La tecnica delle costruzioni come arte della progettazione strutturale. Vol. 1: L'uso professionale della scienza delle costruzioni

Sommario Volume I: Introduzione: Elementi critici e storici - La Teoria delle Strutture nella prospettiva della globalizzazione - Cenni sull'impostazione del percorso didattico - Conclusioni - Richiami di Scienza delle Costruzioni e di Meccanica in generale: Premessa - I corpi vincolati - La forza - Il concetto di forza interna - L'istituzione delle equazioni generali di equilibrio del "continuum" solido - La nozione di energia di deformazione e di lavoro delle forze esterne; teoremi del potenziale deformativi: Generalità - Il Teorema dei lavori virtuali nel dominio tridimensionale elastico - Il Teorema dei lavori virtuali nel problema specifico di De Saint-Venant, cioè nella teoria delle strutture classiche - Digressioni generali sul comportamento delle strutture - I teoremi sul lavoro di deformazione - La sovrapposizione degli effetti ed il teorema generalizzato della reciprocità - Le radici matematiche del Teorema dei lavori virtuali, per quanto attiene alla di esso dimostrazione canonica - Le radici matematiche della dimostrazione del Teorema dei lavori virtuali - Enunciati classici dei teoremi del lavoro di deformazione applicati alla teoria delle strutture - Teorema di Clapeyron - Teorema di Betti - Teorema di Maxwell - Primo Teorema del minimo lavoro - Teorema di Castigliano - Teorema inverso di Castigliano -Teorema di Menabrea ovvero Secondo Teorema del minimo lavoro - Il "Teorema" dei lavori virtuali nelle categorie intuitive, ed il suo enunciato storico come "principio" - Considerazioni sulla simmetria e l'antisimmetria: Le strutture simmetriche - Generalità - Simmetria ed antisimmetria del carico in una struttura caratterizzata da simmetria assiale - Lo sfruttamento delle condizioni di simmetria per il calcolo delle strutture iperstatiche - Strutture simmetriche polarmente - Analisi delle travature reticolari: La metrica progettuale - Il metodo dell'equilibrio dei nodi - Il metodo di Ritter - Capriate a correnti paralleli - Nodi di alcune reticolari tipiche - Calcolo di strutture iperstatiche con il metodo delle forze: Impostazione del metodo - Il teorema dei lavori virtuali, e derivati, nelle applicazioni per il metodo delle forze - Telaio piano con traverso inclinato sull'orizzontale e piedritti verticali incastrati al piede risolto con il metodo delle forze - Esercizio di applicazione del metodo delle forze ad una struttura per capannone industriale metallico - Determinazione della formula per il calcolo del momento flettente massimo in un'asta soggetta a carico uniformemente distribuito ed a due momenti di continuità noti - Studio di un telaio metallico per capannone industriale con il metodo delle forze - Calcolo della struttura della prima navata - Calcolo della seconda - Studio di un telaio metallico per capannone industriale, con il metodo delle forze, per il quale si tiene in considerazione la deformazione assiale della catena - Esempio di una procedura di ottimizzazione di un telaio metallico con catena mediante manipolazione analitica della matrice di flessibilità - Calcolo del campo di sollecitazione di una struttura scatolare soggetta a carichi esterni orizzontali e verticali - Esempio di studio di una struttura con ottimizzazione dei profili: caso caratteristico di molte strutture metalliche, realizzate con profilo corrente unico - Esempio di reticolare spaziale per copertura di tipo "a padiglione" - Esempio di modulo di struttura metallica spaziale per pensilina - Esempio di studio, con il metodo delle forze, di un cassone da ponte bicellulare a fiancate inclinate - Esempio di studio, con il metodo delle forze, dell'effetto della ripartizione trasversale dei carichi di esercizio in un ponte a cassone bicellulare a fiancate inclinate - Calcolo dell'abbassamento nel punto medio di una trave soggetta a carico uniformemente distribuito ed a due momenti di continuità noti applicati nei nodi terminali - Il metodo degli spostamenti:Generalità - Il metodo degli spostamenti come promanazione diretta del Teorema dei lavori virtuali - Impostazione del metodo - Coefficienti di rigidezza e momenti d'incastro perfetto - Caso di un'asta doppiamente incastrata soggetta ad una rotazione angolare anaelastica - Caso di un'asta incastrata ed appoggiata soggetta ad un carico uniformemente distribuito - Caso di un'asta incastrata ed appoggiata soggetta ad una coppia applicata all'estremità appoggiata - Impostazione matriciale del metodo degli spostamenti - Applicazione ragionata del metodo degli spostamenti - Come apprendere il metodo degli spostamenti - Portale asimmetrico - Esempio di struttura polarmente simmetrica - Portale costituito da tre pilastri e da una trave orizzontale superiore - Telaio con sbalzo e connessione ad un supporto rigido - Portale a due piedritti ed unica campata - Portali costituiti da piedritti e da una briglia superiore connessa ad un supporto rigido - Portale risolto con il metodo delle forze e con il metodo degli spostamenti - Metodo delle forze - Metodo degli spostamenti - Risoluzione dello schema statico di un soppalco realizzato mediante un solaio inferiore che si connette al superiore tramite un tirante - Schema statico delle fondazioni dei vani scala di un edificio, risolto con il metodo degli spostamenti - Struttura per l'inquadramento di un modello semplificato di un solaio a piastra monolitica in continuità coi piedritti che sono rappresentati da setti murari in calcestruzzo armato (edifici eseguiti con casseri a tunnel) -Esempio di analisi degli effetti anaelastici in una struttura iperstatica - Trave continua di tre campate incastrata ad una estremità - Risoluzione con il metodo delle forze - Risoluzione con il metodo degli spostamenti - Trave continua di quattro campate, simmetrica e soggetta a carico uniformemente distribuito - Risoluzione con il metodo delle forze - Risoluzione con il metodo degli spostamenti - Trave continua a tre campate: esempio elementare di ottimizzazione - Teoria generale degli spostamenti, delle tensioni, delle leggi di comportamento dei materiali, dell'elasticità: Premessa - Enunciato dell'equilibrio interno - Problema 1 - Problema 2 - Deformazioni in due dimensioni - Alcuni tipi semplici di spostamento - Estensione parallela ad un asse cartesiano, ad esempio, x - Estensione in una direzione qualunque del piano x, y - Scorrimento semplice - Scorrimenti semplici sovrapposti - Semplice scorrimento e dilatazione parallela ad entrambi gli assi - La cinematica della trasformazione generale - Cambiamento di lunghezza delle linee - Cambiamento degli angoli - Deformazione duale con lo sforzo tagliante, detta scorrimento - Il diagramma di Mohr nel piano - Invarianti della deformazione - Il taglio semplice (o puro) - La sovrapposizione di due deformazioni finite - Teoria canonica differenziale delle deformazioni e degli spostamenti nel piano di entità infinitesima - Cambiamento di lunghezza delle linee - Deformazione tangenziale infinitesima - Variazione dell'area infinitesima - Le deformazioni e gli spostamenti in tre dimensioni - Il tensore delle deformazioni finite - Cambiamento di lunghezza delle linee - Deformazione tangenziale - Variazione degli angoli durante la deformazione - Determinazione delle deformazioni principali con riferimento all'ellissoide delle deformazioni ed a partire da dati bidimensionali - Il cerchio di Mohr nella rappresentazione di stati di deformazione in tre dimensioni - Sovrapposizione di due deformazioni finite - Deformazioni infinitesime in tre dimensioni - Deformazione longitudinale infinitesima - Deformazioni tangenziali infinitesime - Diagramma di Mohr per la rappresentazione delle deformazioni infinitesime in tre dimensioni - Cambiamento infinitesimo di volume - Le leggi di comportamento dei materiali - I materiali perfettamente elastici: relazione tra tensore di sforzo e tensore delle deformazioni - Il concetto di energia di deformazione; potenziale del campo di deformazione elastica - APPENDICE A1:Tabella A1.1.1 - Tabella A1.1.2 - Tabella A1.1.3. - Tabella A1.1.4 - A1.2 Complessi piani di travi - A1.2.1 Mensole - A1.2.2 Travi appoggiate - A1.2.3 Travi con un incastrato ed un appoggio - A1.2.4 Travi incastrate - A1.3 Formule di addizione in trigonometria - A1.4 Determinanti risolti per matrici di ordine 2 e 3 - Bibliografia