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E. Cantù -A. Cauvin: Lezioni di tecnica delle costruzioni
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Il corso che va sotto il nome di "Scienza delle Costruzioni" sviluppa una parte della Meccanica, la meccanica del corpo deformabile, allo scopo di fornire uno strumento scientifico per la progettazione delle strutture. Esso, avvalendosi delle acquisizioni della meccanica del corpo rigido, ne supera i limiti proponendosi di prevedere deformazioni e resistenza dei corpi attraverso l'analisi dello stato interno di deformazione e di tensione. In questa analisi, la Scienza delle Costruzioni introduce delle ipotesi semplificative, quali quelle dell'omogeneità ed isotropia; introduce talora anche delle ipotesi alternative, quali l'elasticità lineare e la plasticità perfetta, sviluppando per ciascun gruppo di ipotesi assunte i conseguenti metodi di calcolo: così, ad esempio, al calcolo delle tensioni in una sezione di una trave inflessa secondo l'elasticità lineare si contrappone il calcolo del momento-limite secondo la plasticità perfetta. Tali ipotesi non sono arbitrarie, e corrispondono ad idealizzazioni del comportamento delle strutture reali quali sono ritenute accettabili dai criteri di sicurezza correnti. Tuttavia, proprio l'evoluzione dei criteri di sicurezza può rendere più accettabili alcune idealizzazioni piuttosto di altre: così l'adozione del criterio delle tensioni ammissibili conduce quasi generalmente ad analisi nel campo dell'elasticità lineare, mentre l'adozione del criterio degli stati-limite necessita anche di analisi limite e di analisi in campo non lineare. Un secondo motivo di scelta di talune idealizzazioni rispetto ad altre si ritrova nella natura dei materiali da cui sono costituite le strutture e nella loro eventuale associazione (cemento armato, cemento armato precompresso, ecc.): i vari materiali possiedono infatti proprietà diverse, in particolare diverse relazioni sforzi-deformazioni, e pertanto una idealizzazione può ben essere soddisfacente per un materiale e non per altri. L'associazione di diversi materiali dà poi luogo a specifici comportamenti di insieme, che necessitano di particolari analisi. La Tecnica delle Costruzioni è la disciplina che si occupa del controllo della validità delle teorie della Scienza delle Costruzioni per l'applicazione alle singole tecniche costruttive e, se necessario, eleborarne le teorie più adatte. La Scienza delle Costruzioni può ancora mantenere un atteggiamento neutrale nei confronti dell'effettivo comportamento delle singole strutture, elaborando teorie che corrispondono a prescelti gruppi di ipotesi. La Tecnica delle Costruzioni non è più neutrale, ma è suo compito sottolineare i limiti di validità di tali ipotesi e teorie e, suggerirre l'uso della teoria più idonea per ogni tecnica costruttiva, coerentemente con il criterio di sicurezza prescelto. Questo compito è particolarmente complesso per il cemento armato e per il c. a. precompresso, che associano materiali di ben diverse proprietà, meno essenziale per le strutture metalliche che meglio rispondono, a seconda dei casi, alle ipotesi di base dell'elasticità lineare o della plasticità teorica. Per questo motivo si svilupperà in modo più ampio la trattazione delle strutture in conglomerato, limitandosi poi a qualche cenno su problemi particolari delle strutture metalliche; per entrambi i tipi strutturali si presuppone che la formazione dell'allievo sia successivamente completata da specifici corsi ad orientamento progettuale. Una difficoltà non lieve deriva al corso dalla particolare congiuntura di transizione fra l'uso del criterio delle tensioni ammissibili e quello del criterio semi-probabilistico agli stati-limite. La necessità di trattare entrambi gli approcci, se pure fornisce la comprensione critica dei problemi, appesantisce purtoppo il Corso nella parte relativa al conglomerato armato e precompresso. Non vi è spazio sufficiente per una trattazione completa degli stati-limite (malgrado tali argomenti abbiano subito un processo di affinamento nel corso dal 1974 ad oggi, non vi è spazio per una pur modesta trattazione dello stato-limite di deformazione e dell'analisi non-lineare delle strutture); il criterio delle tensioni ammissibili, dal canto suo, è limitato a pochi esempi essenziali. La carenza di spazio nel corso consegue alla necessità di farvi rientrare anche un consistente complemento al calcolo lineare delle strutture (strutture a telaio, lastre piane, travi su appoggio elastico); questa parte del corso, che impegna circa un terzo del tempo totale, è ampiamente trattata da testi ben noti e diffusi, e non rientra quindi in questa raccolta di appunti. Solo l'"Analisi matriciale dei telai", viene quì riportata in Appendice, per il suo carattere di relativa novità e quindi l'opportunità di non rinviare a testi di notevole maggior complessità |
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