L’insegnamento di Meccanica delle strutture rappresenta il primo momento formativo nell’ambito delle discipline strutturali applicate all’architettura e al design.
Durante il suo svolgimento sono forniti i concetti fondamentali sull’equilibrio, la resistenza, e la deformabilità delle strutture, necessari alla comprensione degli aspetti di base del progetto strutturale
Introducendo lo studente all’analisi delle strutture, l’insegnamento si prefigge i seguenti obiettivi formativi:
- primo obiettivo è lo sviluppo della capacità di modellare sistemi strutturali (funi, aste, travi singole, travature formate da più corpi) e di determinare le loro condizioni di equilibrio e di sollecitazione interna nel rispetto dei principi della statica del corpo rigido.
- secondo obiettivo è l’acquisizione di metodologie per descrivere il comportamento di sistemi elastici staticamente determinati includendo i metodi per il controllo di resistenza in relazione ai materiali adottati.
A conclusione del percorso formativo lo studente sarà in grado di:
- Definire le condizioni di vincolo affinché un sistema strutturale risulti labile, isostatico o iperstatico;
- Applicare i principi della statica del corpo rigido per il calcolo delle reazioni vincolari in sistemi piani staticamente determinati;
- Quantificare lo stato di sollecitazioni interna nei suddetti sistemi e rappresentarlo graficamente attraverso i diagrammi delle caratteristiche di sollecitazione;
- Determinare le proprietà geometriche delle superfici piane (baricentro, momenti statici, momenti di inerzia) che influenzano lo stato di tensione e di deformazione dei sistemi strutturali analizzati;
- Svolgere le procedure operative per la verifica di resistenza del materiale o per il progetto della sezione trasversale di elementi strutturali soggetti a presso-tensoflessione.
Il corso si svolge attraverso lezioni teoriche ed esercitazioni applicative, durante le quali sono anche richiamati significativi esempi strutturali tratti dall’architettura costruita e vengono utilizzati modelli in scala per simulare qualitativamente il comportamento di strutture reali.
La prima parte è dedicata allo studio dell’equilibrio dei sistemi rigidi e si articola nei seguenti punti:
a) introduzione al calcolo vettoriale, definizione dei concetti di vettore forza e di vettore momento e presentazione delle fondamentali operazioni di composizione e scomposizione di tali vettori;
b) descrizione dei gradi di libertà del punto e del corpo rigido libero (nello spazio e nel piano);
c) presentazione dei vincoli semplici, bilaterali, lisci e delle corrispondenti reazioni vincolari per il corpo rigido nel piano, svolgimento dell’analisi cinematica e dell’analisi statica per il corpo vincolato nel piano;
d) introduzione al modello monodimensionale della trave come corpo rigido, presentazione dei vincoli doppi e tripli, bilaterali e lisci, descrizione delle tipologie di carico riferite all’asse della trave e definizione del concetto di azione interna in termini di caratteristiche di sollecitazione;
e) presentazione delle tipologie di travature isostatiche piane (aperte e chiuse, senza e con sconnessioni) e sviluppo delle tecniche per lo studio delle loro condizioni di equilibrio e di sollecitazione interna;
f) presentazione dei vincoli monolaterali scabri e analisi dell’equilibrio di corpi rigidi al ribaltamento e allo scorrimento.
La seconda parte è dedicata allo studio della resistenza e della deformabilità della trave come sistema elastico e si articola nei seguenti punti:
a) introduzione al comportamento dei materiali nell’ipotesi di risposta elastica lineare (legge di Hooke-Bernoulli);
b) studio della trave elastica ad asse rettilineo soggetta a sola forza normale: descrizione dello stato di deformazione della linea d’asse (dilatazione lineare), determinazione dello stato di tensione interna sulla sezione trasversale e svolgimento delle verifiche di resistenza a trazione e compressione;
c) studio della trave elastica ad asse rettilineo soggetta a solo momento flettente: definizione delle caratteristiche geometriche fondamentali delle sezioni trasversali (baricentro, momento statico e momento d’inerzia), descrizione dello stato di deformazione della linea d’asse (curvatura flessionale), determinazione dello stato di tensione sulla sezione trasversale e svolgimento delle verifiche di resistenza a flessione;
d) studio della trave elastica ad asse rettilineo soggetta alla combinazione di forza normale e momento flettente (principio di sovrapposizione degli effetti), con relative verifiche di resistenza a presso-tensoflessione.
Belluzzi O., Scienza delle Costruzioni, vol. 1, Zanichelli, Bologna (vari anni di edizione).
Benvenuto E., La Scienza delle Costruzioni e il suo sviluppo storico, Sansoni, Firenze 1981; Roma 2006 (ristampa)
Campanella A., Introduzione alla meccanica delle strutture per il design, Aracne 2014
Foce F., Dispensa di cinematica e statica dei sistemi rigidi (scaricabile da Aulaweb)
Foce F., Dispensa di meccanica dei sistemi elastici (scaricabile da Aulaweb)
Hibbeler R.C, Structural Analysis, Pearson Prentice Hall, 2009 - ISBN 9780136020608
Hibbeler R.C, Mechanics of Materials, Pearson Prentice Hall, 2005 – ISBN 9780131913455
Nunziante L., Gambarotta L., Tralli A, Scienza delle costruzioni, McGraw-Hill Education, 2011 - ISBN 9788838666971
Pizzetti G., Zorgno Trisciuoglio A.M., Principi statici e forme strutturali, UTET, Torino 1980.
Ricevimento: L'orario di ricevimento studenti è indicato sulla pagina aulaweb dell’insegnamento
DANILA AITA (Presidente)
ALESSIO AGENO
FEDERICO FOCE (Presidente Supplente)
https://corsi.unige.it/9274/p/studenti-orario
L’esame consiste in una prova scritta sugli argomenti svolti a lezione
La prova scritta consente di accertare l’acquisizione delle conoscenze relative all’analisi cinematica, all’analisi statica, allo stato di sollecitazione interna e alla verifica di resistenza attraverso la risoluzione di significativi problemi applicativi che simulano reali casi strutturali.
