Obiettivi Formativi

Obiettivo fondamentale del corso è quello di fornire allo studente le conoscenze di base relative alla dinamica delle strutture per affrontare i problemi strutturali che si possono presentare nella pratica professionale. Lo studente sarà in grado di inquadrare la particolare tipologia strutturale e scegliere il metodo risolutivo più adatto anche con l'ausilio di strumenti di calcolo codificati. Sarà, inoltre, dedicata particolare attenzione alla progettazione in zona sismica di strutture con dispositivi passivi per la riduzione delle vibrazioni.

Metodi didattici

Lezioni alla lavagna e uso di mezzi audiovisivi. Ausilio allo studente per l’utilizzo di codici e programmi di calcolo per la redazione di elaborati relativi alla modellazione delle strutture e all'uso di "Tecniche Innovative" per la progettazione di strutture soggette ad azioni dinamiche.

Prerequisiti

Algebra delle matrici, Equazioni differenziali, Meccanica delle Strutture

Verifiche dell'apprendimento

Colloquio al fine di verificare l'apprendimento degli strumenti teorici e analitici forniti durante il corso e discussione degli elaborati assegnati sull'uso di "Tecniche Innovative" per la progettazione di strutture soggette ad azioni dinamiche. MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO INGLESE Oral exam testing students on learning basic notions and on their skill to deal with problems like those developed during the class and discussion on homeworks related to the modeling of structures and the "Innovative Techniques" for the design of structures subjected to dynamic loads. TESTI DI RIFERIMENTO A.K. Chopra, “Dynamics of Structures”, Prentice Hall, 2011. R. Clough, J. Penzien, “Dynamics of Structures”, McGraw-Hill, 1993. G. Muscolino, “Dinamica delle Strutture con fondamenti ed applicazioni di ingegneria sismica e dinamica aleatoria”, Pitagora Editrice Bologna, 2012.

Programma del Corso

- Vibrazioni libere e forzate di oscillatori elementari (richiami). - Vibrazioni libere e forzate di strutture a più gradi di libertà (richiami). - Complementi di analisi dinamica deterministica di strutture discretizzate: Analisi dinamica nel dominio del tempo di strutture non classicamente smorzate. Metodi di correzione modale. Analisi nel dominio della frequenza: Funzione di trasferimento per oscillatore elementare e per strutture a più gradi di libertà. Dissipazione isteretica lineare. - Elementi di analisi dinamica di strutture composte da sottostrutture; metodi di sintesi delle componenti modali. Tecniche di controllo delle vibrazioni (dissipatori, isolatori, sistemi a massa accordata). Metodi di analisi e progettazione di strutture in presenza di dispositivi di controllo passivo. - Analisi dinamica deterministica di sistemi continui: Legge di Newton; principio di Hamilton; equazione del moto delle vibrazioni trasversali della trave di Eulero-Bernoulli; problema agli autovalori per sistemi continui; frequenze naturali e autofunzioni; funzioni di Krilov; rapporto di Rayleigh; metodo di Rayleigh-Ritz per calcolo approssimato di autovalori e autofunzioni; ortogonalità delle autofunzioni; analisi modale per sistemi continui; analisi dinamica di sistemi continui forzati; cenni vibrazioni trave soggetta a carichi mobili. - Elementi di teoria della probabilità e variabili aleatorie. - Elementi di teoria dei processi aleatori. - Analisi aleatoria di oscillatori lineari forzati da processi gaussiani. Formulazione integrale in termini di variabili di stato. Formulazione differenziale della risposta aleatoria non stazionaria. - Analisi aleatoria di strutture a più gradi di libertà forzate da processi gaussiani: Analisi aleatoria stazionaria nel dominio della frequenza di strutture classicamente smorzate per processo multivariato monocorrelato e per processo forzante multivariato-multicorrelato. Formulazione differenziale per analisi aleatoria stazionaria e non stazionaria di strutture classicamente smorzate. Considerazioni su analisi aleatoria di strutture non classicamente smorzate. - Metodi per la valutazione dell’affidabilità nella dinamica aleatoria. Numero medio di attraversamenti di barriera da parte di processi aleatori. Istante di primo passaggio da parte di processi aleatori. Fattori di picco per processi aleatori gaussiani stazionari a media nulla. Metodo di simulazione numerica Monte Carlo. Cenni sui metodi di valutazione della sicurezza strutturale. -Modellazione stocastica dell’azione del vento e dell’azione sismica sulle strutture. Accelerogrammi spettrocompatibili. Modellazioni aleatorie non stazionarie dell’accelerazione sismica.