ECTS - University of Pisa
Il Corso di Scienza delle Costruzioni si propone di fornire i concetti fondamentali sull’equilibrio, la resistenza, la deformabilità e la stabilità delle strutture, necessari alla comprensione degli aspetti di base del progetto strutturale e propedeutici al successivo corso di Costruzioni di apparecchiature chimiche.
Primo obiettivo è lo sviluppo della capacità di modellare sistemi isostatici e di determinare le loro condizioni di equilibrio nel rispetto dei principi della statica dei sistemi rigidi.
Secondo obiettivo è l’acquisizione di metodologie per descrivere il comportamento meccanico di sistemi strutturali elastici isostatici ed iperstatici includendo i metodi per il controllo di resistenza, deformabilità e stabilità in relazione ai materiali adottati.
Per il perseguimento di tali obiettivi sarà fatto riferimento a significativi esempi strutturali realistici e verranno utilizzati modelli in scala per simulare qualitativamente il comportamento di strutture reali.
The course of Statics and Structural Mechanics aims to provide students with the basic concepts of equilibrium, elasticity, strength and stability of structures, which are required to understand the fundamental principles of structural design and are a prerequisite for the course of Equipment Design for Chemical Industry.
A first purpose is to enable students developing the appropriate skills in modelling simple structural systems and identifying their equilibrium conditions on the basis of the principles of statics. A second purpose is to master elementary methods to describe the mechanical behaviour of simple statically determinate and indeterminate elastic structures, including the design principles for assessing their strength and stability in relation to the materials used.
Meaningful examples of structural systems will be presented.
Modalità di verifica delle conoscenze
La verifica dell’apprendimento dei contenuti verte su quanto esposto nelle ore di lezione e di esercitazione e si articola in una prova scritta e in una successiva prova orale prevista in ciascuna sessione di esame.
Assessment criteria of knowledge
Knowledge assessment will be carried out by a by written test followed by an oral examination during each exam session.
Il corso ha come primo obiettivo l’apprendimento, da parte dello studente, della capacità di analizzare il comportamento meccanico degli organismi strutturali modellabili come sistemi di travi elastiche. Come tale, intende fornire un’introduzione coerente e razionale alla meccanica delle strutture. Il corso ha inoltre, come secondo obiettivo, l’apprendimento delle nozioni fondamentali della teoria classica dell’elasticità lineare, e, conseguentemente, della capacità di analizzare il comportamento meccanico di corpi solidi modellati come corpi continui deformabili elasticamente. Infine, un terzo obiettivo consiste nella comprensione, da parte dello studente, del comportamento elastico delle strutture all’insorgere di fenomeni di instabilità dell’equilibrio.
The course’s main objective is to give to students the ability to analyse the mechanical behaviour of structures that can be modelled as systems of elastic beams. To this end, it aims to furnish a coherent rational introduction to the mechanics of structures.
As a second objective, students are taught the fundamental notions of the classical theory of linear elasticity and consequently develop the ability to analyse the mechanical behaviour of solid bodies modelled as elastically deformable continuous bodies. Lastly, students will develop an understanding of the behaviour of structures resulting from rising instability phenomena affecting the equilibrium.
Al termine del corso sarà svolta una simulazione di esame scritto sugli argomenti trattati a lezione, come strumento per gli studenti per valutare il loro livello di apprendimento.
At the end of the course, a written test simulation will be performed on the topics treated as a tool for the students to evaluate their learning level.
Il corso consiste in lezioni ed esercitazioni in aula, anche con la partecipazione degli studenti.
E' prevista attività di tutoraggio, svolta sotto forma di ricevimento con cadenza settimanale; il docente riceve gli studenti per richieste di chiarimenti sugli argomenti trattati a lezione.
The course consists of classroom lectures and exercises that may require the involvement of the students. Tutoring activities are foreseen, consisting of weekly meetings; the teacher fixes weekly office hours for students needing clarifications on the topics covered during the lessons.
Durante le esercitazioni in aula saranno valutati il grado di apprendimento e la capacità degli studenti di applicare concetti teorici alla soluzione di problemi pratici.
During the numerical exercises, the degree of learning and the ability of the students to apply theoretical concepts to the solution of practical problems will be evaluated.
Per essere in grado di frequentare con profitto il corso e sostenere gli esami lo studente deve aver recepito i contenuti dei corsi di Analisi Matematica I e II, Algebra Lineare, Fisica Generale I e Scienza e Ingegneria dei Materiali.
To be able to attend the course with profit, the students must have understood the contents of the courses of Calculus I and II, Liner Algebra, General Physics I and Material Science and Technology.
Le lezioni sono di tipo frontale tradizionale; le esercitazioni si svolgono in aula e gli studenti sono invitati a svolgere autonomamente i problemi con il supporto del docente.
Il materiale didattico è costituito dai libri di testo di riferimento e dalle slide messe a disposizione dal docente.
L'interazione con lo studente avviene anche al di fuori della lezione mediante ricevimenti concordati con il docente.
The lessons are traditional frontal type; the exercises are held in the classroom and the students are encouraged to solve the problems independently with the support of the teacher.
The teaching material consists of the reference texts and the slides of the lessons made available by the teacher.
Interaction with the students also takes place outside the class by means of receptions arranged with the teacher.
I principali argomenti trattati sono:
Meccanica Strutturale
- La soluzione delle strutture composte da travi isostatiche;
- La soluzione di strutture iperstatiche con il metodo delle forze;
- Introduzione al metodo degli spostamenti;
- l'equazione della linea elastica: problema assiale e flessionale;
- Il principio dei lavori virtuali;
- I teoremi della teoria dell'elasticità lineare;
- La stabilità dell'equilibrio delle travi modellate come corpo rigido ed elasticità concentrata;
- La stabilità della trave inflessa soggetta a carico di punta (Formula di Eulero);
- Serbatoi in parete sottile soggetti a pressioni idrostatiche interne ed esterne.
Meccanica dei Solidi
- Introduzione al continuo solido di Cauchy;
- L'analisi della tensione;
- L'analisi della deformazione;
- Le equazioni costitutive per materiali con e senza memoria. Equazioni costitutive per materiali iper-elastici lineari anisotropi ed isotropi;
- Il problema del De Saint Venant: ipotesi fondamentali e formulazione;
- Presso/tenso flessione deviata nel cilindro di De Saint Venant;
- Il problema della torsione nel cilindro di De Saint Venant in sezione circolare e sezione crcolare cava;
- La torsione nei profili aperti e chiusi in parete sottile;
- Il problema del taglio nel cilindro di De Saint Venant. Formulazione approssimata secondo Jourawsky. Applicazioni in sezioni compatte e profili in parete sottile;
- Criteri di resistenza per materiali duttili e fragili. Verifiche di resistenza per stati di tensione triassiale e alla De Saint Venant.
The main topics covered are:
Structural Mechanics
- The solution of isostatic structures;
- The solution of statically indeterminate structures using the method of the principle of virtual work;
- Introduction to the concept of stiffness of beams and rods;
- The Elastic curves;
- Principle of Virtual Work;
- Theorems in linear elasticity;
- The stability of equilibrium for beams;
- The elastic stability of compressed curved (the critical load);
- Container under internal and external pressure.
Continuum Mechanics
- Continuum stress analysis;
- Continuum strain analysis;
- Constitutive equations for linear-elastic continua;
- Constitutive equations for shape memory alloys;
- The problem of De Saint Venant;
- Jourawski’s analysis of shearing stresses in beams;
- The verification of beam sections;
- The strength criteria for solid materials.
Oltre agli appunti delle lezioni caricati sul sito online del corso, lo studente può consultare i testi seguenti:
In addition to the notes of the lessons, uploaded on the course website, the student can consult the following texts:
Non sussistono variazioni di programma e di modalità di esame per i non frequentanti.
There are no changes in the program and assessment methods for non-attending students.
L'esame consiste in una prova scritta e in un esame orale individuale.
La prova scritta consiste nella soluzione di esercizi ed, eventualmente, nella discussione di alcuni aspetti teorici.
Nella successiva prova orale, lo studente deve dimostrare di conoscere gli argomenti del programma esponendo correttamente definizioni, teoremi e loro dimostrazioni, mostrando inoltre di aver compreso i contenuti del corso rispondendo alle domande del docente e risolvendo gli esercizi proposti.
The exam is composed of a written test and an individual oral examination.
The written test consists on the solution of exercises and, eventually, on a subsequent discussion of some theoretical aspects.
In the following oral examination, the student must be able to show his/her knowledge of the topics of the course by correctly exposing definitions, theorems and their proofs, thus proving his/her understanding of the course material by answering the teacher's questions and solving exercises.
Nessun altro riferimento web oltre alla pagina web su E-learning.
No additional web pages.
Il corso è interamente svolto nel primo periodo.
The course is entirely carried out in the first period.
