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Risorsa bibliografica obbligatoria |
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Risorsa bibliografica facoltativa |
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Anno Accademico
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2016/2017
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Scuola
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Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni |
Insegnamento
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099984 - MATEMATICA E MECCANICA DEI SOLIDI
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Docente |
Casolo Siro
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Vianello Maurizio Stefano
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Cfu |
8.00
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Tipo insegnamento
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Corso Integrato
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Corso di Studi |
Codice Piano di Studio preventivamente approvato |
Da (compreso) |
A (escluso) |
Nome Sezione |
Insegnamento |
Arc - Urb - Cost (Mag.)(ord. 270) - MI (1018) ARCHITETTURA - PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA | ACP | A | M | A1 | 099984 - MATEMATICA E MECCANICA DEI SOLIDI | ASI | A | M | A2 | 099984 - MATEMATICA E MECCANICA DEI SOLIDI |
Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi |
Il corso fornisce gli strumenti matematici necessari e introduce i fondamenti della meccanica dei solidi linearmente elastici.
Matematica:
Vettori e tensori. Diadi e componenti. Simmetria e antisimmetria. Traccia e determinante. Autovalori e autovettori. Invarianti principali. Equazione caratteristica. Diagonalizzazione di un tensore simmetrico. Campi scalari, vettoriali e tensoriali. Differenziale e gradiente. Divergenza. Derivate parziali. Integrali doppi e tripli e integrali di superficie. Momenti d'inerzia per regioni piane. Teorema della media e teorema della divergenza. Deformazioni infinitesime. Tensore di deformazione infinitesima. Allungamenti e scorrimenti.
Meccanica dei Solidi:
Introduzione di "azzeramento" sugli argomenti relativi alle travi isostatiche. Equilibrio del punto, azioni interne nelle strutture reticolari isostatiche, azioni interne N,T,M nelle strutture isostatiche inflesse. Deformate qualitative di travature semplici isostatiche e iperstatiche.
- Cinematica del solido deformabile: funzione di deformazione X, gradiente di deformazione F=grad(X), funzione di spostamento u, gradiente di spostamento H=grad(u), tensore di deformazione infinitesima E=sym(H). - Analisi della tensione nel solido di Cauchy. Tensione di Cauchy t(P,n); Teorema di Cauchy t(P,n)=T(P)n; simmetria T=Tt. Stati di sforzo biassiale; analisi della tensione con il cerchio di Mohr. Applicazione del cerchio di Mohr al caso tridimensionale; arbelo di Mohr. - Introduzione di criteri di resistenza per i materiali solidi fragili, duttili e compositi con attrito interno. Criterio di resistenza di Galilei Rankine; di Tresca; di Mohr-Coulomb. Esempi, nel campo dell'ingegneria delle costruzioni civili, di valutazione della sicurezza nei materiali applicando il cerchio di Mohr per quanto riguarda i criteri di resistenza di Galilei-Rankine, Tresca, Coulomb. - Equazione di campo per la statica del solido di Cauchy: div(T)+b=0 - Definizione di lavoro esterno Le e lavoro interno Li. Energia di deformazione per una molla linearmente elastica. - Comportamento elastico del solido deformabile in accordo con la legge di Hooke macroscopica. Legame costitutivo tridimensionale T=CE. Cenni sul materiale iperelastico per cui l'energia di deformazione risulta U=0.5CE*E.Simmetrie minori e maggiore nel tensore di elasticità. Legame elastico lineare per il solido omogeneo e isotropo: equazione di Lamé. - Definizione del problema elastico. Risoluzione del problema elastico nel caso della trave a sola deformabilità flessionale: linea elastica. Calcolo di travature iperstatiche con il metodo delle forze e con il metodo degli spostamenti. - Analisi e discussione sulla risposta statica e deformativa di travi isostatiche ed iperstatiche soggette a differenti situazioni di vincolo. Ripercussioni dal punto di vista della pratica progettuale. - Calcolo del carico critico di Eulero per il caso della trave incernierata. Discussione sugli effetti dell'instabilità flessionale nelle travature soggette a carico di punta. - Cenni di dinamica delle costruzioni. Modellazione shear-type: esempio di calcolo del periodo proprio di un telaio sdof. Cenni sulla risposta sismica degli edifici e nozioni di base di progettazione antisismica. - Metodo semi-inverso per la soluzione del problema elastico. Esercitazione sul tema della trave di De-Saint Venant per il caso di azione assiale semplice, per la flessione semplice e deviata, per il caso presso-inflesso. Analisi dello stato di sforzo assiale in una trave di sezione rettangolare soggetta a compressione eccentrica. - Teoria tecnica della trave soggetta a torsione uniforme. Condizioni di equilibrio che portano alla formulazione dell'analogia idrodinamica per la distribuzione delle componenti dello sforzo tangenziale. Formula di Bredt per la sezione chiusa in parete sottile. Teoria tecnica del taglio. Formula di Jourawsky. - Il caso dell'nstabilità dell'equilibrio per l'asta compressa sottoposta al carico critico euleriano.
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Note Sulla Modalità di valutazione |
Una o due verifiche in itinere scritte, con possibilità di esonero dalla prova scritta finale.
Appelli d'esame con parte scritta contenente esercizi e domande di teoria. Orale a discrezione del docente o su richiesta dello studente.
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Dispense preparate dal docente Note:Dispense pubblicate sul sistema Beep, secondo istruzioni comunicate all'inizio del corso.
Robert A. Adams, Luigi Quartapelle, Calcolo differenziale 2. Funzioni di più variabili, Editore: CEA, Anno edizione: 2007, ISBN: 884081390X
L. Nunziante, L. Gambarotta, A. Tralli, Scienza delle costruzioni, Editore: MCGraw-Hill, ISBN: 9788838666971
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Nessun software richiesto |
Tipo Forma Didattica
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Ore didattiche |
lezione
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30.0
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esercitazione
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20.0
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laboratorio informatico
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0.0
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laboratorio sperimentale
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0.0
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progetto
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0.0
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laboratorio di progetto
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0.0
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Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione |
Insegnamento erogato in lingua

Italiano
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Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
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Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
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