Appunti scienza delle costruzioni parte 1

A2. TENSIONI E DEFORMAZIONI NORMALI

La TENSIONE () è il rapporto tra le FORZA e l'AREA delle sezioni rette

_{= ^FORZA/AREA S.R.}

T/m²; N/m²; Kg/m² HECTOPASCAL

Il valore della TENSIONE dipende dalle dimensioni delle superficie:

• Se la superficie retta è grande, la TENSIONE sarà piccola
• Se la superficie retta è piccola, la TENSIONE sarà grande

La TENSIONE è direttamente proporzionale ad F, inversamente proporzionale ad A.

Si deve considerare anche il MATERIALE, per verificare che sia in grado di sopportare la TENSIONE

TENSIONI AMMISSIBILI MATERIALI COMUNI:

• Alluminio: ^20m² = 100 MPa
• Acciaio: ^16m² = 160 MPa
• Legno: ^1m² = 20 MPa

Se le venute è eccessivo, la struttura può entrare nel estacchio; altrimenti bisogna rintessere oppure fare una altra sezione.

ESEMPIO

F = 5000 Kg

MATERIALE: ACCIAIO ^20m² = 160MPa → 1600 Kg/m²

SEZIONE ASTA CIRCOLARE: diametro 2 cm

_{TENSIONE INTERNA ASTA: = ^F/A = ⁵⁰⁰⁰/3,14·1² = 1592,3 Kg/cm² ≈ ^20m²}

OK VERIFICATO.

Queste venute è mutato di brifuni. Soltamente le est orizzontale i puntuni sono più grosso di quello verticale, per ovvire al problema dell'instante due equilibri elastico.

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A2. TENSIONI E DEFORMAZIONI NORMALI

La TENSIONE () è il rapporto tra le FORZA e l'AREA delle sezioni rette

Il valore della tensione dipende dalle dimensioni della superficie:

• Se la superficie retta è grande, la tensione sarà piccola
• Se la superficie retta è piccola, la tensione sarà grande

Si deve considerare anche il MATERIALE per verificare che sia in grado di sopportare la tensione.

TENSIONI AMMISSIBILI MATERIALI COMUNI:

• Alluminio: 100 MPa
• Acciaio: 160 MPa
• Legno: 20 MPa

ESEMPIO

• F: 5000 kg
• Materiale: Acciaio - 160 MPa
• Sezione asta circolare: Diametro 2 cm
• Tensione interna asta: O.K. verificato

Queste verifiche è meglio eseguirle...

A2

LA PROVA UNIASSIALE DI COMPRESSIONE O DI TRAZIONE

La prova di trazione consiste nel sottoporre un provino del materiale ad uno sforzo di trazione (che si prolungi fino oltre rottura) allo scopo di ottenerne una serie di caratteristiche meccaniche. L'immagine di condurre la prova su una barra A un determinato valore della forza P corrisponde nello barra un allungamento Δℓ = ℓ' - ℓ₀, col; ℓ₀ = lunghezza iniziale ed ℓ' = lunghezza corrente. Inoltre, la sezione si contrae trasversalmente. La prova quindi consente di associare ad ogni valore di P il corrispondente allungamento Δℓ e la variazione 1₀ = d₀ delle dimensione delle sezione.

DEFORMAZIONEΔℓ = ℓ' - ℓ₀

COEFFICIENTE DI DILATAZIONE LINEARE (epsilon)ε = Δℓ / ℓ

DEFORMAZIONE LONGITUDINALE: coefficiente adimensionale [ε/ε] (numero puro)

L'allungamento è proporzionale alla lunghezza iniziale. A parità di materiale, di sezione A, di forza P, più sarà lunga la mia struttura, più sarà l'allungamento.

- Se applico un carico 2P, raddoppio l'allungamento- Se applico un carico 2P, ma la barra che sezione è 2A, ottengo lo stesso Δℓ- L'allungamento dipende dal materiale.

I materiali possono essere divisi in 2 famiglie:

• MATERIALI DUTTILI (acciaio, leghe metalliche). Hanno una capacità autorinforzante, che si sviluppa dopo le fase elastica-lineare e dopo il picco. I materiali duttili sono ISOREAGENTI ovvero reagiscono a TRAZIONE e COMPRESSIONE allo stesso modo.
• MATERIALI FRAGILI (cls, mattoni, pietra, moer, vetro...). Non hanno capacità autorinforzante, inviano dopo le fase elastica-lineare Hanno una resistenza elevata a compressione, e una resistenza bassissima a trazione (MONOLATERA I NON ISOREAGENTI)

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Per indagare il comportamento deformativo e il carico dei materiali, bisogna considerare il diagramma tensione-deformazione, che si ricava dal diagramma carico-allungamento ottenuto durante le prove sperimentali di laboratorio.

DIAGRAMMA TENSIONE-DEFORMAZIONE

Sia per i materiali duttuli sia per quelli fragili si può riconoscere una prima parte del diagramma O-E in cui il comportamento è reversibile:

OA: Fase elastica lineare in cui il materiale ha comportamento elastico. Se il carico viene rimosso, il provino ritorna alla forma e dimensioni iniziali.

AB: Tratto curvo di elasticità non lineare in cui B rappresenta il limite elastico. Una volta raggiunto B, se il materiale è fragile si ha la rottura quasi immediata al provino, mentre se è duttile si ha lo snervamento.

BC: Fase di snervamento durante la quale deformazione e sforzo costante.

CD: Fase di incrudimento dove la pendenza è minore di quella nel tratto OA, segno che il materiale è ormai appesantito.

D: Si ha il valore massimo di tensione ch