SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1 (TEORIA)
INTRODUZIONE AL CORSO DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1 (MECCANICA DELLE STRUTTURE)
Il corso prevede innanzi tutto alcune lezioni introduttive, nelle quali si richiamano alcuni concetti di “Meccanica delle strutture”, utili e propedeutici per capire ed acquisire le nozioni di "Scienza delle Costruzioni".
La meccanica delle strutture si basa a sua volta sulla "Meccanica razionale"(o analitica), la quale studia le leggi meccaniche in una struttura teorica, omogenea e coerente, facendo capo ad un ristretto numero di postulati generali o principi.
Questi richiami non verranno riportati nel presente contesto, tuttavia se ne fornisce un brevissimo elenco:
1) CONCETTO DI STRUTTURA LABILE, ISOSTATICA E IPERSTATICA IN BASE AI GRADI DI LIBERTA'.
Il grado di libertà di una struttura è il numero di coordinate indipendenti necessarie per individuare la posizione di un sistema fisico nello spazio. Per una struttura nel piano il massimo grado di libertà è pari a tre. Ogni vincolo diminuisce il grado di libertà di un sistema meccanico.
2) RISOLUZIONE DI STRUTTURE ISOSTATICHE.
Cioè determinazione delle reazioni vincolari tramite il metodo statico.
Un vincolo limita le possibilità di moto di un sistema meccanico, e questo si traduce in una limitazione dei suoi gradi di libertà. L’azione del vincolo si manifesta attraverso forze dette “reazioni vincolari”, che variano in funzione delle forze applicate e delle condizioni di moto.
3) RICHIAMI ALLO STUDIO DI DEFORMAZIONE DI UN CORPO.
Si analizzano i seguenti argomenti: equazioni di deformazione, tensore delle deformazioni, misure di deformazione (coefficiente di dilatazione lineare, angolare, superficiale e cubica), deformazioni infinitesime, congruenza della deformazione.
Per deformazione si intende il cambiamento di forma di un corpo provocato nella maggior parte dei casi (ma non in tutti) dall’azione di forze.
La deformazione può essere elastica o permanente. Nel primo caso, essa si annulla al cessare della causa che l’ha prodotta, nel secondo essa permane.
4) RICHIAMI ALLA TENSIONE.
La lezione comprende i seguenti argomenti: premessa generale, vettore tensione, equazioni indefinite di equilibrio.
La tensione è una forza riferita all’unità di superficie, che si induce in un punto di un solido sollecitato da carichi esterni.
Preso in considerazione un punto qualunque di un solido sollecitato (come ad esempio una trave), la tensione (p) in esso può sempre scomporsi secondo una terna di assi ortogonali fra loro (x,y,z), ottenendo le componenti px, py e pz.
Se il solido (come accade alle travi) ha una dimensione prevalente sulle altre due e si assume l’asse x sia parallelo all’asse del solido, gli assi y e z giacciono nel piano di una sezione trasversale. In questo caso la componente px è la componente assiale della tensione. Essa agisce normalmente alla sezione, si indica con il simbolo σ e prende il nome di tensione normale.
Le componenti py e pz agiscono invece nel piano della sezione, come la loro risultante. Essa si indica con il simbolo τ e prende il nome di tensione tangenziale.
Quando la tensione agente su un solido ha solo la componente normale σ (cioè il solido è soggetto solo a sollecitazioni di trazione, compressione e flessione semplice), la deformazione che ne deriva è longitudinale. Se invece la tensione agente su un solido ammette solo la componente tangenziale τ (cioè il solido è soggetto solo a sollecitazioni di taglio o di torsione), la deformazione che ne deriva è di scorrimento.
Più complesso è il caso in cui la tensione ha entrambe le componenti (normale e tangenziale), e bisogna allora far riferimento al concetto di tensioni principali ideali.
5) PRINCIPIO DEI LAVORI VIRTUALI.
6) EQUAZIONI COSTITUTIVE, ISOTROPIA, IL PROBLEMA ELASTICO E LE SUE EQUAZIONI.
Si ricorda che un corpo si dice "isotropo" rispetto a un determinato fenomeno se presenta proprietà uguali in tutte le direzioni. L'opposto di isotropo è "anisotropo".
7) ALGEBRA TENSORIALE e GEOMETRIA DELLE MASSE (in particolare i momenti statici e d’inerzia, e tutti i concetti e le relazioni principali relativi alla POLARITA’ D’INERZIA).
Ricordiamo che il "momento di inerzia" è un concetto studiato anche nei corsi di fisica.
Per un punto materiale di massa M, il momento d’inerzia rispetto a un asse è la quantità Mr2, dove r è la distanza del punto dall’asse. Il momento d’inerzia del corpo rispetto a un asse parallelo al primo è calcolabile con il teorema di Huygens-Steiner.
ELENCO E ANTEPRIMA DELLE LEZIONI/ APPUNTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1
COME SCARICARE GLI APPUNTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1
ALTRI APPUNTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI
