Appunti di Meccanica delle strutture/statica

Richiami di algebra lineare Spazio ambiente. Spazi vettoriali di dimensione finita. Operazioni tra vettori. Prodotto scalare. Prodotto vettoriale. Rappresentazione in una base ortonormale. Prodotto misto. Sistemi di forze e coppie Nozione di forza. Momento di una forza rispetto ad un polo. Formula di trasporto. Sistemi di forze, risultante, momento risultante. Operazioni elementari sulle forze e coppie. Asse centrale, equazione cartesiana e parametrica. Cinematica e statica del corpo rigido Definizione di corpo rigido. Cinematica del corpo rigido. Posizione assoluta e relativa. Velocità assoluta e relativa. Formula di rappresentazione dei campi di velocità rigide. Campi di spostamento infinitesimo. Vincoli esterni piani (triplo: incastro; doppi: cerniera, incastro scorrevole/pattino/glifo/ manicotto/doppio pendolo; semplici: carrello/pendolo, pattino–manicotto/doppio–doppio pendolo), caratterizzazione cinematica e statica di corpi rigidi. Statica del corpo rigido: equazioni cardinali. Potenza associata a sistemi di forze e coppie. Principio delle potenze. Sistemi di corpi rigidi Vincoli interni. Metodo delle equazioni ausiliarie per l’imposizione di condizioni di equilibrio parziale: calcolo di reazioni vincolari di sistemi isostatici. Catene cinematiche ad un parametro. Centro d’istantanea rotazione, proprietà. Composizione di due rotazioni elementari. Centri di rotazione relativa. Primo e secondo teorema di allineamento dei centri. Diagrammi delle velocita/spostamenti infinitesimi. Metodo delle potenze per il calcolo delle reazioni vincolari di sistemi di corpi rigidi isostatici. Il problema cinematico e statico Problema cinematico e classificazione cinematica: sistema cinematicamente determinato (o isocinematico), indeterminato (o labile), impossibile (o ipocinematico), degenere. Problema statico e classificazione statica: sistema staticamente determinato (o isostatico), indeterminato (o iperstatico), impossibile (o ipostatico), degenere. Calcolo di reazioni vincolari di corpi isostatici (statica grafica, equazioni cardinali, principio delle potenze). Dualita statico–cinematica. Travi piane ad asse rettilineo La trave: geometria, cinematica, carichi applicati, azioni interne. Caratteristiche della sollecitazione. Equazioni differenziali di equilibrio. Travature. Travature reticolari rigide Travature reticolari rigide piane, metodo degli equilibri nodali e metodo delle sezioni di Ritter. Classificazione statica. Teoria delle travature elastiche Travature assialmente deformabili: equazione costitutiva, equazione di congruenza, equazione dei lavori virtuali, equazione della linea elastica, deformazioni estensionali di origine termica. Deformazioni flessionali: equazioni costitutive, equazioni di congruenza, modello di Eulero-Bernoulli, equazione differenziale della linea elastica, deformazioni flessionali di origine termica. Equazioni dei lavori virtuali. Calcolo di spostamenti in strutture isostatiche. Calcolo di incognite iperstatiche. Equazione di Müller-Breslau.