Corso
Inizio 20 gennaio 2021
Docente Antonio Cazzani
Docente
- Antonio Cazzani, DICAAR, Università degli Studi di Cagliari
Ore: 16
Data d’inizio: mercoledì 20/01/2021
Sunto del corso
Il corso fornisce le basi per comprendere il funzionamento, a livello statico e dinamico, di strutture costituiti da funi, che tipicamente sostengono i carichi mediante sole azioni di trazione. Rispetto a strutture costituite da travi, nelle quali il sistema resistente prevede di reggere i carichi ricorrendo non solo ad azioni assiali, ma anche mediante meccanismi di flessione, taglio e torsione, le strutture costituite da funi sono caratterizzate da una elevata deformabilità, e richiedono di tenere conto che il passaggio dalla configurazione scarica a quella di esercizio comporta, in generale, grandi spostamenti.
Ciò rende non-lineari, per effetto dei cambiamenti di geometria che avvengono nella struttura, le equazioni di equilibrio (caso statico) o quelle del moto (caso dinamico), sicché il principio di sovrapposizione degli effetti perde validità.
Il corso costituisce un’introduzione alla meccanica non-lineare delle strutture, delle quali le funi costituiscono il modello più semplice.
Descrizione estesa
Il corso intende essere una introduzione, dal punto di vista della meccanica strutturale, al comportamento delle funi, che costituiscono gli elementi portanti di strutture leggere e di notevole interesse e impatto architettonico come le tensostrutture.
La progettazione di queste strutture richiede conoscenze strutturali che usualmente non trovano spazio nei corsi istituzionali e che tuttavia sono essenziali per una corretta concezione strutturale: a forme architettoniche complesse si abbinano infatti aspetti meccanici di notevole difficoltà, che richiedono accurati metodi di modellazione in grado di tenere conto dell’elevata deformabilità di queste strutture e di potenziali fenomeni di instabilità indotti da carichi (come quelli dovuti a vento o accumulo di neve o di acqua) che non trovano eguali in strutture massive come quelle realizzate in calcestruzzo armato o in muratura.
Si affronterà lo studio strutturale del comportamento statico e dinamico delle funi, partendo del più semplice schema di una fune singola per giungere, attraverso modelli di calcolo basati sul metodo degli elementi finiti, ad analizzare sistemi complessi bi o tri-dimensionali di funi.
Per la comprensione della risposta, intrinsecamente non-lineare, di una fune sono richieste le conoscenze basilari di meccanica del continuo (analisi dello stato di sforzo e di deformazione) e della teoria della trave, che vengono normalmente impartite in un corso universitario a livello di laurea triennale di Scienza delle costruzioni.
Peraltro il corso si rivolge non solo a ingegneri di formazione strutturistica ma anche ad architetti che manifestano interesse a comprendere i principi di funzionamento di tensostrutture e a conoscere gli strumenti fondamentali su cui si basa le loro progettazione.
Non è richiesta la conoscenza preliminare o l’uso di pacchetti software; le persone interessate potranno però giovarsi della conoscenza di fogli elettronici, o programmi tipo MatLab o Mathematica (o similari) per potere “mettere le mani” su qualche esempio pratico, provando a testare in proprio i metodi di calcolo che verranno proposti nelle lezioni.
Nota: Data la presente situazione di emergenza da pandemia Covid, la didattica verrà presumibilmente erogata a distanza sulla piattaforma Teams; qualora le condizioni lo consentissero, si potranno seguire le lezioni anche in presenza nell’aula Berio (DICAAR, edificio A, piano rialzato, via Marengo 2)
Programma
- Mercoledì 20/01/2021 ore 10:00-12:00, Lezione 1 – Introduzione al comportamento delle funi
- Giovedì 21/01/2021 ore 10:00-12:00, Lezione 2 – Analisi statica bidimensionale di una fune.
- Venerdì 22/01/2021 ore 10:00-12:00, Lezione 3 – Analisi statica tridimensionale di una fune.
- Lunedì 25/01/2020 ore 10:00-12:00, Lezione 4 – Formulazione matriciale per sistemi di funi.
- Lunedì 01/02/2020 ore 10:00-12:00, Lezione 5 – Sistemi di funi: analisi statica linearizzata.
- Martedì 02/02/2020 ore 10:00-12:00, Lezione 6 – Sistemi di funi: analisi statica non-lineare.
- Mercoledì 03/02/2020 ore 10:00-12:00, Lezione 7 – Sistemi di funi: dinamica lineare.
- Giovedì 04/02/2020 ore 10:00-12:00, Lezione 8 – Sistemi di funi: dinamica non-lineare.
Contatti
antonio.cazzani@unica.it, telefono: 070-6755420.
Modalità di iscrizione
Autogestito: inviare e-mail al docente a partire dal 07/01/2021.
Materiali messi a disposizione
Le dispense delle lezioni saranno messe a disposizione di volta in volta sul sito istituzionale del docente.
Bibliografia e riferimenti Web
Krishna, Cable-suspended roofs, McGraw-Hill: New York, 1978.
H.M. Irvine, Cable structures, MIT Press: Cambridge (MA), 1981.
J.W. Leonard, Tension structures, McGraw-Hill: New York, 1988.
- Broughton, P. Ndumbaro, The analysis of cable and catenary structures, Thomas Telford: London, 1994.
H.A. Buchholdt, An introduction to cable roof structures, Thomas Telford: London, 1999.
W.J. Lewis, Tension structures: form and behavior, Thomas Telford: London, 2003.
Ulteriori riferimenti saranno resi disponibili durante il corso sul sito istituzionale del docente.
