INFORMAZIONI SU

Teoria delle strutture I

Programma dell'insegnamento di Teoria delle strutture I - cdl magistrale in Ingegneria Civile

Docente

prof. Cesare DAVINI

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il corso è dedicato alle strutture elastiche sottili. Si trattano: la torsione non uniforme di travi in parete sottile; la teoria della piastra di Kirchhoff-Love, con applicazioni; la teoria della lastra (problema piano di tensione di Filon); elementi della teoria dei gusci.

Competenze acquisite

- Apprezzamento degli effetti secondari e calcolo  delle tensioni in travi in parete sottile
- Il modello di Kirchhoff-Love della piastra inflessa: formulazione del problema di equilibrio e studio dei casi più semplici. Sforzi e reazioni al contorno.
- Il problema piano di tensione generalizzato: formulazione del problema di equilibrio ed applicazioni al caso di travi alte.
- Teoria dei gusci: elementi di calcolo tensoriale in coordinate curvilinee; formulazione del problema di equilibrio; le equazioni della teoria membranale per piatti, cilindri circolari, gusci assialsimmetrici; stati di sforzo membranali in gusci assialsimmetrici simmetricamente caricati: anelli di chiusura e di imposta; stati membranali in gusci assialsimmetrici di tipo iperbolico.

Programma

Torsione non uniforme: Il problema meccanico e le ipotesi del modello. Cinematica della torsione non uniforme; caratteristiche di sollecitazione ed equazioni indefinite di equilibrio; le equazioni costitutive; il bimomento. Le equazioni della linea elastica e il problema al contorno negli spostamenti. Applicazioni: l mensola con sezione rettangolare e con sezione a C. Accoppiamento flesso-torsionale; centro di taglio. La teoria delle aree settoriali. Sezioni a doppio T, C e Z. Valutazione delle tensioni in una mensola con sezione a C. La sezione a Z sotto forza normale.Travi in parete sottile con nervature, calastrellate, con diaframmi.Le travi in parete sottile con sezione chiusa; confronto con il caso delle sezioni aperte. (16 ore)
Piastre inflesse: Le ipotesi del modello. Il tensore delle curvature; l’equazione di Lagrange-Germain; il problema al contorno. Il taglio di Kirchhoff e la sua deduzione variazionale. Concentrazione delle reazioni negli spigoli. Applicazioni: la piastra rettangolare in torsione; la piastra rettangolare appoggiata sotto carico distribuito; la piastra rettangolare appoggiata sotto carico concentrato.La piastra su suolo elastico: la soluzione di Hertz per la piastra circolare su suolo alla Winkler. Piastre ortotrope. Il caso di solette armate, piastre nervate, grigliati. (18 ore)
Lastre: Il problema piano di tensione generalizzato di Filon. La funzione di Airy, le condizioni meccaniche al contorno: il teorema di Michell. Congruenza e condizioni al contorno negli spostamenti. Dualità con il problema della piastra inflessa. Alcune applicazioni: la mensola alta; la trave alta di fondazione. (10 ore)
Teoria dei gusci: Elementi di calcolo tensoriale in coordinate curvilinee: componenti covarianti e controvarianti di vettori e tensori. Elementi di geometria differenziale delle superfici: la prima e la seconda forma fondamentale di una superficie. Curvature principali, curvatura Gaussiana, classificazione delle superfici. Il teorema della divergenza e il Lemma di Cauchy; i tensori degli sforzi e dei momenti. Le equazioni indefinite di equilibrio. Le equazioni di equilibrio della teoria membranale. Il problema membranale per cilindri circolari e per gusci assialsimmetrici. Stati di sforzo membranali per gusci assialsimmetrici simmetricamente caricati: il problema degli anelli di chiusura e di imposta. Gli stati membranali in gusci iperbolici assialsimmetrici: il caso dell’iperboloide di rivoluzione. Interpretazione tridimensionale dei tesori degli sforzi e dei momenti. (16 ore)

Bibliografia

- S. P. Timoshenko and S. Woinowsky-Krieger, Theory of plates and shells, 2nd Edition, Mc Graw-Hill, 1970
- C. Davini, Appunti dalle “Lezioni di teoria delle strutture”, Universita' degli Studi di Udine, 2004.
- C. Davini, Lezioni sulla teoria dei gusci,  Universita' degli Studi di Udine, 2007.
- Flugge, W., Stresses in shells, Springer-Verlag, Berlin Gottingen Heidelberg, 1960.

Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili al sito http://materialedidattico.uniud.it

Modalità d'esame

prova orale