Principio dei Lavori Virtuali per sistemi rigidi. Metodo delle catene cinematiche. Caratteristiche della sollecitazione nelle travi. Equazioni indefinite di equilibrio per le travi ad asse rettilineo. Linea delle pressioni. Travi Gerber. Travature reticolari piane: risoluzione attraverso i metodi dell'equilibrio dei nodi e delle sezioni di Ritter. Applicazione alla risoluzione delle strutture isostatiche.

GEOMETRIA DELLE AREE

Studio delle proprietà geometriche e inerziali delle figure piane. Baricentro, momenti statici e momenti del secondo ordine. Assi e momenti principali d'inerzia. Formule di trasporto e di rotazione dei momenti del secondo ordine. Costruzione grafica di Mohr per i momenti del secondo ordine. Ellisse centrale d'inerzia. Polarità e antipolarità rispetto all’ellisse centrale di inerzia. Assi coniugati. Nocciolo centrale d’inerzia. Applicazione allo studio delle proprietà geometriche e inerziali delle sezioni di elementi strutturali.

ELEMENTI DI MECCANICA DEI SOLIDI

Tensioni nei solidi. Forze esterne. Componenti di tensione. Tensore di tensione. Principio di reciprocità. Equazioni indefinite di equilibrio.

Deformazioni nei solidi. Componenti di deformazione. Tensore di deformazione.

Variazione delle componenti di tensione e di deformazione per rotazioni del sistema di riferimento. Componenti principali e direzioni principali di tensione. Componenti principali e direzioni principali di deformazione. Stati particolari di tensione. Stati particolari di deformazione. Dilatazione cubica. Rappresentazione grafica di Mohr per le tensioni.

Lavoro di deformazione ed energia elastica. Energia dissipata.

Elasticità. Elasticità lineare. Relazioni tra tensioni e deformazioni per i materiali isotropi. Definizione e significato fisico delle costanti elastiche. Leggi di Hooke. Distorsioni, stato naturale, energia vincolata e autotensioni. Casi particolari di anisotropia: materiali ortotropi e trasversalmente isotropi.

MECCANICA DEI MATERIALI E SPERIMENTAZIONE

Modelli di comportamento dei materiali: elasticità, elasticità lineare, plasticità, incrudimento, duttilità e fragilità, viscosità, rilassamento.

Comportamento meccanico, legami costitutivi, meccanismi di crisi di acciaio e calcestruzzo. Murature, pietre naturali, legno: cenni.

Sperimentazione dei materiali: procedure sperimentali per l’esecuzione di prove meccaniche e la determinazione delle costanti elastiche.

Testi/Bibliografia

Libri di testo

· PASCALE, Lezioni di scienza delle costruzioni, Voll. 1 e 2, Esculapio - Progetto Leonardo, Bologna.

· VIOLA, Esercitazioni di scienza delle costruzioni, Voll. 1 e 2, Pitagora, Bologna.

· PASCALE, Scienza delle costruzioni: esercizi d'esame svolti, Esculapio - Progetto Leonardo, Bologna.

Altri testi di riferimento

· BEER, JOHNSTON, Scienza delle costruzioni, Mc Graw Hill, Milano.

· DI TOMMASO, Fondamenti di scienza delle costruzioni, Patron, Bologna.

· CARPINTERI, Scienza delle costruzioni, Pitagora, Bologna (con esercizi).

· BELLUZZI, Scienza delle costruzioni, Zanichelli, Bologna.

Metodi didattici

Prevalentemente lezioni ed esercitazioni in aula, con impiego di lavagna tradizionale. Alcune presentazioni mediante slides per la parte di meccanica dei solidi. Una esercitazione pratica in laboratorio per la parte di meccanica dei materiali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Per ogni appello l’esame si svolge in un’unica seduta e comprende lo svolgimento in forma scritta di un esercizio (soluzione di una struttura o verifica di resistenza) e domande su ogni parte della teoria e delle relative applicazioni, come da programma.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giovanni Pascale

Consulta il sito web di Barbara Bonfiglioli