lunedì 20 settembre 2010

LA SPINTA DELLE TERRE


LA SPINTA DELLE TERRE

Qualunque materiale in deposito o insilabile esercita contro una parete, verticale o inclinata, che ne impedisce il franamento, una spinta, la cui intensità dipende dalle proprietà fisiche e meccaniche del materiale stesso.
teorie per il calcolo della spinta delle terre, questa dipende essenzialmente dal peso volumico, del terreno e dal suo angolo di attrito fi, che definisce lo stato di equilibrio limite e individua, in assenza di coesione, il piano di naturale declivio, ossia quel piano secondo il quale la massa terrosa, in caduta libera, si dispone naturalmente; tutti i piani che formano con l'orizzontale angoli alfa > fi rappresentano possibili piani di scorrimento della sovrastante massa di terra, che dovrà essere sostenuta da apposite opere, progettate e dimensionate in funzione della spinta esercitata dalla massa stessa.
Prima ipotesi
Il terreno si considera omogeneo in ogni suo punto, cioè si ammettono costanti le sue caratteristiche fisiche e meccaniche.
Seconda ipotesi
Se contro un muro viene realizzato un riempimento di terra incoerente per tutta la sua altezza, superiormente delimitato da un piano orizzontale o inclinato, e illimitato dalle altre parti , la massa di terreno provoca subito una spinta S contro il muro che subisce un lieve cedimento, cioè una traslazione oppure una rotazione intorno al punto D.

Prima di passare allo studio dei procedimenti di calcolo della spinta dei terrapieni, sono opportune alcune considerazioni:
- i valori delle spinte attiva e passiva, essendo definiti in funzione della condizione di equilibrio del muro, consentono a quest'ultimo un lieve spostamento e pertanto possono verificarsi spinte di terrapieni maggiori di Sa, nella seconda ipotesi e minori di Sp nella terza ipotesi;
- nel calcolo della spinta attiva, con un errore praticamente trascurabile e a vantaggio di una maggiore semplicità nel calcolo stesso, la superficie di scorrimento può essere considerata piana anziché curva; tale approssimazione non è possibile nel calcolo della spinta passiva
- nel caso di terreni coerenti e argillosi, eventuali sovraccarichi gravanti sul terrapieno determinano una compressione della massa terrosa con una riduzione dei pori, per cui una parte dell' acqua contenuta viene ad accumularsi lungo la superficie di scorrimento facilitando il distacco del prisma di scorrimento; di conseguenza si riduce l' angolo di attrito con l' aumentare del sovraccarico;
- il valore della spinta attiva calcolato è inferiore a quello reale che il muro deve sopportare fino a che il muro non ha subito un lieve cedimento (traslazione e/o rotazione); di conseguenza è preferibile un muro meno rigido, e quindi più soggetto a cedimenti, rispetto a un altro con elevata rigidezza in quanto sovradimensionato;
- il prisma di terra che si distacca lungo la superficie di scorrimento tende a incunearsi
Per la limitata incidenza che ha sul valore della spinta, in genere tale attrito viene trascurato, anche perché si riduce per la presenza di umidità; quando si vuole considerarlo, se ne tiene conto tramite il relativo angolo di attrito (P, la cui ampiezza può assumere valori: fi = ( 1/2 // 2/3)x fi --> fi1 maggiore o uguale 1/2fi


FUNZIONE DEI MURI DI SOSTEGNO


FUNZIONE DEI MURI In relazione alla loro funzione si possono dividere in:
a) muri di sostegno propriamente detti : l'altezza del muro è uguale quella del terrapieno che deve sostenere e pertanto assolvono a una funzione statica;
b) muri di sottoscarpa : la loro altezza è inferiore a quella del terrapieno per cui il terreno posto oltre il limite superiore costituisce un sovraccarico e viene disposto secondo il piano di natural declivio
c) muri di controripa: adagiati e rivestono il terreno
Le due pareti esterna e contro terra vengono generalmente chiamate paramenti esterno e interno.
possono avere le seguenti tipologie di profili trasversali:
a) muro con sezione rettangolare solo per altezze sino a 1,80 - 2,00 m circa;
b) muro con sezione trapezia: viene usata per altezze di terrapieni -io a 5,00 m circa e può essere realizzata con paramento:
a volte il paramento interno viene sostituito da riseghe, realizzano gradoni 0.1-0.15 ogni m di H
c)muro con speroni o contrafforti interni o esterni: per altezze superiori a 5,00 m circa, al fine di contenere lo spessore dell'opera di sostegno, e quindi renderla più economica, il muro viene sostenuto da rinforzi detti speroni
d)muro con contrafforti e mensole o voltine interne di scarico: per altezze maggiori di 7,00 ~ 8,00 m, le sezioni sino a ora considerate presentano spessori abbastanza elevati e tali da renderli non più economici, per cui gli speroni vengono collegati, generalmente a interassi costanti, da mensole
le sostegno rigide vengono suddivise in:
a) muri di sostegno a gravità devono presentare un peso elevato notevole spessore;
b) muri di sostegno con soletta verticale a sbalzo: vengono realizzati in cemento armato lo spessore di quei muri è sempre notevolmente contenuto;
c) muri a semigravità: con dimensioni più ridotte, le eventuali tensioni di trazione per flessione vengono fatte assorbire da una ridotta armatura metallica anziché con un aumento sullo spessore del muro


Schema per il calcolo di massima delle reti idriche


Schema per il calcolo di massima delle reti idriche

Denominazione tratto: il condotto viene diviso virtualmente in varie parti per studiarne le varie caratteristiche, ad ogni tratto viene dato un nome al fine di individuarlo più velocemente.

Portata totale: è la quantità di acqua di acqua che passa attraverso il tratto di condotto in un’ora.

Numero flussometri: i flussometri sono i regolatori del flusso di acqua che passa nel tubo.
Questa voce indica il numero di strumenti presenti nel tratto.

Portata ridotta:

Lunghezza reale: è la lunghezza del tratto di condotto.

Lunghezza equivalente:

Lunghezza totale:

Diametro assunto: è il diametro del condotto.

Velocità acqua: è la velocità che ha l’acqua nel tratto di condotto.

Perdite continue: sono le perdite di acqua dovute a giunture, strettoie, curva o altro presenti nel condotto.

Perdite carico tratto: sono le perdite di acqua dovute a fattori naturali (attrito con il condotto, evaporazione e altro)


COSTRUZIONI - reazioni vincolari 2 forze F distinte


in fugura abbiamo due forze F,


COSTRUZIONI - reazioni vincolari


come riuscire a calcolare le reazioni vincolariin una struttura isostatica.
prima di tuto bisogna conoscere bene  la fisica ed i suoi effetti

La legge di Hooke descrive quantitativamente le deformazioni elastiche subite da un solido al
quale sia applicata una forza meccanica. L’esperienza mostra che, quando si applica a un corpo
solido una forza che ne modifichi la forma in modo non irreversibile, l’entità della deformazione è
proporzionale alla forza applicata. Se l'intensità della forza è minore di un certo valore critico,
l'allungamento prodotto è a essa proporzionale e il grafico che rappresenta la legge è una retta
(Proporzionalità Diretta). Al di sopra del limite elastico, specifico di ogni corpo e dipendente dalla
sua forma e composizione, si producono deformazioni irreversibili; il grafico si discosta
dall'andamento lineare e la legge di Hooke non è più valida.
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domenica 19 settembre 2010

Telaio con caroco F orizzontale


Determinazione, attraverso il principio dei lavori virtuali e le caratteristiche di simmetria della struttura e di simmetria ed emisimmetria dei carichi, degli "spostamenti" dei nodi e delle caratteristiche di sollecitazione di un telaio con carico F orizzontale

























Tensione in un punto


Analisi della tensione
Tensione in un punto










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Densità e peso specifico


Densità e peso specifico


Prima di tutto vale la pena di notare che densità (ρ) e peso specifico (γ) differiscono solo per una "costante": l'accelerazione g di gravità, che per Roma possiamo porre uguale a 9,807 m/s². Precisamente risulta che: γ = g x ρ.

La densità è il rapporto tra la massa ed il volume (pieno: cioè privo di vuoti eventualmente presenti) del materiale in esame. Ha le dimensioni di kg/m3 nel sistema internazionale e di tm /m3 (o kgm /dm3 o gm /cm3) nel sistema tecnico.

Il peso specifico (assoluto) è il rapporto tra il peso ed il volume (pieno: cioè privo di vuoti eventualmente presenti) del materiale in esame. Ha le dimensioni di N/m3 nel sistema internazionale e di tP /m3 (o kgP /dm3 o gP /cm3) nel sistema tecnico.

Il peso specifico apparente è il rapporto tra il peso ed il volume del materiale in esame considerando (nel volume) anche i vuoti eventualmente presenti nel materiale stesso. Ha le dimensioni di N/m3 nel sistema internazionale e di tP /m3 (o kgP /dm3 o gP /cm3) nel sistema tecnico.

La densità relativa è il rapporto tra la densità del materiale in esame e la densità di un materiale di riferimento (acqua, per i materiali non aeriformi e non solubili nella stessa). E' una grandezza adimensionale. Per opportuna scelta delle unità di misura (ad esempio gm /cm3) la densità assoluta e relativa coincidono numericamente.

Il peso specifico relativo è il rapporto tra il peso specifico del materiale in esame e il peso specifico di un materiale di riferimento (acqua, per i materiali non aeriformi e non solubili nella stessa). E' una grandezza adimensionale e coicide con la densità relativa non solo numericamente ma anche nelle dimensioni.




Misurazione della densità



1) Picnometro (density bottle)     (ordine incertezza: 10-5)




A : peso picnometro
B : peso picnometro + peso materiale
C : peso picnometro + peso materiale + peso liquido (del volume rimasto fino alla tacca)
D : peso picnometro + peso liquido (fino alla tacca)


Le misurazioni dei pesi vanno eseguite con una bilancia di precisione. Il materiale da pesare deve prima essere essiccato e polverizzato. Il materiale da esaminare non deve essere solubile in acqua; se lo fosse, o si immerge il campione prima in paraffina oppure si usa un liquido in cui non è solubile, badando però al risultato che sarà relativo non più all'acqua, ma al nuovo liquido.





oppure un altro modo può essere quello di considerare


E : peso picnometro + peso liquido (di tutto il volume fino alla tacca)
F : peso picnometro + peso liquido (di tutto il volume fino alla tacca) + peso materiale
G : peso picnometro + peso materiale + peso liquido (del volume rimasto fino alla tacca)


Ossia E=D, F=B+D-A, G=C.









2) Pesata idrostatica      (ordine incertezza: 10-6)

Si sfrutta il principio di Archimede:

Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto uguale al peso del volume di fluido spostato

Con la bilancia di Archimede (bilancia idrostatica) si determina il peso P1 del materiale in esame in aria e poi il peso P2 del materiale in esame in acqua

P1 = Vx (ρ-ρaria) g

P2 = Vx (ρ-ρacqua) g

e facendo il rapporto di queste due equazioni, si ricava la densità relativa all'acqua del materiale in esame.




3) Flottazione      (ordine incertezza: 10-8)

E' il metodo più sensibile e sfrutta la proprietà che un solido immerso in un liquido di uguale densità non affonda e non galleggia, cioè rimane in condizioni di equilibrio.




4) Altri      (ordine incertezza: >10-5)

Sono i metodi meno sensibili e sfruttano varie proprietà tra cui le principali possono essere ricondotte a due: 1) Le radiazioni gamma assorbite da un materiale sono proporzionali alla massa del materiale stesso; 2) La variazione dell'oscillazione di un onda al passaggio nel materiale è proporzionale alla massa del materiale stesso.











SEZIONE:Gavarini soluzione


SOLUZIONE
Notazioni usate:

n: asse neutro;
S: asse di sollecitazione;
zona gialla: nocciolo centrale d'inerzia;
ellisse: ellisse centrale d'inerzia;
1,2,3,4: spigoli del rettangolo grande e relative antipolari ;
x',y' : è il sistema di coordinate con origine nel centro del rettangolo grande;
x,y : è il sistema di coordinate baricentrico con assi paralleli a x',y' ;
ξ,η : assi principali d'inerzia;
φ : angolo (in senso antiorario) tra l'asse x e ξ;
α : angolo (in senso antiorario) tra l'asse ξ e S;
β : angolo (in senso antiorario) tra l'asse ξ e n;

N.B.: l'asse n è il coniugato di S (e viceversa

Una Soluzione Particolare:

a=4cm , b=4cm , c=1cm , d=1cm , e=0.5cm ,
f=0.5cm , Cx'=1cm , Cy'=1cm , N=10Kgf










Geometria delle Aree


Geometria delle Aree
Fissato un sistema di riferimento Cartesiano Oxy (per semplicità ortogonale, monometrico, destro), si definiscono:


Momento Statico







Momento d'Inerzia Assiale















Sezioni


Sezioni
Calcolo delle principali caratteristiche

Per lo studio dei vari casi si clicchi sulle figure (per ora ce ne è solo una!)


Cliccami se vuoi vedere le mie caratteristiche


sabato 18 settembre 2010

IPERSTATICA : Ciampoli



Iperstatica: Ciampoli SOLUZIONE con il PRINCIPIO dei LAVORI VIRTUALI


Iperstatica Ciampoli



SOLUZIONE con il PRINCIPIO dei LAVORI VIRTUALI










I valori N e T appena scritti hanno le dimensioni di una Forza, mentre i valori M hanno le dimensioni di una Energia.

è lo spostamento dovuto a "n" nella direzione e nel verso in cui è applicata la forza "m" del sistema fittizio;
"k" si riferisce alla figura;
"m" si riferisce al sistema fittizio, "n" al sistema reale;

Per semplificare i conti ed evitare, inoltre, di sbagliare segno, introducendo alcuni segni negativi in più, le "forze" fittizie da applicare si scelgono:
1) di valore unitario,ma con dimensione: Forza se N o T, Energia se M;
2) con direzione e verso uguale alle incognite iperstatiche;

Valendo il Principio di Sovrapposizione degli effetti si possono separare gli effetti delle "forze" agenti sul sistema principale (quello reso iperstatico) da quelli delle incognite iperstatiche.

Grazie a 1) e 2) per trovare N, T e M relativi alla incognita iperstatica Xi basta moltiplicare N,T e M relativi alla "forza" virtuale "i" per il modulo dell'incognita iperstatica Xi visto che gli N, T e M unitari sono già dimensionati.

Continuo ad usare il termine forze tra virgolette perché è improprio: se fosse un momento, sarebbe una energia.

Le sezioni non sono variabili con la z quindi A, I, χ, E e G sono delle costanti e possono quindi essere portate fuori dall'integrale.

N.B.: ATTENZIONE alle dimensioni !!! Il termine prima dell'uguale (quello con ) ed i termini dopo l'uguale hanno le dimensioni di una Energia (Lavoro),ma attenzione: ha le dimensioni di una lunghezza. Questo perché il primo termine è stato moltiplicato per una forza di modulo unitario, ma con dimensione !!!

N.B.: ATTENZIONE alle η !!! Quello che io indico con (escluso il caso n=0) è quello che spesso nei testi è indicato con ηXi. Spero di non generare in voi confusione, ma l'ho fatto perché a me sembra più importante capire cosa si sta facendo piuttosto che risparmiare un minuto di calcoli: nel mio modo tutte le hanno la stessa dimensione (cosa che non accade nell'altro caso). Questo significa che, ad esempio, 12 non è più uguale a 21, ma è ugualmente facile ricavare 21 da 12, infatti: 21 = (X1/X2) 12.
Comunque questa notazione la userò solo in questo esrcizio: l'unico spiegato a fondo. Negli altri esercizi troverete le più familiari η.






Qui di seguito avete la possibilità di calcolare l'area della sezione, il suo momento d'inerzia, χ, X1, X2 e lo spostamento del punto C, facendo variare 8 parametri. Come sezione della trave (costante) ho considerato una doppia T con corpo centrale alto 'H' e spesso 'a' e con ali uguali di lunghezza 'B' e spessore 'b'. Nei conti ho fatto le approssimazioni per sezione sottile.


a = cm ;
b = cm ;
B = cm ;
H = cm ;
L = m ;
F = kgf ;
Q = kgf/m ;
ΔT = K ;
α = K-1 ;
E = kgf/m2 ;
G = kgf/m2
A = cm2
I = cm4
χ =
con N, T e M
X1 = kgf
X2 = kgf
η1 = mm
η2 = mm
solo con M
X1 = kgf
X2 = kgf
η1 = mm
η2 = mm







Iperstatica: Ciampoli SOLUZIONE











venerdì 17 settembre 2010

Iperstatica: telaio a due piani con carico uniformemente distribuito


Telaio a due piani con carico uniformemente distribuito al 2° piano.
Risolvere la struttura in figura.







Determinazione deformazioni w, v e φ con la matrice di rigidezza


iperstatica: Telaio a due piani con carico uniformemente distribuito esercizio


Telaio a due piani con carico uniformemente distribuito al 2° piano.

Determinazione, attraverso la MATRICE di RIGIDEZZA, delle DEFORMAZIONI w, v e φ dei nodi di un telaio a due piani con carico uniformemente distribuito al 2° piano.




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Se EI e EA sono uguali per tutte le aste:
























 

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