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Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[51027] - SCIENZA DELLE COSTRUZIONI IISTRUCTURAL ENGINEERING 2
Fabrizio DAVI'
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM02] INGEGNERIA CIVILE Master Degree (2 years) - [IM02] INGEGNERIA CIVILE
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ICAR/08 - SCIENZA DELLE COSTRUZIONI

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Nessuno

None


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di Teoria: 56 ore
Esercizi: 16 ore

Lessons: 56 h
Exercises: 16 h


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Il corso consente di fornire la capacità di progettazione e analisi di complessi sistemi strutturali, anche costituiti da materiali innovativi. Le capacità di modellare, rappresentare, analizzare i sistemi complessi di opere per l’ingegneria civile sono a tal fine sviluppate finalizzandole alla progettazione ed alla effettiva realizzazione. A tal fine lo studente deve in primo luogo approfondire le sue conoscenze che derivano dal corso di studio triennale in ingegneria civile ambientale con specifico riferimento alla Scienza delle Costruzioni. Nello specifico il corso fornisce dei cenni sia sugli aspetti matematici del metodo delle deformazioni, che sulla dinamica dei sistemi discreti e continui, con particolare riferimento a modelli di travi e piastre. Fornisce altresì cenni sulla stabilità delle strutture e quegli elementi di calcolo a rottura ed analisi limite delle strutture intelaiate piane necessari alle verifiche agli Stati Limite Ultimi ai sensi delle NTC2008.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Le conoscenze e le capacità tecniche ed analitiche richieste vengono acquisite dagli studenti attraverso lezioni frontali comprensive di esercitazioni in aula. Le conoscenze acquisite permetteranno, integrate da quelle fornite nei corsi progettuali, di affrontare in modo autonomo l’ideazione e la redazione di un progetto strutturale nel settore dell’Ingegneria Civile ai sensi delle vigenti normative e con la capacità di selezionare in modo autonomo le procedure ed i metodi di calcolo, sia di tipo sintetico che numerico.


Competenze trasversali.

Le conoscenze introdotte e i problemi discussi costituiscono strumenti avanzati a supporto della progettazione di ogni sistema strutturale, indispensabili per interpretare, analizzare, modellare e risolvere problemi di grande complessità associati al calcolo strutturale.


Knowledge and Understanding.

The course intends to provide the bases to the design and analysis of complex structural systems, made of traditional or innovative construction materials. The modeling, representation and analysis skills for civil engineering complex structures are developed aiming at the real design and effective realization of the structure. For this purpose the student must examine in depth all the subject matters coming from the first three years of Civil and Enviromental Engineering with particular attention to the course of Scienza delle Costruzioni. The main topics of the course are: mathematical aspects of the deformation method; discrete and continuous systems (beams and plates) dynamics; the stability of structures; limit analysis of two-dimensional framed structures, referring to NTC2008.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

The required knowledge and the technical and analytical skills will be acquired through frontal lectures and class exercises. These abilities, integrated and supported by other structural design courses, will allow the autonomous conception and realization of civil engineering structural designs, taking into account the current code of practice and the most suitable synthetic and numerical methods of analysis.


Transversal Skills.

The presented theory and the discussed problems represent advanced theoretical tools in the design of any structural system. These concepts are essential in order to interpret, analyze, model and solve more complex problems related to structural analysis.



PROGRAMMA PROGRAM

Lezioni di teoria: Richiami di teoria dell'elasticitá lineare. Relazioni Costitutive: simmetrie materiali e tensore di elasticitá; materiali anisotropi. Il problema elastico di trazione, posizione e misto. Metodi energetici e formulazione variazionale: principi di minimo e principi misti (Hu-Washizu ed Hellinger-Reissner-Prager).
Richiami di dinamica. L'oscillatore semplice. Oscillazioni libere e forzate. Risonanza. Sistemi ad n gradi di libertà. Problemi di autovalori. Il quoziente di Rayleight e la costruzione di spettri approssimati. Cenni alla dinamica sismica.
La trave come continuo tridimensionale anisotropo con vincoli interni: il modello di trave di Kirchhoff. Deduzione delle equazioni di campo e delle condizioni al contorno per via variazionale. Confronto tra i modelli. Cenni al metodo di riscalamento.
La piastra come continuo tridimensionale anisotropo con vincoli interni: il modello di Kirchhoff per materiali anisotropi. Deduzione delle equazioni di campo e delle condizioni al contorno per via variazionale. Confronto tra i modelli: le equazioni delle piastre ortotrope. Cenni al metodo di riscalamento.
Dinamica; Propagazione ondosa in continui tridimensionali: il tensore acustico. Dinamica di fili, travi membrane e piastre: soluzioni a variabili separabili ed in forma di onda. Problemi di autovalori e soluzioni in forma debole.
Stabilità. Formulazione energetica e problemi di autovalori
Plasticità: nozione di superficie di snervamento. I criteri di Tresca, Huber-Von Mises ed Hill. Materiali elasto-plastici perfetti ed incrudenti. Travi elasto-plastiche. Caratteristiche di sollecitazione ultime e nozione di cerniera plastica. Elementi di calcolo a rottura ed analisi limite delle strutture. Il teorema statico ed il teorema cinematico.
Esercizi: Determinazione delle frequenze proprie e del carico di collasso per strutture intelaiate piane.

Lessons: Linear elasticity. Constitutive relations: material symmetries and the elasticity tensor; anisotropic materials. The elastic problems of position, traction and mixed. Energetical methods and variational formulation: minimum and mixed principles (Hu-Washizu and Hellinger-Reissner-Prager). The Saint-Venant for anisotropic solids with the Voigt's and Clebsch's hypotheses.
Plates: the Kirchhoff and Reissner-Mindlin models for anisotropic materials.
Dynamics; progressive plane waves and the acoustical tensor. Rods and plates dynamics: wave solutions and separable solutions: eigenvalue problems. Stability.
Theory of plasticity and limit analysis for plane structures.
Exercises: Estimates for the natural frequencies and ultimate load for plane trusses.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

L'esame consiste di una prova scritta ed un colloquio orale.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Nella prova scritta si valuta la capacità a risolvere il problema della determinazione del carico di collasso per una struttura iperstatica piana, la capacità di analizzare la gerarchia delle resistenze per una struttura iperstatica piana e la capacità di eseguire una analisi dinamica esatta o approssimata per una struttura piana. Nella prova orale si valuta la capacità di risolvere problemi di natura teorica od applicativa a partire dalle equazioni della meccanica dei corpi deformabili. Si potranno anche richiedere dimostrazioni di teoremi o deduzioni di equazioni, privilegiando l’aspetto del ragionamento su quello mnemonico.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Nella prova scritta si verifica l’attinenza dello svolgimento con la soluzione del problema: nella prova orale si verificano il grado di comprensione della materia e la capacità di sviluppare soluzioni a problemi partendo dalle nozioni impartite. Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode


Criteri di attribuzione del voto finale.

Per la prova scritta la valutazione è eseguita assegnando a ciascun esercizio un voto parziale il cui totale forma il voto finale della prova. Il voto assegnato a ciascun esercizio è noto ed indicato sul testo della prova. In sede di prova orale lo studente può accettare il voto della prova scritta o richiedere lo svolgimento della prova orale, nel qual caso voto viene attribuito tenendo conto sia del risultato della prova scritta (50% della valutazione complessiva) che della conoscenza degli argomenti richiesti, della comprensione dei medesimi mediante esempi applicativi, della proprietà di linguaggio e della chiarezza espositiva


Learning Evaluation Methods.

The final test consists of a written test and an oral colloquia.


Learning Evaluation Criteria.

The written test assesses the ability to find the collapse load for a statically-undetermined plane truss, the ability to analyze in terms of capacity design the same structure and the ability to perform a exact or approximated dynamic analysis of a plane structure. The oral test must verify the ability to solve problems of a theoretical or applicative nature by starting from the equations of mechanics of deformable bodies. It could also require proofs of theorems or deductions of equations, focusing more on the deductive aspects rather than on mnemonic.


Learning Measurement Criteria.

In the written test the relevance of the obtained results with the solution is checked; in the oral test both the knowledge of the topics and the capability to develop solutions to proposed problem are checked. An evaluation in #/30 with a possible "Cum Laude" will be done.


Final Mark Allocation Criteria.

For the written exam the valuation is performed by assigning to each partial exercise a rating: the sum of these ratings is the final grade of the test. The maximum rating assigned to each exercise is known in advance and shown on the text. In the oral examination, the student can take for granted the result of written test or require an oral examination, in which case the vote is given taking into account the results of the written test (50% of overall assessment) and taking into account the topics knowledge, the capability to apply these knowledges to solve examples and the smartness and neatness of language.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

F. Davì - Note di Scienza delle Costruzioni 2 (https://learn.univpm.it).
M.E. Gurtin - An introduction to Continuum Mechanics, Academic Press, 1981.
M.E. Gurtin - The Linear Theory of Elasticity, in Mechanics of Solids, vol. II, Springer Verlag, 1984.
S.P. Timoshenko, S.Woinowsky-Krieger-Theory of Plates and Shells , McGraw-Hill, 1982.
S.P. Timoshenko, D.H. Young, W. Weaver Jr.- Vibrations problems in engineering, John Wiley & Sons, 1974.
A.E.H. Love - A treatise on the mathematical theory of elasticity, Dover, 1944.
E. Benvenuto - La Scienza delle Costruzioni nel suo sviluppo storico, Sansoni, 1981.
C. Massonet, M. Save - Calcolo Plastico a Rottura delle Costruzioni, Maggioli Editore, 2008.
R. Baldacci, G. Ceradini ed E. Giangreco - Dinamica e Stabilità, CISIA 1974.

F. Davì - Note di Scienza delle Costruzioni 2 (https://learn.univpm.it).
M.E. Gurtin - An introduction to Continuum Mechanics, Academic Press, 1981.
M.E. Gurtin - The Linear Theory of Elasticity, in Mechanics of Solids, vol. II, Springer Verlag, 1984.
S.P. Timoshenko, S.Woinowsky-Krieger-Theory of Plates and Shells , McGraw-Hill, 1982.
S.P. Timoshenko, D.H. Young, W. Weaver Jr.- Vibrations problems in engineering, John Wiley & Sons, 1974.
A.E.H. Love - A treatise on the mathematical theory of elasticity, Dover, 1944.
E. Benvenuto - La Scienza delle Costruzioni nel suo sviluppo storico, Sansoni, 1981.
C. Massonet, M. Save - Calcolo Plastico a Rottura delle Costruzioni, Maggioli Editore, 2008.
R. Baldacci, G. Ceradini ed E. Giangreco - Dinamica e Stabilità, CISIA 1974.


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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2019-2020
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2019-2020

 


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