Scienza delle costruzioni: differenze tra le versioni
m Annullate le modifiche di 31.33.60.75 (discussione), riportata alla versione precedente di Poeta60 |
ripeto : correggo i localismi ed elimino elenchi puntati che non approfondiscono minimamente l'argomento. le pagine di discussione vanno lette, e nella sezione "Una discussione poco utile" si era già mostrato tale limite. |
||
| Riga 8: | Riga 8: | ||
La scienza delle costruzioni è la disciplina di base dell'[[ingegneria strutturale]], materia rilevante dell'[[ingegneria civile]], dell'[[ingegneria edile]], dell'[[ingegneria meccanica]], dell'[[architettura]], dell'[[ingegneria aeronautica]], e dell'[[ingegneria navale]]. Come tale i corsi di studio di Scienza delle Costruzioni sono la base formativa di molti indirizzi di laurea delle Facoltà di Ingegneria e di Architettura (ingegneria edile). |
La scienza delle costruzioni è la disciplina di base dell'[[ingegneria strutturale]], materia rilevante dell'[[ingegneria civile]], dell'[[ingegneria edile]], dell'[[ingegneria meccanica]], dell'[[architettura]], dell'[[ingegneria aeronautica]], e dell'[[ingegneria navale]]. Come tale i corsi di studio di Scienza delle Costruzioni sono la base formativa di molti indirizzi di laurea delle Facoltà di Ingegneria e di Architettura (ingegneria edile). |
||
==Insegnamento== |
|||
==Teoria ed argomenti== |
|||
La |
La scienza delle costruzioni viene tipicamente preceduta da corsi di [[meccanica razionale]] o di [[statica delle strutture]], e può essere seguita da corsi più applicativi come [[tecnica delle costruzioni]], [[dinamica strutturale]], [[geotecnica]], [[meccanica applicata]]. |
||
| ⚫ | Il programma della materia per ingegneri e architetti verte di solito sui modelli di strutture lineari, sui telai formati da più elementi lineari, sulle strutture ad arco e a fune, sulle volte e cupole di rotazione. Invece il programma della materia per ingegneri meccanici, navali e aeronautici approfondisce maggiormente i modelli di strutture a superficie (lastre, piastre, membrane, gusci sottili), le strutture a solido tridimensionale e il [[metodo degli elementi finiti]]. |
||
* Equazioni di equilibrio statico di una struttura |
|||
* Equazioni di elasticità dei materiali |
|||
* Resistenza e deformazioni dei materiali |
|||
* Sollecitazioni di una trave lineare in campo elastico |
|||
* Sollecitazioni di una trave lineare in campo plastico |
|||
* Compressione, Trazione, Flessione, Taglio, Torsione |
|||
* Verifica di resistenza e progetto di un elemento costruttivo |
|||
* Analisi dei vincoli di una struttura |
|||
* Calcolo delle reazioni vincolari |
|||
* Calcolo delle sollecitazioni interne |
|||
* Strutture isostatiche piane |
|||
* Strutture reticolari piane |
|||
* Equazioni delle deformazioni flessionali in una trave |
|||
* Travi continue e telai piani |
|||
* Strutture iperstatiche piane: metodo delle forze |
|||
* Strutture iperstatiche piane: metodo degli spostamenti |
|||
* Strutture iperstatiche spaziali |
|||
* Instabilità dell’equilibrio elastico in un’asta compressa |
|||
* Instabilità dell’equilibrio elastico in una trave inflessa |
|||
* Instabilità dell’equilibrio di strutture piane |
|||
* Strutture tese flessibili (funi) |
|||
* Strutture ad arco |
|||
* Le lastre piane e le piastre |
|||
* Le membrane e i gusci sottili |
|||
* Volte e cupole di rotazione |
|||
* Instabilità dell’equilibrio delle superfici |
|||
* I solidi tridimensionali |
|||
* Metodo degli elementi finiti |
|||
| ⚫ | Il programma della materia per |
||
==Formalismo matematico== |
==Formalismo matematico== |
||
| Riga 53: | Riga 24: | ||
Nei temi della Scienza delle Costruzioni che sconfinano nella [[meccanica del continuo]] e nella [[meccanica dei solidi]] è pure usato, in anni recenti, il linguaggio dei [[tensore|tensori]]. |
Nei temi della Scienza delle Costruzioni che sconfinano nella [[meccanica del continuo]] e nella [[meccanica dei solidi]] è pure usato, in anni recenti, il linguaggio dei [[tensore|tensori]]. |
||
==Principali studiosi stranieri== |
|||
La Scienza delle Costruzioni è nata in Italia nel Rinascimento, a seguito delle scoperte di Galileo Galilei. La disciplina è stata successivamente sviluppata in Francia, Inghilterra, Germania, Russia e Stati Uniti dove sono state elaborate le principali teorie sull'elasticità e la [[Plasticità (fisica)|plasticità]] dei materiali e le relative sperimentazioni sul comportamento strutturale. Fra gli ingegneri e scienziati francesi che hanno dato i principali contributi alla materia ricordiamo [[Pierre Varignon]] (1654-1722), [[Bernard Forest De Belidor]] (1697-1761), [[Charles Augustin de Coulomb]] (1736-1806), [[Claude-Louis Navier]] (1785-1836), [[Siméon Denis Poisson]] (1781-1840), [[Augustin-Louis Cauchy]], [[Adhémar Jean Claude Barré de Saint-Venant]] (1797-1886). |
|||
Hanno dato contributi essenziali a questa materia il grande matematico e fisico svizzero [[Eulero|Leonard Euler]] (1707-1783), gli scienziati tedeschi [[Christian Otto Mohr]] (1835-1918), [[Heinrich Muller Breslau]] (1851-1925), [[Emil Morsch]] (1872-1950), l'austriaco [[Richard von Mises]] (1883-1953) e gli inglesi [[Robert Hooke]] (1635-1703), [[William John Macquorn Rankine]] (1820-1872) e [[Jacques Heyman]]. Essenziali sono stati gli sviluppi della materia nel XX secolo legati principalmente alle grandi realizzazioni di ingegneria civile. Fra gli ingegneri e ricercatori che hanno operato negli Stati Uniti ricordiamo soprattutto [[Stepan Prokof'evič Timošenko|Stepan Timoshenko]] (1878-1972) e [[Jack Ralph Benjamin]] (1917-1998). |
|||
==Principali studiosi italiani== |
|||
La Scienza delle costruzioni è stata fondata da [[Galileo Galilei]], che ha compiuto le prime ricerche sulla resistenza dei materiali, pubblicate nel trattato di meccanica "Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze" (1638). |
|||
Le teorie di Galilei riguardano in particolare la resistenza a ''flessione'', a ''trazione'' ed a ''compressione'', che sono le principali sollecitazioni sugli elementi costruttivi, analizzate nella fase di rottura, ovvero in campo plastico. Queste ricerche sono state continuate dai suoi allievi [[Guido Grandi]] e [[Vincenzo Viviani]] e sperimentate ampiamente in Italia ed in Francia nel '700. I primi studi su statica e ''resistenza strutturale degli archi'' sono stati intrapresi nel '700 da [[Lorenzo Mascheroni]], [[Leonardo Salimbeni]] e [[Giovanni Poleni]] e sviluppata da altri ricercatori francesi nel secolo successivo. |
|||
Nell'Ottocento in Italia hanno portato importanti contributi a questa materia gli ingegneri [[Carlo Alberto Castigliano]] (1847-1884) di Torino e [[Enrico Betti]] (1823-1892) di Pisa, che hanno scoperto i celebri teoremi sul ''Lavoro di deformazione'' elastico. |
|||
Nel secolo XX hanno portato i principali contributi a questa disciplina [[Gustavo Colonnetti]] (1886-1968) del [[Politecnico di Torino]], [[Luigi Santarella]] (1886-1935), [[Giulio Maier]] del [[Politecnico di Milano]], [[Odone Belluzzi]] (1892-1956) e [[Michele Capurso]] (1935-1987) dell'[[Università di Bologna]], [[Riccardo Baldacci]] (1917–1986) ed [[Edoardo Benvenuto]] (1940-1998) dell'[[Università di Genova]], [[Salvatore Di Pasquale]] (1931-2002) dell'[[Università di Firenze]], [[Carlo Gavarini]] (1934-2010) dell'[[Università degli studi di Roma "La Sapienza"|Università di Roma]], [[Vincenzo Franciosi]] (1925-1989) dell'[[Università degli Studi di Napoli Federico II|Università di Napoli]], [[Castrenze Polizzotto]] dell'[[Università degli Studi di Palermo|Università di Palermo]]. |
|||
Gli sviluppi recenti riguardano principalmente i criteri di calcolo delle strutture con l'elaboratore elettronico, lo studio dei materiali in campo plastico, la Dinamica delle strutture in relazione alle azioni sismiche e il nuovo metodo di calcolo agli "''stati limite''" introdotto dalle norme tecniche più recenti. |
|||
==Bibliografia== |
==Bibliografia== |
||
Versione delle 12:39, 5 mag 2015
La scienza delle costruzioni è quella disciplina che si occupa di costruire e utilizzare modelli fisico-matematici e sperimentali che descrivano il comportamento statico e dinamico della struttura resistente di un manufatto e delle sue componenti (elementi strutturali) sotto l'effetto di varie azioni o sollecitazioni (forze esterne, variazioni termiche, eventi sismici ecc.). Come tale, il suo fine prevalente è quello di sviluppare una mentalità operativa che porti a riconoscere, impostare e risolvere problemi di resistenza delle strutture.
La scienza delle costruzioni è una scienza applicata che affonda le sue origini nella meccanica classica. Essa è una scienza in quanto procede assumendo dei modelli teorici di comportamento, sulla base di ipotesi il più possibile semplici e logicamente coerenti, e ne esplicita e discute le conseguenze. Essa è una scienza applicata in quanto si applica alla modellazione delle strutture portanti delle costruzioni reali, e l'insieme dei suoi costrutti teorici viene giudicato non in base alla sua eleganza formale, ma in base alla efficienza come ausilio e termine di giudizio delle scelte progettuali.
Articolazione della materia
La scienza delle costruzioni è costituita da un insieme di discipline differenti di carattere fisico matematico (meccanica analitica, teoria dell'elasticità, meccanica del continuo), sperimentale (scienza dei materiali) ed anche computazionale e numerico (meccanica computazionale, calcolo automatico delle strutture). Infatti nella tradizione anglosassone, non esiste una materia 'scienza delle costruzioni' ed i suoi contenuti sono generalmente ripartiti nei corsi universitari di resistenza dei materiali (strength of materials), meccanica delle strutture (structural mechanics) e meccanica del continuo (continuum mechanics).
La scienza delle costruzioni è la disciplina di base dell'ingegneria strutturale, materia rilevante dell'ingegneria civile, dell'ingegneria edile, dell'ingegneria meccanica, dell'architettura, dell'ingegneria aeronautica, e dell'ingegneria navale. Come tale i corsi di studio di Scienza delle Costruzioni sono la base formativa di molti indirizzi di laurea delle Facoltà di Ingegneria e di Architettura (ingegneria edile).
Insegnamento
La scienza delle costruzioni viene tipicamente preceduta da corsi di meccanica razionale o di statica delle strutture, e può essere seguita da corsi più applicativi come tecnica delle costruzioni, dinamica strutturale, geotecnica, meccanica applicata.
Il programma della materia per ingegneri e architetti verte di solito sui modelli di strutture lineari, sui telai formati da più elementi lineari, sulle strutture ad arco e a fune, sulle volte e cupole di rotazione. Invece il programma della materia per ingegneri meccanici, navali e aeronautici approfondisce maggiormente i modelli di strutture a superficie (lastre, piastre, membrane, gusci sottili), le strutture a solido tridimensionale e il metodo degli elementi finiti.
Formalismo matematico
Le equazioni della materia vengono espresse con diversi formalismi matematici:
- con equazioni classiche algebriche o differenziali (in una variabile)
- con sistemi di equazioni (in più variabili)
- con il linguaggio delle matrici e l’algebra lineare (in più variabili)
I primi due linguaggi matematici sono impiegati nei trattati classici e sono orientati alla comprensione intuitiva della materia e allo sviluppo dei calcoli con metodi analitici o con sviluppo diretto. Il formalismo matematico di tipo algebrico o differenziale si presta tuttavia quando il numero delle incognite è contenuto (in genere non superiore a 5 o 6 variabili). Quando si devono analizzare strutture ad un numero elevato di incognite (oltre 6 o 7 variabili) è preferibile scrivere le equazioni di scienza delle costruzioni con il linguaggio delle matrici e dell’algebra lineare: tali metodi si prestano allo sviluppo dei calcoli con l’elaboratore elettronico.
Nei temi della Scienza delle Costruzioni che sconfinano nella meccanica del continuo e nella meccanica dei solidi è pure usato, in anni recenti, il linguaggio dei tensori.
Bibliografia
- Belluzzi Odone, Scienza delle Costruzioni (4 volumi), Zanichelli, Bologna, 1953 e successive edizioni
- Baldacci Riccardo, Scienza delle Costruzioni (2 volumi), Utet, Torino, 1970 e successive edizioni
- Capurso Michele, Lezioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora, Bologna, 1971
- Franciosi Vincenzo, Scienza delle Costruzioni (3 volumi), Liguori, Napoli 1971
- Di Pasquale Salvatore, Scienza delle Costruzioni. Una Introduzione alla progettazione strutturale, Tamburini, Milano, 1975
- Benvenuto Edoardo, La Scienza delle Costruzioni e il suo sviluppo storico-critico, prima ed. Sansoni, 1981 (reprint Ed. di Storia e Letteratura, Roma, 2006)
- Sollazzo Alfredo, Ricciuti Umberto, Salvatore Marzano, Mauro Mezzina, Scienza delle costruzioni (3 volumi), Utet, Torino.
Voci correlate
- Teoria dell'elasticità
- Problema di Saint Venant
- Meccanica del continuo
- Meccanica delle strutture
- Meccanica dei materiali
- Tecnica delle costruzioni
- Tecnologia delle costruzioni
Altri progetti
Wikiversità contiene risorse didattiche su scienza delle costruzioni
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su scienza delle costruzioni
Collegamenti esterni
Il portale Geometria non esiste