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SCIENZA delle COSTRUZIONI
Prof Pierluigi Colombo
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ESAME SCRITTO ORALE
SCIENZA COSTRUZIONI STRUTTURE portanti delle opere civili e industriali. Per fornire principi e metodi per mediare tra scienza e tecnica proponendo soluzioni semplici e affidabili.
Fornire CRITERI che permettono di giudicare il grado di sicurezza delle parti resistenti (STRUTTURE) di opere (di costruzione e dell'uso) di servizio.
CONSIDERA TRAVIATURE PIANE ELASTICHE SOGGETTE A CARICHI STATICI
APPROCCIO STATI LIMITE -> CROLLO -> DISERVIZIO
Valutazione del grado di sicurezza calcolando lo stato di SFORZO, la DEFORMAZIONE e gli SPOSTAMENTI prodotti da cause fisiche note (FORZE o TEMPERATURE) Confrontando lo stato di sforzo con le caratteristiche fisiche del materiale e lo stato di deformazione e gli spostamenti con le esigenze di funzionalità.
STATO DI SFORZO DIPENDE DA:
- CARICHI APPLICATI -> permanenti e accidentali.
- VINCOLI STRUTTURALI
- CARATTERISTICHE DEL MATERIALE
ESAME ORALE
- esercizio sistemi deformabili (MLV o linea elastica)
- teoria
CAUCHY
- EQ. FND. (EQUILIBRI), IN RECIPROCA
- EQ. EQL. CONTORNO
STATO DI SFORZO
- cambiamento riferimento
- tensioni principali
- comportamento normale e tangenziale
- STATI DI SFORZO PARTICOLARE
- DEFINIZIONE (con scomposizione)
comportamento trazione e.tk
- CAMBIAMENTO RIF
SEGNI CRDL. SCOMPOSIZIONE dilatazioni principali
- EQ.CONCURRENZA
- defini come gyatale, potoli simplisuchi
SSE PRINCIPALE
SSE NON PRINCIPALE
RAPPORTO G E m
EQ. E INCNOUGTE
- soluz. spostamenti & sforza
- postulato gsy
- postulato DSY
PROCEDIMENTO RISOLUZIONE
- ESTENSIONE
- FLESSIONE RETTA
- FLESSIONE DEVIAITA
- PRES.SO TENSO FLESSIONE
- TAGLIO (Funara)
- TORSIONE BARRE sez. CIRC.
- TORSIONE BARRE sez. NON CIRC.
- ANALOGIA IDRAULICA, Bredt
- TORSIONE BARRE sez. RETT
stato sforzo semplice e compresso
SCIENZA COSTRUZIONI
VERIFICHE RESISTENZA
DUTTILI
- GUESS-TRESCA
plurimsiale
- TRAN INFLESSE
BIASSIALE
pianmsiale
VON MISES
- TRAVI
BIASSIALE
FRAGILI
GALILEO
- DSY
- RIAASSALE
cond conf., conformate
- COND. STABILITA'
1 GDL
- CALCOLO P/P METODO STATICO
2 GDL
- conferno part froidea
CALCOLO P/P LINEA ELASTICA
conferno part frolesha
MODELLO CONTINUO
aste non verticali, cantla orizzontalli
DIVRSE CONDIZIONE DI VINCOLO
- calcolo pto orn (t)
tensione ortica
LAVORI VIRTUALI
EQ. FLNV
significato fisico tiemrli
applicazione col DSY
- allongamento barra
- torsione sez. ero
- torsione protto rettangolare
BARICENTRO
NON. STATICO
caso coordinate polari, curve spezzoni constante
NON. INERZIA, NON CENTRE
ragagiette
cambiamento rif
reapassizione
NON. PRINCIPALI
rappresentazione in occhh di Motr
Cambiamento del sistema di riferimento
nuovo S.R.
vecchio S.R.
è matrice ortogonale
1) Cambio di riferimento
2) Relazioni di Cauchy
Questa relazione è descritta dalla legge di trasformazione dei tensori doppi. Si conclude che lo sforzo è un tensore e la matrice di sforzo [] è la rappresentazione dello sforzo in un particolare sistema di riferimento.
Simmetria del tensore di sforzo
Dato che lo sforzo è un tensore simmetrico, è sufficiente conoscere 6 componenti per determinarlo.
G è il baricentro della faccia inclinata, mentre , , e sono i baricentri delle facce ortogonali, e le proiezioni di sugli assi coordinati.
Scrivo il momento rispetto all’asse passante per e parallelo a x, delle forze agenti su tutte le facce:
Circoli di Mohr
Identificare le componenti normali e tangenziali di uno sforzo.
σ = σt cos φ + σt sin φ
- Trovo il vettore normale rispetto al quale sono associati σ e τ, mettendo a sistema le equazioni trovate:
- σ = σI n12 + σII n22 + σIII n32
- τ2 + c2 = σI n22 + σII n12 + σIII n32
n12 + n22 + n32 = 1
Ponendo σI ≥ σII ≥ σIII
- (n12 ⋅ ((σ - σII)(σ - σIII)) ≥ 0
- n22 ⋅ ( … ) ≥ 0
- n32 ⋅ ( … ) ≥ 0
Cerchi di raggio R e centro C
- R = √σII - σIII;
- C = ( (σII + σIII) / 2 ; 0 )
- R = √σI - σII;
- C = ( (σI + σII) / 2 ; 0 )
τmax = 1/2 max ∣σI - σIII∣
SQ = Sφ = ∂S/∂n = Sp • {ψ}Tndn Sp • {ψ}T
ROTAZIONE RIGIDA
Altro di moto che determina il seguente spostamento: ds = [ϕ] dz
dove:
[ϕ] MATRICE DI ROTAZIONE
lo spostamento dovuto a una rotazione rigida infinitesimale
- [ψ] = 0-ρ3ρ2 ρ30-ρ1 -ρ2ρ10
MATRICE DI ROTAZIONE (ANTISIMMETRICA)
Dato che [ψ] comprende come caso particolare [ϕ], le rotazioni rigide interessano la differenza tra [ψ] e [ϕ], cioè il contributo puramente deformativo.
DECOMPOSIZIONE DEL TENSORE GRADIENTE DI SPOSTAMENTO [ψ]
(piccoli quozienti di spostamento)
[ψ] = 1/2({[ψ] - [ψ]T} + {[ψ] + [ψ]T})
con [ψ] = [ϕ] + [ε]
PT. ASIMMETRICA (ρ) PT. SIMMETRICA (ε)
- [ψ] = ∂S1/∂x1∂S1/∂x2∂S1/∂x3 ∂S2/∂x1∂S2/∂x2∂S2/∂x3 ∂S3/∂x1∂S3/∂x2∂S3/∂x3
- [ϕ] = 0ρ3-ρ2 -ρ30ρ1 ρ2-ρ10
- [ε] = ∂S1/∂x11/2 (∂S1/∂x2 + ∂S2/∂x1)1/2 (∂S1/∂x3 + ∂S3/∂x1) 1/2 (∂S2/∂x1 + ∂S1/∂x2)∂S2/∂x21/2 (∂S2/∂x3 + ∂S3/∂x2) 1/2 (∂S3/∂x1 + ∂S1/∂x3)1/2 (∂S3/∂x2 + ∂S2/∂x3)∂S3/∂x3 DEFORMAZIONI DIRETTE ε
ρij = 1/2 (Si,j - Sj,i)
εij = 1/2 (Sij + Si,j)
dS - SQ - Sρ = ( [ϕ] + [ε]) dn = [ϕ] dn + [ε] dn
[ϕ] ⊥ dx, infatti ( [ϕ]dx ⊥ dx = dxT [ϕ] dx = 0) forma quadratic associata a una matrice antisimmetrica (= 0)
La ROTAZIONE RIGIDA avviene ortogonalmente allo spostamento.
dS dS ⊥ dx Q dx ρ