design, problem solving
collana di design, moda e comunicazione
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Direttore
Giordano Pierlorenzi
Direttore Poliarte | Centro Sperimentale di Design, Ancona
Comitato scientifico
Luigi Bandini Buti
Politecnico di Milano
Roberto Giolito
Direttore Ufficio Stile della Fiat, Torino
Giovanni Scialpi
Fashion Designer di Roma
Franco Mariani
ISIA Urbino
Pino Grimaldi
Accademia di Napoli
Paolo Monina
Università degli Studi di Macerata
Roberto Semprini
Accademia di Brera, Milano
Marcello Verdenelli
Università degli Studi di Macerata
Irene Schlact
Technische Universität Berlin, Germania
Comitato di redazione
Poliarte | Centro Sperimentale di Design, Ancona
Sebastiano Cecarini
Andrea Rinaldini
Rossana Lucchetta
Nicola Giulietti
Sirio Burini
Gaia Segattini
Fred Bonci Del Bene
Massimiliano Alessandrini
Marco Vitangeli
Marco Rossi
Vladimiro Campanelli
Chiara Sgreccia
design, problem solving
collana di design, moda e comunicazione
Sulla vanità dell’oggetto
«Il design è la risposta, e non una risposta, al problema», raccontava Bruno Munari ai miei studenti. Ma il design è ancora utile? In una società in
cui tutto si usa, si consuma e si getta con una rapidità supersonica, ha più
senso progettare prodotti industriali, i sedicenti oggetti del viver quotidiano? E per sopramercato, una collana di libri sul design, la comunicazione
e la moda potrà servire a qualcuno o al contrario risultare anacronistica, superflua? Pare quasi una contraddizione il binomio oggetto–libro,
data l’accezione comune di libro, di qualcosa che nasce liberamente per
disseminare i saperi e di oggetto, posto davanti. Una dissonanza forse
concettuale provocatoriamente prodotta per far sorgere una domanda
spontanea: di cosa si tratta? Della antica antinomia: utile e inutile. Sì, una
collana di libri che esplora quel territorio di confine su cui si sfidano da
sempre le discipline di progetto alla ricerca del nuovo.
L’inutilità, la nuova categoria teoretica
La funzione di un oggetto non è legata soltanto alle sensazioni di utilità
e usabilità, ma anche alle emozioni, per cui un oggetto può risultare
utile perché affettivamente caro, oppure inutile perché non più capace
di catturare l’interesse del soggetto percipiente, cioè di suscitare reazioni
bio–chimiche. C’è dunque utilità e inutilità.
L’inutilità è univoca, non suscettibile di ambiguità, di interpretazioni polisemiche e polifunzionali, al contrario dell’utilità. E quanto più un oggetto
è inutile, tanto più, a compensazione, il soggetto si sforza di considerarlo
ora economico, ora sicuro, ora estetico. È sempre un gioco intrigante e
appassionante quello che lega l’oggetto al soggetto.
È una comunicazione polisensoriale delicata e sottile, tutta poggiante sul
soggetto il quale, misurandosi prossemicamente con l’oggetto, finisce,
talvolta anche suo malgrado, col farlo parlare, renderlo pregnante, significante, insomma loquace. Come l’artigiano, more antiquo, replica la
sua fatica nel costruire quotidianamente oggetti pratici ed originali, così
il designer, more novo, scopre vecchie funzioni da attribuire alla materia
che in tal modo viene ad in–formarsi con modalità sempre diverse.
In questo gioco classico di rimescolamento degli stili, librato sul border
line tra reale e surreale, tra prassi e simbolo, tra fisico e metafisico, i progettisti e gli studenti delle scuole di design acquistano dimestichezza con i
canoni della filosofia di progetto imparando per imitazione — la mimesi e
la metessi socratiche — a comprendere la funzione e, con essa, la forma
dell’oggetto di cui il life space si arricchisce. Ecco, allora, il perché di una
nuova collana di libri sul design, la comunicazione e la moda: giocare
di sponda tra l’utile e l’inutile per trovare nuovi possibili orientamenti alla
ricerca creativa poggiando su un formidabile intreccio eclettico tra le
discipline di progetto — artigianato, architettura, ingegneria e design —
nella speranza di un nuovo rinascimento ed un linguaggio e una prassi
finalmente comuni.
Giordano Pierlorenzi
Il logo della collana DPS è stato realizzato da Martina Fratini.
Università degli Studi di Genova
Dipartimento di Scienze per l’Architettura
Scuola Politecnica
DSA Dipartimento di Scienze per l'Architettura
Stradone S.Agostino 37, 16123 Genova
www.arch.unige.it - www.dsa.unige.it
Editing curator, progetto grafico e impaginazione: Salvatore Russo
Disegni di Elisabetta Rebecchi e Antonietta Campanella
Introduzione
alla meccanica
delle strutture
per il design
Parte I
Antonietta Campanella
Copyright © MMXIV
ARACNE editrice int.le S.r.l.
www.aracneeditrice.it
[email protected]
via Quarto Negroni, 15
00040 Ariccia
(06) 93781065
isbn
978-88-548-7933-1
I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica,
di riproduzione e di adattamento anche parziale,
con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi.
Non sono assolutamente consentite le fotocopie
senza il permesso scritto dell’Editore.
I edizione: dicembre 2014
A Marco, Matteo e Paolo
Indice
Le competenze del designer Carlo Vannicola
Prefazione
Simbologia
1 Introduzione
XIII
XVII
XXI
25
1.1 Che cos’è la Meccanica delle strutture?
1.2 Le strutture mono-dimensionali
32
1.3 Le strutture bi-dimensionali
42
43
44
46
1.2.1 La fune
1.2.2 L’asta
1.2.3 La trave
1.2.4 L’arco
1.3.1 Le lastre
1.3.2 Le volte sottili
1.3.3 Le membrane
2 L’equilibrio del punto materiale
2.1 Le grandezze fisiche fondamentali e derivate
2.2 I vettori
2.3 Le forze
2.4 Equilibrio del punto materiale
34
36
36
38
40
53
55
57
66
73
IX
3 Equilibrio del corpo rigido
3.1 Momento di una forza rispetto ad un polo
3.2 Coppia di forze
3.3 Le condizioni di equilibrio per il corpo rigido
3.4 Sistemi di forze staticamente equivalenti
3.5 Il poligono funicolare
3.6 Forze distribuite
4 I vincoli
4.1 I vincoli esterni nel piano
4.2 Equilibrio del corpo rigido vincolato
4.3 Vincoli esterni monolateri
4.2.1 Problema statico del corpo rigido vincolato
4.2.2 Equilibrio del corpo rigido vincolato nel piano
4.3.1 Vincoli monolateri scabri
4.4 I vincoli esterni nello spazio
4.4.1 Tipologie di vincoli esterni nello spazio
4.4.2 Problema statico del corpo rigido vincolato nello spazio
5 Geometria delle masse
87
92
95
99
101
107
117
125
131
132
137
152
153
163
164
168
187
5.1 Il baricentro di un sistema di masse
190
192
199
201
5.2 Momenti del secondo ordine
202
206
214
X
85
5.1.1 Il momento statico di un sistema di masse
5.1.2 Baricentro di figure composte
5.1.3 Baricentro di figure con fori e intagli
5.2.1 Momenti d’inerzia di una superficie piana
5.2.2 Momenti d’inerzia di figure composte
6 La trave
225
6.1 La trave
227
228
237
6.2 Le caratteristiche di sollecitazione per la trave piana
238
250
259
267
6.1.1 La trave rigida piana ad asse rettilineo
6.1.2 Tipologie di travi isostatiche
6.2.1 I diagrammi delle caratteristiche di sollecitazione
6.2.2 Le equazioni indefinite di equilibrio
6.2.3 Tracciare i diagrammi delle caratteristiche di sollecitazione con
l’aiuto delle equazioni indefinite di equilibrio
7 Le travature aperte
7.1 I vincoli interni
7.2 Le travature
7.3 Equilibrio delle travi e delle travature piane
con sconnessioni Interne
7.3.1 Il problema statico delle travature piane semplicemente connesse
con sconnessioni interne
7.3.2 Approfondimento sulle cerniere interne
285
287
288
296
300
320
8 Le travature chiuse
335
339
8.1 Il problema statico delle travature piane molteplicemente
connesse con sconnessioni interne
8.2 Le travature reticolari
8.2.1 Il problema statico delle travature reticolari
8.2.2 Il metodo dell’equilibrio dei nodi per le travature a nodi canonici
8.2.3 Il metodo di Ritter per le travature a sezioni canoniche
Bibliografia
358
362
368
379
389
XI