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Docente
MARIA CRISTINA PORCU (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/80]  INGEGNERIA CIVILE [80/30 - Ord. 2013]  STRUTTURE 12 120

Obiettivi

1) Gli studenti devono avere conoscenze di base e capacità di comprensione di problemi dinamici e sismici elementari, con padronanza delle equazioni e dei parametri che governano i fenomeni. Devono, inoltre, dimostrare di aver appreso gli elementi fondamentali della filosofia antisismica e di conoscere gli aspetti salienti della attuale normativa antisismica italiana.
2) Gli studenti devono dimostrare di saper applicare le loro conoscenze teoriche per la comprensione e l’impostazione di problemi dinamici e sismici che interessano l’ingegneria strutturale.
3) Gli studenti devono dimostrare di saper rielaborare ed interpretare le conoscenze acquisite nella materia con autonomia di giudizio e una buona capacità critica.
4) Gli studenti devono essere in grado di analizzare un problema dinamico e uno studio sismico con chiarezza e buona padronanza del linguaggio specialistico della materia.
5) Gli studenti devono dimostrare di aver sviluppato buone capacità di apprendimento e una sufficiente maturità nello studio, che consentano loro di essere padroni della materia con un alto grado di autonomia nell''utilizzo delle conoscenze acquisite.

Prerequisiti

Gli studenti devono avere le conoscenze di base relative ai programmi dei corsi di Analisi Matematica, Geometria, Fisica generale, Meccanica Razionale, Scienza delle Costruzioni e Tecnica delle Costruzioni.

Contenuti

Parte 1
Brevi richiami di Dinamica dei Sistemi di masse puntiformi. Gradi di libertà. Equazioni di Lagrange. Principio di D'Alambert. Legge di Newton per la scrittura delle equazioni del moto di sistemi semplici. Dinamica dei sistemi ad un grado di libertà (GDL). Oscillazioni libere e oscillazioni forzate di sistemi ad 1 GDL. Moto di un sistema ad 1 GDL sotto forze armoniche. Risonanza e curve di risonanza. Rappresentazione simbolica di grandezze armoniche con vettori rotanti. Forze armoniche prodotte da masse eccentriche rotanti (macchinari). Moto di sistemi ad 1 GDL sotto forza a gradino. Considerazioni energetiche. Moto di sistemi ad 1 GDL sotto forza impulsiva. Moto di sistemi ad 1 GDL sotto forze periodiche. Possibilità di trattare forze non periodiche con lo sviluppo in serie di Fourier. Moto sotto forza a step quadro. Moto di sistemi ad 1 GDL sotto forze qualsiasi. Integrale di Duhamel. Moto di sistemi ad 1 GDL per effetto del moto del supporto. Principio di funzionamento di accelerometri e vibrometri. Isolamento dalle vibrazioni. Studio e schematizzazione di sistemi a più gradi di libertà. Gradi di libertà e matrice cinematica. Matrice delle masse generalizzate. Matrice delle rigidezze. Oscillazioni libere di sistemi a più GDL. Modi principali di vibrare e frequenze proprie. Autovettori e forme dei modi principali. Proprietà degli autovettori. Forze generalizzate relative alle forze esterne. Matrice modale. Coordinate principali o modali. Disaccoppiamento delle equazioni del moto forzato.
Smorzamento nei sistemi a più GDL. Matrice di smorzamento. Ipotesi di dissipazione lineare viscosa. Costruzione della matrice di smorzamento. Smorzamento alla Reyleigh. Moto libero smorzato di sistemi a più GDL. Moto sotto forzanti dinamiche. Disaccoppiamento delle equazioni del moto. Contributo al moto dei modi principali di vibrare. Moto di sistemi a più GDL sotto forze armoniche. Moto sotto forzanti a gradino, periodiche, impulsive o qualsiasi. Moto impresso al supporto. Moto sismico impresso.
Seminario su prove dinamiche sperimentali.
ORE DI LEZIONE FRONTALE: 37 ORE DI ESERCITAZIONE E LABORATORIO: 20 ORE SEMINARI: 3

PARTE 2
Cenni sull'origine dei Terremoti. Onde sismiche. Intensità e Magnitudo di un terremoto. Scale di misura. Spettri di Risposta di un terremoto. Costruzione dello spettro di risposta dall'accelerogramma del terremoto. Verifica di sistemi a 1 o più GDL con spettro di risposta. Verifica sismica lineare rigorosa con un dato accelerogramma.
Normativa antisismica. Costruzione dello Spettro di Risposta di Progetto. Spettri di Progetto per Stati Limite di Esercizio e Stati Limite Ultimi. Fattore di Struttura. Oscillatore elasto-plastico. Duttilità globale richiesta e Capacità di duttilità globale. Fattore di Riduzione di un terremoto.
Duttilità dei materiali. Duttilità locale o di curvatura delle sezioni semplicemente inflesse. Diagramma momenti-curvature. Percentuale di armatura bilanciata. Influenza della percentuale di armatura tesa e compressa sulla duttilità flessionale delle sezioni inflesse. Duttilità delle sezioni presso-inflesse. Diagramma di interazione. Legame tra duttilità globale e locale.
Duttilità dei telai in cemento armato. Filosofia Antisismica: Gerarchia delle Resistenze. Indicazioni di normativa per il rispetto della gerarchia delle resistenze.
Seminario sui danni sismici di edifici in muratura e in cemento armato. Eventuale altro seminario sul comportamento sismico degli edifici.
ORE DI LEZIONE FRONTALE: 37 ORE DI ESERCITAZIONE E LABORATORIO: 20 ORE SEMINARI: 3

Metodi Didattici

Il corso è articolato attraverso lezioni frontali, esercitazioni, video (con esempi di moto dinamico delle strutture) e semplici prove dinamiche di laboratorio . Alle lezioni frontali sono dedicate circa 80 ore. Durante le lezioni vengono continuamente svolti esercizi e presentati esempi di applicazione dei concetti teorici, per un totale di circa 40 ore complessive. Durante il corso vengono mostrati strumenti di misura dinamica, sono previste visite in laboratorio e vengono presentati esempi di prove di laboratorio virtuale (mediante proiezione di filmati). Per maggiore chiarezza e per mostrare esempi, immagini e video, alcune lezioni vengono svolte con l''ausilio della proiezione da computer. Gli studenti vengono invitati a svolgere esercitazioni a casa, che vengono poi corrette dal docente. Si prevede di utilizzare anche il Laboratorio Lidia per la modellazione di risposta dinamica delle strutture attraverso programmi di calcolo strutturale.

Verifica dell'apprendimento

La verifica finale si svolge generalmente attraverso una prova orale durante la quale allo studente viene richiesto di mostrare la conoscenza degli argomenti svolti attraverso un linguaggio tecnico adeguato e la capacità di risolvere semplici problemi dinamici.Potranno essere previste prove intermedie, anche in forma scritta, per consentire agli studenti di suddividere la preparazione delle due parti del corso.

Testi

1. E. Viola “Fondamenti di Dinamica e Vibrazione delle Strutture”, vol. 1, Pitagora Ed., 2001
2. C. Gavarini “Dinamica delle Strutture”, ESA, Roma.
3. R.W. Clough, J. Penzien “Dynamics of Structures”, Mc Graw
Hill , 1975.
4. D.J. Dowrick “Earthquake Resistant Design”, WILEY, 1994.
5. A. K. Chopra “Dynamics of Structures. Theory and Applications to Earthquake Engineering", Prentice Hall, 2001.
6. Park R. & Paulay T. "Reinforced Concrete Structures"m J.Wiley & sons, 1975.

Altre Informazioni

Durante il corso, agli studenti verrà fornito materiale didattico (slides, diagrammi, grafici, esercizi svolti, siti web, video) relativo agli argomenti trattati a lezione. Gli studenti verranno inoltre coinvolti in esercitazioni da svolgere a casa e da inviare per via digitale al docente. E' garantito un continuo contatto (anche via e-mail) tra docente e studenti durante tutto il periodo di svolgimento del corso. Il docente fornisce inoltre la massima disponibilità per ricevere gli studenti, anche fuori orario di ricevimento, per chiarimenti sugli argomenti di esame.

Questionario e social

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