OBIETTIVI FORMATIVI

Il modulo di Dinamica delle strutture I tratta sistemi a un grado di libertà (vibrazioni libere e forzate, risposta in termini di variabili di stato, analisi in frequenza, azione di vento e i sisma, spettro di risposta), sistemi a N gradi di libertà (vibrazioni libere e forzate, forzante sismica), sistemi continui (vibrazioni libere non smorzate, problemi agli autovalori)

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso fornisce fondamenti teorici di base e riferimenti tecnici per l'analisi dinamica di strutture soggette a forzanti considerate come azioni deterministiche. Gli studenti saranno in grado di studiare la risposta dinamica di sistemi strutturali semplici in relazione alle principali azioni dinamiche ambientali (vento e sisma). Viene privilegiato l'approccio tramite sistemi discreti, non dimenticando di fornire le basi per l'analisi dinamica di semplici strutture (stringhe e travi) trattate come sistemi continui.

Il corso intende inoltre fornire un primo approccio all'analisi dinamica sperimentale con un Laboratorio Didattico di "Analisi Modale Sperimentale", introdotto a partire dal 2016. In questo modo risulta possibile una ricaduta sull'apprendimento degli studenti in termini di: (a) esperienza con modelli fisici di strutture per una più profonda comprensione degli schemi strutturali; (b) confronto fra previsione numerica e valutazione sperimentale con sensibilizzazione rispetto ai limiti delle idealizzazioni introdotte nella modellazione; (c) introduzione al mondo delle misure elettriche di trasduzione, sempre più diffuso per la crescente esigenza di monitoraggio di strutture e infrastrutture.

Tutti gli esempi e le elaborazioni verranno svolte in ambiente Matlab, con la possibilità di una applicazione diretta di tutte le formulazioni descritte durante il corso.

MODALITA' DIDATTICHE

Le lezioni sono svolte sia utilizzando  la lavagna (tradizionale o su supporto multimediale nel caso di teledidattica) sia con l’ausilio di videoproiettore. Il docente mette a disposizione il materiale didattico e la traccia delle lezioni su Aulaweb indicando anche possibili libri a complemento delle lezioni. Alle lezioni di teoria si affianca lo svolgimento di esempi applicativi rappresentativi di casi reali. Una parte rilevante della parte finale corso (circa 10 ore) è dedicata al Laboratorio di Analisi Modale Sperimentale in cui gli studenti, divisi in piccoli gruppi, costruiscono e strumentano una semplice struttura svolgendo in prima persona l'esercitazione pratica (non soltanto assistendo a essa). In questo modo è possibile mettere in pratica la gran parte delle nozioni imparate durante il corso, al contempo sperimentando le difficoltà insite in una prova pratica sperimentale.  

PROGRAMMA/CONTENUTO

Sistemi discreti a un grado di libertà
Vibrazioni libere, Vibrazioni forzate, Cenni su "Damping in Buildings", Integrazione numerica, Analisi in frequenza (forza armonica semplice,  forza periodica e aperiodica), note sui modelli reologici, Trasformata di Fourier discreta, 
Spettro di Risposta e spettro di Risposta Sismico
Sistemi discreti a N gradi di libertà
Struttura delle equazioni del moto, Esempi reali, Vibrazioni libere non smorzate, Condensazione statica dei gradi di libertà, Codice Matlab per l'analisi modale di strutture piane (formulazione matriciale del metodo degli spostamenti), 
Vibrazioni forzate non smorzate, Vibrazioni forzate smorzate, Strutture classicamente smorzate - Analisi in frequenza, Troncamento modale, Analisi sismica, Introduzione ai sistemi di controllo, Cenni su analisi modale complessa
Laboratorio di Analisi Modale Sperimentale
Costruzione di un telaio in scala e sua modellazione numerica, progetto della prova, misura delle vibrazioni, analisi modale sperimentale e confronto con le previsioni di modello. 
Introduzione alla Dinamica dei Sistemi continui
Equazioni del moto, proprietà degli operatori (approccio differenziale), Vibrazioni libere non smorzate, Vibrazioni forzate, Esempi di applicazione

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti del corso (AulaWeb)

Muscolino, G. (2012). Dinamica delle strutture con fondamenti ed applicazioni di ingegneria sismica e dinamica aleatoria, Pitagora 

Inman, D.J. (2014). Engineering Vibrations, 4th Ed., Pearson