Teoria e Dinamica delle Strutture

La prima parte del corso affronta tematiche di dinamica strutturale, essenziali per inquadrare correttamente e prevedere il comportamento di strutture dell’ingegneria civile soggette ad azioni sismiche. La seconda parte fornisce allo studente conoscenze su alcuni metodi classici di meccanica computazionale, indispensabili nella scelta e nell’utilizzo consapevole degli strumenti professionali di calcolo automatico.

Dinamica delle strutture: sistemi ad un grado di libertà

• Equazioni del moto e principali metodi di soluzione.
• Vibrazioni libere in presenza ed assenza di smorzamento.
• Risposta sotto forzante armonica.
• Valutazione numerica della riposta sotto forzante generica.
• Risposta sismica in campo elastico, spettri di risposta e di progetto elastici.
• Risposta sismica in campo inelastico, spettri di risposta e di progetto inelastici a duttilità costante.
• Sistemi continui modellati come sistemi generalizzati a singolo grado di libertà.

Dinamica delle strutture: sistemi a più gradi di libertà

• Modellazione ed equazioni del moto sotto eccitazione sismica, condensazione statica.
• Strutture piane, edifici simmetrici e non simmetrici.
• Vibrazioni libere, periodi e modi propri di vibrazione, ortogonalità dei modi propri di vibrazione.
• Risposta sismica di sistemi lineari classicamente smorzati: analisi della storia di risposta (RHA) ed analisi modale spettrale (RSA).
• Esercizio numerico sull’analisi sismica di un edificio (schema a telai oppure misto a telai e pareti).
• Sistemi non classicamente smorzati.

Calcolo automatico di telai piani

• Metodo diretto per il calcolo dei telai.
• Matrice di rigidezza nel riferimento locale e matrice di rotazione.
• Assemblaggio della matrice di rigidezza strutturale.
• Imposizione dei vincoli e soluzione delle equazioni di equilibrio.
• Implementazione in un codice di calcolo.

Introduzione al metodo degli elementi finiti

• Formulazione debole, ambientazione funzionale.
• Problema della trave a massa distribuita: elemento trave, funzioni di Hermite, matrice di rigidezza, matrice delle masse (consistente e lumped).
• Esercizio numerico sull’analisi RHA e RSA di una ciminiera.
• Problema della lastra a massa distribuita (parete di controvento in stato piano di tensione): elementi 2D isoparametrici, elemento quadrangolare bilineare (QUAD4), funzioni di forma sull’elemento parente e sull’elemento fisico, matrice di rigidezza, matrice delle masse.
• Esercizio numerico sulla matrice di rigidezza traslante di una parete di controvento.

Conoscenza dei principi e dei metodi della Scienza delle Costruzioni e della Tecnica delle Costruzioni.

• Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del programma;
• Programmi di calcolo in MATLAB forniti dai docenti;
• Elaborati individuali da sviluppare mediante l’uso di programmi di calcolo.

L’esame consiste in una prova orale su tutti gli argomenti del programma e sugli elaborati individuali.

Chopra, A.K. Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, Pearson Education Limited (5^th edition in SI Units).

L’orario di ricevimento è definito dal docente all’inizio del semestre didattico, in accordo con gli studenti. Per ulteriori informazioni, contattare direttamente il docente.

Per maggiori informazioni consultare la pagina GOMP relativa all’anno accademico di riferimento, dove è possibile scaricare la Scheda completa dell’Insegnamento.