Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprensione:
Il corso, che si configura quale prosecuzione del Corso di Scienza delle Costruzioni, ha l’obiettivo di approfondire le competenze strutturistiche di base degli allievi. In particolare, al termine del corso, lo studente avrà acquisito le basi teoriche e gli strumenti applicativi per l’analisi del comportamento statico di strutture contenenti elementi quali funi, archi, lastre piane e lastre curve.
Competenze:
Al termine del corso, l'allievo avrà acquisito la capacità di comprendere e valutare attraverso semplici modelli di calcolo il comportamento statico di elementi monodimensionali (cavi e archi) e bidimensionali (lastre) presenti in strutture architettonicamente rilevanti.
Capacità comunicative:
Al termine del corso, l’allievo dovrebbe aver acquisito una adeguata proprietà di linguaggio, per quanto attiene la terminologia tecnica specifica dell’insegnamento, ed essere in grado di presentare e discutere in maniera corretta ed efficace gli argomenti trattati.
Prerequisiti
Lo studente deve avere padronanza dei concetti di equilibrio delle forze e di comportamento meccanico di strutture semplici (reazioni vincolari, azioni interne, deformazione), già affrontati nel corso di Scienza delle Costruzioni.
Contenuti dell'insegnamento
1. Operazioni sulle forze nel piano
2. Equilibrio dei fili e delle funi
3. Equilibrio degli archi
4. Equilibrio delle lastre piane inflesse
5. Equilibrio delle lastre curve di rivoluzione
Programma esteso
Operazioni sulle forze nel piano.
Risultante di forze complanari concorrenti e di forze complanari qualsiasi. Il Teorema di Culmann. Il poligono funicolare per tre punti. La risultante di forze parallele. Risultante di forze ripartite e curva funicolare. L’equazione della funicolare di un dato carico. Esercizi.
Equilibrio dei fili e delle funi.
Generalità. Fondamenti di statica delle funi e delle tensostrutture. Caso delle funi molto tese. Caso delle funi poco tese. Cavi soggetti al peso proprio: configurazione paraboliche e catenaria. Esercizi e applicazioni a strutture reali.
Equilibrio degli archi.
Generalità. Gli archi isostatici: reazioni vincolari e caratteristiche di sollecitazione. L’arco a sbalzo. L’arco con una cerniera fissa ad un estremo e appoggiato all’altro. L’arco con tre cerniere. Archi circolari, parabolici e ribassati. Esercizi e applicazioni a strutture reali.
Equilibrio delle lastre piane inflesse o piastre.
Ipotesi di Sophie Germain-Lagrange, componenti di spostamento, di deformazione, di tensione, caratteristiche di sollecitazione, equazione della superficie elastica (o Germain-Lagrange), condizioni al contorno. Soluzione approssimata per le piastre di forma rettangolare. Esercizi.
Equilibrio delle lastre curve di rivoluzione o assialsimmetriche.
Fondamenti di statica delle lastre di rivoluzione, quali serbatoi e cupole. Definizione delle caratteristiche geometriche e di carico. Caratteristiche di sollecitazione nel regime membranale. Esercizi e applicazioni a strutture reali.
Bibliografia
- O.Belluzzi, “Scienza delle Costruzioni” Vol.I e Vol.III, Zanichelli Ed., Bologna, 1967.
- Al. Carpinteri, “Scienza delle Costruzioni” Vol.I e Vol.II, Pitagora Ed., Bologna, 1995.
- V. Di Berardino, “Esercizi di Scienza delle Costruzioni” Vol.I, Edizioni scientifiche Siderea, Roma, 1969.
- E. Viola, “Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni” Vol.I, Pitagora Ed., Bologna, 1985.
- E. Giangreco, “Teoria e Tecnica delle Costruzioni” Vol.III, Liguori Ed., Napoli, 1985.
- P. Pozzati, “Teoria e Tecnica delle Strutture” Vol.II, UTET, Torino, 1993.
- Frei Otto, Bodo Rasch “Finding Form: Towards an Architecture of the Minimal”, Axel Menges, 1996.
Il materiale utilizzato in aula è disponibile nel sito Elly di ateneo.
Metodi didattici
Il corso si compone di lezioni teoriche ed esercitazioni applicative. Per ogni argomento trattato, le esercitazioni vengono programmate in modo che lo studente possa assumere dimestichezza con le soluzioni dei problemi formulati precedentemente in forma teorica.
Le lezioni teoriche vengono condotte in parte avvalendosi della proiezione di slides e in parte alla lavagna.
Per ogni argomento teorico, le esercitazioni applicative vengono condotte secondo due modalità:
- inizialmente, avvalendosi della proiezione di slides per spiegare la procedura di risoluzione;
- successivamente, gli studenti risolvono alcuni esercizi in Aula, e segue una discussione collettiva sulle problematiche riscontrate.
Modalità verifica apprendimento
Il giudizio dell’apprendimento dello studente è formulato sulla base di una prova orale finale.
La prova finale risulta pesata come segue:
- 70% applicazione della teoria agli esercizi (competenze) (21/30);
- 20% domande teoriche (conoscenze) (6/30);
- 10% chiarezza di esposizione (capacità comunicativa) (3/30).
Altre informazioni
La frequenza al corso è vivamente consigliata.
