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SCIENZA DELLE COSTRUZIONI
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il Corso di Statica, articolato in attività formative e lavoro autonomo dello studente, persegue i seguenti obiettivi:
- obiettivi formativi qualificanti: conoscenze di base sugli aspetti teorico-scientifici oltre che metodologico-operativi della Statica per comprendere il comportamento statico delle strutture nell’ambito del progetto di architettura;
- obiettivi formativi specifici: conoscenza dei problemi di concezione strutturale connessi con la progettazione degli edifici (Art. 2 Regolamento didattico).
Prerequisiti
Conoscenze acquisite nel Corso di “Istituzioni di Matematica” (propedeutico): algebra elementare, calcolo differenziale e integrale, studio delle funzioni. Conoscenze di base di geometria, trigonometria e algebra matriciale.
Metodi didattici
TIPOLOGIA DELLE ATTIVITÀ FORMATIVE
Lezioni frontali (ore/anno in aula): 36
Esercitazioni svolte dal Docente (ore/anno in aula): 24
Calendario delle attività formative
Settimane 1-4: Argomenti teorici
Settimana 5: Esercitazioni
Settimana 6: Argomenti teorici
Settimana 7: Esercitazioni
Settimana 8: Argomenti teorici
Settimana 9: Esercitazioni
Settimana 10: Argomenti teorici
Settimana 11: Esercitazioni
LAVORO AUTONOMO DELLO STUDENTE
Il lavoro autonomo dello studente consisterà nelle seguenti attività (90 ore):
-studio e approfondimento sui libri di testo degli argomenti di carattere teorico e applicativo trattati durante le ore di didattica frontale e le esercitazioni in aula;
-svolgimento di esercitazioni riguardanti sistemi di travi isostatici, travature reticolari isostatiche e geometria delle aree;
-svolgimento delle esercitazioni assegnate dal Docente e obbligatorie per l’ammissione all’esame di profitto.
Verifica Apprendimento
L’apprendimento verrà verificato in una fase intermedia e finale.
La verifica intermedia consisterà in:
-esercitazioni da svolgere a casa, obbligatorie per l’ammissione alla fase di verifica finale; le esercitazioni potranno essere consegnate solo dagli studenti che avranno raggiunto una frequenza non inferiore al 70% (Art. 14 del Regolamento Didattico);
-una prova scritta intermedia finalizzata a verificare la capacità dello studente di risolvere sistemi articolati di travi isostatici (reazioni vincolari e diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione) e travature reticolari isostatiche nonché di determinare le principali proprietà geometriche di una figura piana (baricentro, momenti del secondo ordine, ellisse centrale d’inerzia e nocciolo centrale d’inerzia); la prova scritta intermedia potrà essere sostenuta solo dagli studenti che avranno raggiunto una frequenza non inferiore al 70%.
Modalità di svolgimento dell’esame: Teoria/Pratica
L’esame di profitto (verifica finale) consisterà in una prova scritta e una prova orale.
La prova scritta consiste in 2 esercizi, da risolvere nel tempo complessivo di 3 ore, e ha come obiettivo la verifica della capacità dello studente di risolvere sistemi articolati di travi isostatici (reazioni vincolari e diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione) e travature reticolari isostatiche, nonché di determinare le principali proprietà geometriche di una figura piana (baricentro, momenti di inerzia, ellisse centrale d’inerzia e nocciolo centrale d’inerzia).
La prova orale ha come obiettivo la discussione delle metodologie applicate per la risoluzione dei problemi assegnati nella prova scritta, nonché la verifica della conoscenza degli argomenti teorici trattati nel Corso (cfr. programma del Corso).
La prova scritta e il colloquio orale si terranno nello stesso appello, salvo avviso contrario. In caso di esito positivo della prova scritta intermedia, l’esame di profitto consisterà nella sola prova orale.
La votazione, espressa in trentesimi, verrà assegnata tenendo conto delle esercitazioni svolte a casa (verifica intermedia), degli esiti della prova scritta e della prova orale, valutate sulla base del livello di raggiungimento dei risultati attesi secondo gli indicatori di Dublino.
Criteri di valutazione:
30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;
Insufficiente: il candidato non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
Testi
Teoria:
- Paolo Casini, Marcello Vasta, Scienza delle Costruzioni. Quarta edizione. Città Studi, Novara, 2019.
- Elisa Guagenti, Fernanda Buccino, Elsa Garavaglia, Giorgio Novati, Statica. Fondamenti di meccanica strutturale, Terza Edizione, McGraw-Hill, Milano, 2009.
- Giuseppe Muscolino, Giovanni Falsone, Introduzione alla Scienza delle Costruzioni. Statica e cinematica delle travi. Pitagora Editrice, Bologna, 1991.
Applicazioni:
- Erasmo Viola, Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni. Vol. 1: Strutture Isostatiche e Geometria delle Masse. Terza edizione, Esculapio, 2023.
- Sitografia di riferimento: esercizi svolti, pagina personale docente.
Contenuti
1_DESCRIZIONE
Il Corso di Statica si propone di fornire allo studente le conoscenze teoriche e gli strumenti analitici necessari per comprendere il comportamento statico delle strutture.
Il Corso affronta lo studio della Statica e Cinematica del corpo rigido, e l’analisi di sistemi di travi piane, idealizzati come insiemi di corpi rigidi vincolati, fino alla determinazione delle azioni interne e alla loro rappresentazione grafica. La trattazione teorica è affiancata da numerosi esempi applicativi volti all'acquisizione degli strumenti metodologico-operativi nonché a mostrare il legame esistente tra modelli analitici e strutture reali. Le tecniche e i metodi utilizzati sono propri della modellazione fisica e analitica e sono finalizzati all’analisi, all’interpretazione e alla soluzione anche progettuale dei problemi trattati (declaratoria del SSD CEAR-06/A).
Gli studenti dovranno acquisire le conoscenze di base sugli aspetti teorico-scientifici oltre che metodologico-operativi della Statica e la capacità di utilizzare tali conoscenze al fine di individuare l’organismo resistente di una costruzione, rappresentarlo mediante un idoneo modello matematico (Art. 5 del Regolamento Didattico) ed analizzarne il comportamento statico. L’obiettivo formativo specifico del Corso è l’acquisizione della conoscenza dei problemi di concezione strutturale (Art. 2 del Regolamento Didattico) connessi con la progettazione degli edifici, essenziale per svolgere le attività progettuali dei Laboratori, operando scelte consapevoli e appropriate con riferimento all’organismo resistente.
2_PROGRAMMA DEL CORSO
Introduzione alla Teoria dell’Equilibrio
La Statica come disciplina che, nell’ambito della Meccanica Classica, studia la Teoria dell’Equilibrio; il concetto di forza concepita come entità direzionale; i concetti di azione, struttura, vincolo e reazione vincolare.
Elementi di teoria dei vettori
Operazioni elementari sui vettori: somma, differenza, prodotto scalare, prodotto vettoriale. Momento polare di una forza. Coppia. Sistemi di forze equivalenti. Decomposizione grafica delle forze e delle coppie: decomposizione di una forza in due direzioni, decomposizione di una forza in tre direzioni, trasporto di una forza parallelamente a sé stessa.
Statica e Cinematica del corpo rigido
Definizione di corpo rigido. Gradi di libertà dei corpi rigidi e spostamenti generalizzati. Spostamenti rigidi infinitesimi. Principio di sovrapposizione degli effetti. Spostamenti rigidi piani. Centro di rotazione assoluta. Il Principio dei Lavori Virtuali. Le equazioni cardinali della statica.
Vincoli esterni: definizione e classificazione cinematica e statica. Classificazione cinematica del corpo rigido. Sistemi di corpi rigidi. Vincoli interni: definizione e classificazione cinematica e statica. Centro di rotazione relativa tra due corpi. Classificazione cinematica dei sistemi di corpi rigidi. Teoremi fondamentali della cinematica.
Classificazione e modellazione delle strutture. Modelli matematici delle azioni esterne. Particolarizzazione al problema piano. La trave piana rettilinea. Strutture isostatiche. Determinazione delle reazioni vincolari attraverso il metodo analitico e il metodo grafico. Caratteristiche della sollecitazione nelle travi piane. Equazioni indefinite di equilibrio per le travi. Tracciamento dei diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione mediante il metodo analitico e il metodo grafico. Travature reticolari: metodo dei nodi (procedimento grafico e analitico); metodo delle sezioni di Ritter.
Geometria delle aree
Baricentro. Momenti statici. Momenti di inerzia. Teoremi di trasposizione. Assi principali di inerzia. Ellisse centrale d'inerzia. Nocciolo centrale d'inerzia (costruzione grafica).