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VIOLA - Teoria delle Strutture 2. Gusci di rivoluzione

Aggiornamento: 6 lug 2023


Teoria delle Strutture 2

Il presente volume del testo di Teoria delle Strutture prosegue la trattazione iniziata nel volume precedente, la quale è dedicata agli Stati tensionali e Piastre.

Qui, nel secondo libro, il percorso continua fissando l'attenzione su tre argomenti specifici dei gusci non degeneri, ma la prospettiva seguita nella scrittura di questo secondo volume non è mutata. L'unità di impostazione richiede sempre la trattazione unificata di differenti elementi strutturali, descritti da sistemi di equazioni differenziali alle derivate parziali.


Per una visione complessiva dello schema sviluppato nell'esposizione degli argomenti della disciplina in narrativa, si rimanda all'inquadramento della materia fornito dalla prefazione del primo volume. Le equazioni indefinite di equilibrio e di congruenza sono sempre ricavate, come nei Capp. 5, 6, attraverso il metodo diretto, come pure dall'applicazione del principio dei lavori virtuali. Viene mostrato che il principio delle forze virtuali equivale alle equazioni al congruenza, mentre il principio degli spostamenti virtuali costituisce una formulazione alternativa dell'equilibrio. Sono introdotte le strutture a guscio e definite le curvature principali e le caratteristiche della sollecitazione.


Vengono ricavate le equazioni indefinite di equilibrio per le membrane sollecitate da forze non simmetriche. Imponendo condizioni di carattere geometrico, dal caso generale sono dedotte le equazioni per: a) la cupola sferica; b) li guscio conico; c) il guscio cilindrico; d) la membrana rettangolare; e) la membrana circolare. Queste sono pure ricavate attraverso l'applicazione del metodo diretto. Viene discussa la deduzione delle equazioni di congruenza in coordinate cilindriche, nonché l'applicazione a i recipienti in pressione. La scrittura delle equazioni in notazione matriciale fornisce alle stesse un carattere di generalità, poiché la loro rappresentazione sintetica è valida per tutti gli elementi strutturali. Lo schema delle Teorie fisiche, denominato anche Diagramma di Tonti, costituisce la rappresentazione sintetica più significativa delle variabili e delle equazioni che permettono la formulazione del problema dell'equilibrio elastico. Le quattro variabili vettoriali coinvolte riguardano i parametri di spostamento e dei carichi esterni, come pure le caratteristiche di deformazione e di sollecitazione. Le variabili in argomento intervengono nelle tre equazioni denominate di equilibrio, di congruenza e di legame costitutivo elastico. Dette equazioni definiscono la cosiddetta equazione fondamentale, che esprime l'equazione indefinita di equilibrio in termini di spostamenti.


La soluzione del sistema fondamentale di equazioni descrive il comportamento dell'elemento strutturale oggetto di studio. Particolare attenzione è stata conferita all'ipotesi di assial-simmetria, che percorre vari capitoli del testo, al fine di dedurre dalle relazioni generali quelle semplificate, quando un modello strutturale, geometricamente simmetrico, viene sollecitato dalla particolare condizione di carico che impedisce il nascere di specifici spostamenti generalizzati e le relative deformazioni e sollecitazioni. L'ipotesi in parola viene applicata in regime membranale, come pure in regime flessionale. In quest'ultimo caso viene adoperata sempre la distinzione tra il modello cinematico di Reissner-Mindlin e quello di Kirchhoff-Love. Numerose tabelle illustrano il confronto tra le equazioni di equilibrio e di congruenza per i vari elementi strutturali dei differenti livelli di complessità connessi con i modelli esaminati.

 

In ingegneria strutturale, il termine "gusci di rivoluzione" si riferisce a una classe di elementi strutturali tridimensionali che hanno una forma simile a quella di una conchiglia o di una sfera. Questi elementi sono utilizzati per la costruzione di strutture che richiedono una resistenza elevata, come ponti, grattacieli, serbatoi e piattaforme offshore. I gusci di rivoluzione sono solitamente realizzati in materiali compositi o in calcestruzzo armato, e possono essere classificati in base alla loro forma, al metodo di produzione e alle condizioni di carico. La forma più comune di guscio di rivoluzione è quella sferica, ma ci sono anche gusci di forma ellittica, parabolica e iperbolica. Gli ingegneri strutturali utilizzano metodi analitici e numerici per valutare le prestazioni dei gusci di rivoluzione, tenendo conto dei carichi e delle deformazioni che questi elementi sono in grado di sopportare senza subire danni permanenti. La progettazione di gusci di rivoluzione richiede una conoscenza approfondita della meccanica dei materiali, della statica e della dinamica delle strutture, nonché delle normative e delle pratiche di costruzione locali.

 

Erasmo VIOLA - Laureatosi con lode in Ingegneria Civile, all’Università degli Studi di Napoli il 30 luglio 1973, dal 1° novembre dello stesso anno ha ricoperto ruoli diversi presso l’Istituto di Scienza delle Costruzioni dell’Università di Bologna: Borsista, Assistente Ordinario, Prof. Associato e Prof. Ordinario. È stato per circa 25 anni Coordinatore dei Dottorati di Ricerca in Meccanica delle Strutture, prima, e di Ingegneria Strutturale ed Idraulica dopo. Nel periodo 2002- 2017 ha svolto anche la funzione di Responsabile Scientifico del Centro di Ricerche CIMEST dell’Università di Bologna. Nel corso degli anni ha svolto una intensa attività didattica e di ricerca. I risultati scientifici conseguiti sono ampiamente riconosciuti anche in ambito internazionale.

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