Scienza delle costruzioni 1 [1] 9788893853637

Table of contents :
Cover
SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1
Indice
Prefazione
1 - INTRODUZIONE
1.1 Premesse
1.2 Classificazione degli elementi strutturali
1.3 Tipologie strutturali
1.4 Sollecitazioni esterne e reazioni vincolari
1.5 Collassi strutturali
1.6 Modelli numerici
2 - LA GEOMETRIA DELLE AREE
2.1 Premesse
2.2 Leggi di trasformazione del vettore di posizione
2.3 Leggi di trasformazione del vettore dei momenti statici
2.4 Leggi di trasformazione del tensore dei momenti di inerzia
2.5 Assi e momenti principali di inerzia
2.6 Circolo di Mohr
2.7 Aree provviste di simmetria
2.8 Aree a geometria elementare
2.9 Sezioni sottili
2.10 Esempi di calcolo
Esempio 1
Esempio 2
Esempio 3
Esempio 4
Esempio 5
3 - LA CINEMATICA E LA STATICA DEI SISTEMI DI TRAVI
3.1 Gradi di libertà di un sistema meccanico
3.2 Definizione cinematica dei vincoli piani
3.3 Studio algebrico della cinematica dei sistemi di travi
3.4 Studio grafico della cinematica dei sistemi labili
3.5 Equazioni cardinali della statica
3.6 Definizione statica dei vincoli piani
3.7 Studio algebrico della statica dei sistemi di travi
3.8 Dualità statico-cinematica
4 - DETERMINAZIONE DELLE REAZIONI VINCOLARI
4.1 Equazione ausiliarie
4.2 Principio dei lavori virtuali
4.3 Metodo grafico
4.4 Curva delle pressioni
5 - LE CARATTERISTICHE DELLA SOLLECITAZIONE
5.1 Equazioni indefinite di equilibrio per le travi piane
5.2 Diagrammi delle caratteristiche della sollecitazione: metodo diretto e metodo grafico
5.3 Determinazione delle caratteristiche della sollecitazione mediante il principio dei lavori virtuali
6 - LE STRUTTURE ISOSTATICHE
6.1 Premesse
6.2 Travi Gerber
6.3 Travature reticolari
6.4 Archi a tre cerniere e strutture chiuse
7 - L’ANALISI DELLA DEFORMAZIONE E DELLA TENSIONE
7.1 Tensore delle deformazioni
7.2 Dilatazioni e scorrimenti angolari
7.3 Legge di trasformazione del tensore delle deformazioni per rotazioni del sistema di riferimento
7.4 Direzioni principali della deformazione
7.5 Equazioni di compatibilità
7.6 Tensore degli sforzi
7.7 Legge di trasformazione del tensore degli sforzi per rotazioni del sistema di riferimento
7.8 Direzioni principali della tensione
7.9 Stato tensionale piano
8 - IL SOLIDO ELASTICO
8.1 Equazioni indefinite di equilibrio
8.2 Dualità statico-cinematica
8.3 Principi dei lavori virtuali
8.4 Legge costitutiva elastica
8.5 Elasticità lineare
8.6 Problema elastico lineare
8.7 Teorema di Clapeyron
8.8 Teorema di Betti
8.9 Isotropia
8.10 Resistenza duttilità energia di frattura
8.11 Verifiche di resistenza
9 - IL SOLIDO DI SAINT VENANT
9.1 Ipotesi fondamentali
9.2 Sforzo normale centrato
9.3 Flessione retta
9.4 Sforzo normale eccentrico e flessione deviata
9.5 Torsione delle travi di sezione circolare
9.6 Torsione delle travi di sezione generica
9.7 Torsione nelle sezioni sottili aperte
9.8 Torsione nelle sezioni sottili chiuse
9.9 Sollecitazione composta di taglio-torsione
9.10 Taglio retto
9.11 Taglio deviato
9.12 Sezioni sottili soggette a taglio
9.13 Verifiche di resistenza
Esempio 1
Esempio 2
Esempio 3
Esempio 4
Esempio 5
10 - LE TRAVI E LE LASTRE INFLESSE
10.1 Teoria tecnica della trave
10.2 Travi ad asse rettilineo
10.3 Travi piane ad asse curvilineo
10.4 Equazione differenziale della linea elastica
10.5 Rotazioni e spostamenti notevoli negli schemi elementari
10.6 Composizione di rotazioni e spostamenti
10.7 Trave su suolo elastico
10.8 Dinamica delle travi inflesse
10.9 Lastre piane
10.10 Equazione di Sophie Germain
10.11 Lastre a doppia curvatura
APPENDICE A - Calcolo delle caratteristiche della sollecitazione in un arco circolare soggetto ad un carico idrostatico radiale
A1 - Metodo Analitico
A2 - Metodo diretto
APPENDICE B - Calcolo delle caratteristiche della sollecitazione in un arco circolare soggetto ad un carico verticale uniformemente distribuito
B1 - Metodo analitico
B2 - Metodo diretto
APPENDICE C - Materiale anisotropo
C1 - Legge costitutiva elastica anisotropa
C2 - Materiale ortotropo
C3 - Relazioni tensione-Deformazione per stati piani di tensione
C4 - Criteri di resistenza per materiali ortotropi
APPENDICE D - Trave eterogenea
D1 - Trave multistrato inflessa
D2 - Il caso del calcestruzzo armato
APPENDICE E - Lastra eterogenea
APPENDICE F - Metodo delle differenze finite
F1 - Torsione delle travi di sezione generica (∇²ω = 0)
F2 - Lastre inflesse (∇⁴ω = q/D)
APPENDICE G - Torsione delle sezioni sottili pluriconnesse
Riferimenti bibliografici
Back Cover

Citation preview

90g dorso25mm

La presente Collana si propone di trattare, in modo sintetico, e al contempo completo ed omogeneo, i temi fondamentali dell’Ingegneria Strutturale, dai più tradizionali a quelli più avanzati. Viene considerata innanzitutto la meccanica dei solidi linearmente elastici (corpi tridimensionali, lastre e travi), con una formulazione matriciale utile in particolare per le applicazioni numeriche. Il metodo degli elementi finiti viene introdotto sia in regime statico che dinamico. Si considera inoltre la teoria dei sistemi di travi (labili, isostatici, iperstatici). Per le strutture intelaiate e sulla base del metodo degli spostamenti, si introducono le procedure di calcolo automatico che usualmente vengono eseguite dagli elaboratori elettronici, per casi sia statici che dinamici. Vengono studiati infine i fenomeni di crisi strutturale che più frequentemente si verificano: instabilità dell’equilibrio elastico, collasso plastico, frattura fragile. Particolare attenzione viene rivolta alle interazioni che avvengono nella realtà tra tali meccanismi elementari, e specialmente all’instabilità dell’equilibrio elasto-plastico e alla frattura elasto-plastica. 1. Scienza delle Costruzioni 1 2. Scienza delle Costruzioni 2 3. Meccanica della Frattura 4. Meccanica Computazionale 5. Meccanica Non-lineare delle Strutture 6. Dinamica delle Strutture 7. Calcolo delle Strutture Isostatiche 8. Calcolo dei Telai Piani 9. Fondamenti di Meccanica delle Strutture 10. Video-lezioni Guidate di Meccanica delle Strutture ALBERTO CARPINTERI. Professore Ordinario di Scienza delle Costruzioni nel Politecnico di Torino (1986-2023), ha ricoperto i ruoli di Direttore del Dipartimento di Ingegneria Strutturale (1989-1995) e di Coordinatore dell’omonimo Corso di Dottorato di Ricerca (1990-2014). Ha presieduto le maggiori Associazioni Scientifiche Internazionali nel settore della Integrità Strutturale (ICF, ESIS, IA-FraMCoS) ed ha ricevuto premi e riconoscimenti internazionali per la sperimentazione sui materiali (ASTM, SEM, RILEM). È autore di oltre 1000 pubblicazioni, di cui oltre 500 appaiono come articoli su riviste internazionali, mentre oltre 50 costituiscono volumi scientifici o didattici.

Alberto Carpinteri   SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1

INGEGNERIA STRUTTURALE

INGEGNERIA STRUTTURALE

Collana di INGEGNERIA STRUTTURALE

Alberto CARPINTERI

SCIENZA DELLE

COSTRUZIONI

1

ISBN 978-88-9385-363-7

www.editrice-esculapio.it

Carpinteri1_copertina.indd 1

Feedback

Euro 38,00

16/05/2023 11:22:55

Collana di INGEGNERIA STRUTTURALE

ALBERTO CARPINTERI

SCIENZA DELLE

COSTRUZIONI

1

ISBN 978-88-9385-363-7 © Copyright 2023 Società Editrice Esculapio s.r.l. Via Terracini, 30 – 40131 Bologna www.editrice-esculapio.com – [email protected]

Stampato da: Digital Team - Fano (PU) Printed in Italy

Le fotocopie per uso personale (cioè privato e individuale, con esclusione quindi di strumenti di uso collettivo) possono essere effettuate, nei limiti del 15% di ciascun volume, dietro pagamento alla S.I.A.E del compenso previsto dall’art. 68, commi 4 e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. Tali fotocopie possono essere effettuate negli esercizi commerciali convenzionati S.I.A.E. o con altre modalità indicate da S.I.A.E. Per le riproduzioni ad uso non personale (ad esempio: professionale, economico o commerciale, strumenti di studio collettivi, come dispense e simili) l’editore potrà concedere a pagamento l’autorizzazione a riprodurre un numero di pagine non superiore al 15% delle pagine del volume. CLEARedi - Centro Licenze e Autorizzazioni per le Riproduzioni Editoriali Corso di Porta Romana, n. 108 - 20122 Milano e-mail: [email protected] - sito: http://www.clearedi.org.

Riferimenti bibliografici

[1]

Belluzzi O., Scienza delle costruzioni,vol.1, Zanichelli, Bologna,1941.

[2]

Benvenuto E., An Introduction to the history of structural mechanics, Springer-Verlag, New York, 1991.

[3]

Boresi A.P., Lynn P.P., Elasticity in Engineering Mechanics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1974.

[4]

Boscotrecase L., Di Tommaso A., Statica Applicata alle Costruzioni, Patron, Bologna, 1976.

[5]

Capurso M., Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Società Editrice Esculapio, Bologna, 2023.

[6]

Carpinteri A., La geometria delle masse, Pitagora, Bologna, 1983.

[7]

Carpinteri A., Mechanical Damage and Crack Growth in Concrete: Plastic Collapse to Brittle Fracture, Martinus Nijhoff, Dordrecht, 1986.

[8]

Colonnetti G., Scienza delle Costruzioni, Einaudi, Torino,1941.

[9]

Di Tommaso A., Fondamenti di Scienza delle Costruzioni, Patron, Bologna,1981.

[10] Fung Y.C., Foundations of Solid Mechanics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1965. [11] Gavarini C., Dinamica delle Strutture, ESA, Roma,1978. [12] Gurtin M.E., An Introduction to Continuum Mechanics, Academic Press, New York, 1981. [13] Jones R.M., Mechanics of Composite Materials, McGraw-Hill, New York, 1975. [14] Levi-civita T., Amaldi U., Compendio di Meccanica Razionale, Zanichelli, Bologna, 1965. [15] Malvern M., Introduction to the Mechanics of a Continuous Medium. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1969. [16] Novozhilov V.V., Theory of Elasticity, Pergamon Press, Oxford, 1961. [17] Novozhilov V.V., Thin Shell Theory, Noordhoff, Groningen, 1970 [18] Timoshenko S.P., Strength of Materials, Vannostrand, New York, 1940. [19] Timoshenko S.P., Goodier J.N., Theory of Elasticity, McGraw-Hill, Tokyo, 1970. [20] Viola E., Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni: Strutture Isostatiche e Geometria delle Masse, Società Editrice Esculapio, Bologna, 2023.

423

90g dorso25mm

La presente Collana si propone di trattare, in modo sintetico, e al contempo completo ed omogeneo, i temi fondamentali dell’Ingegneria Strutturale, dai più tradizionali a quelli più avanzati. Viene considerata innanzitutto la meccanica dei solidi linearmente elastici (corpi tridimensionali, lastre e travi), con una formulazione matriciale utile in particolare per le applicazioni numeriche. Il metodo degli elementi finiti viene introdotto sia in regime statico che dinamico. Si considera inoltre la teoria dei sistemi di travi (labili, isostatici, iperstatici). Per le strutture intelaiate e sulla base del metodo degli spostamenti, si introducono le procedure di calcolo automatico che usualmente vengono eseguite dagli elaboratori elettronici, per casi sia statici che dinamici. Vengono studiati infine i fenomeni di crisi strutturale che più frequentemente si verificano: instabilità dell’equilibrio elastico, collasso plastico, frattura fragile. Particolare attenzione viene rivolta alle interazioni che avvengono nella realtà tra tali meccanismi elementari, e specialmente all’instabilità dell’equilibrio elasto-plastico e alla frattura elasto-plastica. 1. Scienza delle Costruzioni 1 2. Scienza delle Costruzioni 2 3. Meccanica della Frattura 4. Meccanica Computazionale 5. Meccanica Non-lineare delle Strutture 6. Dinamica delle Strutture 7. Calcolo delle Strutture Isostatiche 8. Calcolo dei Telai Piani 9. Fondamenti di Meccanica delle Strutture 10. Video-lezioni Guidate di Meccanica delle Strutture ALBERTO CARPINTERI. Professore Ordinario di Scienza delle Costruzioni nel Politecnico di Torino (1986-2023), ha ricoperto i ruoli di Direttore del Dipartimento di Ingegneria Strutturale (1989-1995) e di Coordinatore dell’omonimo Corso di Dottorato di Ricerca (1990-2014). Ha presieduto le maggiori Associazioni Scientifiche Internazionali nel settore della Integrità Strutturale (ICF, ESIS, IA-FraMCoS) ed ha ricevuto premi e riconoscimenti internazionali per la sperimentazione sui materiali (ASTM, SEM, RILEM). È autore di oltre 1000 pubblicazioni, di cui oltre 500 appaiono come articoli su riviste internazionali, mentre oltre 50 costituiscono volumi scientifici o didattici.

Alberto Carpinteri   SCIENZA DELLE COSTRUZIONI 1

INGEGNERIA STRUTTURALE

INGEGNERIA STRUTTURALE

Collana di INGEGNERIA STRUTTURALE

Alberto CARPINTERI

SCIENZA DELLE

COSTRUZIONI

1

ISBN 978-88-9385-363-7

www.editrice-esculapio.it

Carpinteri1_copertina.indd 1

Feedback

Euro 38,00

16/05/2023 11:22:55