In breve: Impariamo a riconoscere e calcolare le strutture semplici. Vediamo la differenza tra schemi isostatici e iperstatici.
Cosa sono le strutture
Una struttura è un insieme di elementi che reggono carichi. Travi, pilastri e archi sono esempi comuni.
Per stare ferma, una struttura ha bisogno di vincoli. I vincoli la collegano al terreno o ad altre parti.
Pensa a una mensola fissata al muro. Il muro è il vincolo che la tiene su.
Isostatica o iperstatica
Una struttura è isostatica quando i vincoli sono giusti per tenerla ferma. Né troppi, né troppi pochi.
Una struttura è iperstatica quando ha vincoli in più. Questi vincoli extra danno maggiore sicurezza.
La trave appoggiata su due appoggi semplici è isostatica. La trave incastrata a entrambe le estremità è iperstatica.
Per le strutture isostatiche bastano le equazioni di equilibrio. Per quelle iperstatiche servono anche equazioni che usano le deformazioni.
Come si analizza una struttura semplice
Per prima cosa, si disegna lo schema con i carichi e i vincoli. Poi si scrivono le equazioni di equilibrio.
Le equazioni sono tre per le strutture piane. Riguardano forze orizzontali, forze verticali e momenti.
Esempio: una trave lunga 4 metri appoggiata agli estremi. Sopra c'è un carico al centro di 10 kN.
Per simmetria, ogni appoggio porta metà del carico. Quindi le reazioni valgono 5 kN ciascuna.
Dopo aver trovato le reazioni, si calcolano sforzo normale, taglio e momento. Questi valori servono a verificare la sicurezza della trave.
Parole difficili
- Vincolo: elemento che limita i movimenti della struttura
- Reazione vincolare: forza che il vincolo esercita sulla struttura
- Isostatica: struttura con vincoli sufficienti e non in eccesso
- Iperstatica: struttura con più vincoli del minimo necessario
- Equilibrio: condizione in cui forze e momenti si bilanciano
- Momento: tendenza di una forza a far ruotare un corpo
Riferimenti
- Norma: Riordino degli istituti tecnici
- Obiettivo formativo coperto: ob.tecnico-costruzioni-ambiente-territorio.progettazione-costruzioni-e-impianti.cl3.strutture-isostatiche-iperstatiche.01