Insegnamento DYNAMICS OF STRUCTURES

Corso
Ingegneria civile
Codice insegnamento
A002380
Curriculum
Strutture
Docente
Federico Cluni
Docenti
  • Federico Cluni
Ore
  • 42 ore - Federico Cluni
CFU
6
Regolamento
Coorte 2022
Erogato
2022/23
Attività
Caratterizzante
Ambito
Ingegneria civile
Settore
ICAR/08
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
INGLESE
Contenuti
Dinamica dell'oscillatore semplice (sistema ad un grado di libertà). Oscillazioni libere e forzate.
Risposta a forzanti generiche. Spettro di risposta.
Equazioni del moto dei sistemi a più gradi di libertà. Modi di vibrare. Analisi modale.
Applicazioni all'analisi sotto azioni sismiche.
Equazione del moto della trave e della corda tesa. Periodi e forme modali della trave e della corda tesa.
Testi di riferimento
* Testi in inglese
- A. Chopra, "Dynamics of Structures", Prentice Hall
- R.W. Clough, J. Penzien, "Dynamics of Structures", McGraw-Hill
- A. Zingoni, "Vibration Analysis and Structural Dynamics for Civil Engineers", CRC Press
* Testi in italiano
- L. Facchini, "Elementi di Dinamica delle Strutture", Editrice Esculapio
- I. Iervolino, "Dinamica delle strutture e ingegneria sismica. Principi e applicazioni", Hoepli
- G. Muscolino, "Dinamica delle strutture", McGraw-Hill (fuori commercio, presente nella biblioteca del Polo di Ingegneria)
- C. Gavarini, "Dinamica delle strutture", ESA (fuori commercio, presente nella biblioteca del Polo di Ingegneria)
Obiettivi formativi
L'insegnamento presenta gli elementi di base e gli strumenti concettuali e analitici per lo studio del comportamento dinamico delle strutture in ingegneria civile.
L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nel fornire agli studenti le basi concettuali e gli strumenti per affrontare lo studio dinamico delle strutture in ingegneria civile, con particolare riferimento a quelle con comportamento lineare.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- Comportamento dell'oscillatore semplice (sistema ad un grado di libertà).
- Risposta in oscillazioni libere e forzate.
- Risposta a forzanti generiche.
- Significato ed uso dello spettro di risposta.
- Comportamento dei sistemi a più gradi di libertà.
- Significato delle pulsazioni e delle forme modali.
- Conoscenza dell'analisi modale.
- Comportamento dei sistemi continui, trave e corda tesa.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- analizzare il comportamento dell'oscillatore elementare sotto forzanti qualsiasi.
- determinare pulsazioni e forme modali di un sistema a più gradi di libertà.
- applicare l'analisi modale per la risposta sotto forzanti generiche.
- determinare la risposta sotto azioni sismiche con lo spettro di risposta.
- determinare pulsazioni e forme modali di un sistema continuo, trave o corda tesa.
Prerequisiti
Il corso è al primo anno.
Durante il corso si richiede al capacità di risolvere equazioni differenziali ordinarie e alle derivate parziali lineari e semplici integrali.
la conoscenza di queste tecniche rappresenta un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso con profitto.
Metodi didattici
Il corso è organizzato nel seguente modo:
- lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso.
Le dispense con la traccia delle lezioni viene messa a disposizione al seguente link: https://www.unistudium.unipg.it/unistudium/
Altre informazioni
-
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale, della durata di circa mezz'ora, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodoligici indicati nel programma (oscillatore elementare, sistemi discreti, sistemi continui).
La prova orale consentirà inoltre di verificare la capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli stessi argomenti a contenuto teorico.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso
Sistemi ad un grado di libertà (l’oscillatore elementare)
Richiami delle leggi della dinamica. Principio di D’Alembert. Oscillazioni libere non smorzate. Oscillazioni libere e forzate con smorzamento. Risposta sotto forzanti armoniche. Fattore di amplificazione e sfasamento. Risonanza. Potenza dissipata da smorzatore. Pseudo-accelerazione. Spettro di risposta. Spostamenti imposti alla base. Accelerometri e sismografi. Risposta a forza generica. Integrale di Duhamel. Soluzione con sviluppo in serie di Fourier. Non linearità: smorzamento non lineare (isteresi e attrito). Reazione non lineare (oscillatore elasto-plastico).
Sistemi discreti a più gradi di libertà
Equazioni di moto per sistemi discreti. Soluzione in oscillazioni libere. Proprietà degli autovettori: modi naturali. Coordinate normali e principali. Analisi modale. Smorzamento alla Rayleigh. Applicazioni dell’analisi modale. Fattori di partecipazione modale. Coefficienti di partecipazione modale. Risposta a spostamenti imposti alla base. Analisi modale per azioni sismiche (Analisi con spettro di risposta). Analisi push-over. Coefficienti di massa partecipante.
Sistemi continui
Determinazione dell’equazione di moto della trave e della corda tesa. Oscillazioni libere della trave. Ortogonalità dei modi. Esempi di determinazione dei periodi e forme modali: trave appoggiata, trave a mensola. Oscillazioni forzate della trave. Influenza della forza assiale sui modi. Oscillazioni della corda tesa. Risposta sotto spostamenti impressi.
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