Francesco Paolo PINNOLA

Francesco Paolo PINNOLA

Ricercatore Universitario

Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08: SCIENZA DELLE COSTRUZIONI.

francesco.pinnola@unisalento.it

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione

Edificio La Stecca - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)

Ufficio 2° Piano - Edificio La Stecca, Piano 2°

Telefono +39 0832 29 7241

Ricercatore di Scienza delle Costruzioni
Area di competenza:

Scienza delle Costruzioni

Dinamica delle Strutture

Complementi di Scienza delle Costruzioni

Orario di ricevimento

Ogni venerdì dopo le 15:00, oppure previo appuntamento concordato via email.

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Curriculum Vitae

Il Dr. Francesco Paolo Pinnola è attualmente Ricercatore di Scienza delle Costruzioni presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione dell’Università del Salento. Dopo aver conseguito la laurea triennale in Ingegneria Civile, si è laureato con lode e menzione in Ingegneria delle Costruzioni Edilizie presso l’Università degli Studi di Palermo nel Luglio 2011, discutendo la tesi dal titolo “Materiali Viscoelastici nelle Applicazioni Civili: metodologie avanzate di calcolo” (tutor: Prof. Mario Di Paola). Nel Marzo 2015 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Civile e Ambientale (indirizzo ingegneria delle strutture) con votazione “ottima” presso l’Università degli Studi di Palermo, discutendo la tesi dal titolo “Stochastic dynamic analysis of structures with fractional viscoelastic constitutive laws” (supervisors: Prof. Mario Di Paola, Prof. Pol D. Spanos). Dal Marzo 2013 è stato “Visiting Research Scholar” presso la Rice University di Houston-TX (USA) dove ha approfondito alcuni studi inerenti la meccanica stocastica. Da Ottobre 2016 a Gennaio 2017 è stato titolare di un assegno di ricerca post-doc presso la Kore University di Enna dove ha svolto attività didattica e di ricerca in collaborazione con il gruppo di ricerca del LEDA (Laboratory of Earthquake Engineering and Dynamic Analysis).
 
I suoi interessi scientifici riguardano diversi argomenti della Scienza delle Costruzioni e della Dinamica delle Strutture. In particolare, oggetto della sua attività di ricerca sono: la viscoelasticità lineare e non-lineare, la meccanica stocastica, i legami costitutivi dei materiali reali, la meccanica computazionale, il comportamento meccanico dei materiali biologici e bio-ispirati, il calcolo frazionario e le sue applicazioni in ambito ingegneristico.
 
È autore di oltre venti articoli scientifici sia di carattere nazionale che internazionale e svolge attività di revisore per diverse riviste internazionali. È stato membro del comitato organizzatore di diverse conferenze internazionali ed è “Invited Guest Editor” della rivista internazionale “ASCE-ASME Journal of Risk ad Uncertainty in Engineering System Part B. Mechanical Engineering” per il numero speciale dal titolo “Fractional operators in the analysis of mechanical system under stochastic agencies”.

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile:

Complementi di Scienza delle Costruzioni (6 CFU)

II semestre (01/03/2017-01/06/2017)

 

Obiettivi del corso

Il corso rappresenta la prosecuzione di quello di Scienza delle Costruzioni affrontato nella laurea triennale. Si prefigge di fornire allo studente le conoscenze relative ad argomenti di Scienza delle Costruzioni non approfonditi nell’ambito del corso base. In particolare, verranno trattati i cedimenti vincolari e le variazioni termiche, gli elementi bidimensionali, la teoria della plasticità, l’instabilità dell’equilibrio e saranno introdotti alcuni elementi inerenti la dinamica delle strutture.


Risultati di apprendimento

Dopo il corso lo studente dovrebbe essere in grado di:

- Risolvere strutture iperstatiche con cedimenti vincolari e distorsioni termiche.

- Conoscere lo stato tensionale e deformativo di lastre e piastre rettangolari.Risolvere il problema dell’equilibrio elastico di lastre piane in condizioni di polarsimmetria.

- Modellare il comportamento elastoplastico di elementi strutturali e valutare il moltiplicatore di collasso di strutture in materiale idealmente plastico.

- Valutare i carichi critici in strutture a elasticità diffusa e concentrata.

 

Programma del corso

Cedimenti vincolari e distorsioni: vincoli cedevoli eleasticamente alla traslazione e alla rotazione, cedimenti vincolari anelestaci, variazioni termiche uniformi e a farfalla (3 ore). Esercitazioni sugli argomenti trattati (4 ore).

Il problema elastico in coordinate cartesiane ortogonali e polari: incognite, equazioni, condizioni al contorno; il problema elastico nel caso piano; stato di tensione piana, stato di deformazione piana; soluzione attraverso la funzione di Airy; soluzione di problemi in polarsimmetria: la lastra circolare, il tubo cilindrico soggetto a pressione esterna e/o interna, il tubo cerchiato (5 ore).

Teoria delle piastre moderatamente sottili: teoria di Germaine-Lagrange: ipotesi fondamentali; caratteristiche di sollecitazione; il taglio di Kirchhoff; equazione fondamentale e condizioni al contorno in coordinate cartesiane; equazione fondamentale e condizioni al contorno in coordinate polari; verifiche di resistenza; soluzioni in forma chiusa per piastre assialsimmetriche con taglio staticamente determinato (7 ore). Esercitazioni sugli argomenti trattati (4 ore).

Elementi di dinamica delle strutture: oscillazioni libere e forzate dei sistemi a un grado di libertà; integrale di Duhamel e integrazione al passo; dinamica dei sistemi continui (vibrazioni assiali e trasversali della trave), problema agli autovalori e autofunzioni, soluzioni approssimata e troncamento modale (6 ore).

Comportamento di sezioni in materiale idealmente plastico: il legame costitutivo idealmente plastico; sforzo normale di completa plasticizzazione; legame momento-curvatura in campo elasto-plastico per la sezione rettangolare; momento flettente di completa plasticizzazione per sezioni doppiamente e semplicemente simmetriche; fattore di forma; dominio di resistenza per sollecitazioni composte (5 ore).

Comportamento di strutture in materiale idealmente plastico: studio evolutivo di strutture iperstatiche soggette a sforzo assiale costituite di materiale elastico–idealmente plastico; l’effetto delle distorsioni; studio evolutivo di strutture iperstatiche inflesse costituite di materiale elastico–idealmente plastico; il concetto di cerniera plastica (3 ore).

Teoremi fondamentali del calcolo a rottura: moltiplicatori del carico staticamente ammissibili e cinematicamente sufficienti; moltiplicatore di collasso; teorema statico e teorema cinematico; esempi di stima del moltiplicatore di collasso (3 ore). Esercitazioni sugli argomenti trattati (5 ore).

Instabilità dell’equilibrio: sistemi a elasticità concentrata: sistemi a un grado di libertà, biforcazione simmetrica e asimmetrica, comportamento post-critico, effetto delle imperfezioni; sistemi a due o più gradi di libertà, calcolo dei carichi critici e delle deformate critiche (2 ore).

Instabilità dell’equilibrio: sistemi a elasticità diffusa: instabilità di travi vincolate elasticamente; impostazione del problema di determinazione dei carichi critici per sistemi di travi soggetti a carico di punta; instabilità flesso-torsionale nelle travi alte; formula di Prandtl (2 ore). Esercitazioni sugli argomenti trattati (5 ore).

Sono possibili piccole rimodulazioni temporali fra gli argomenti trattati in funzione dell’andamento delle lezioni.


Conoscenze preliminari

Sono necessarie le conoscenze acquisite nel corso di Scienza delle Costruzioni.


Modalità di verifica delle conoscenze acquisite 

L’esame è costituito da due prove: una prima prova scritta, in genere composta da quattro esercizi, in cui lo studente dovrà risolvere alcuni problemi applicativi (durante tale prova è possibile consultare il formulario reperibile nella sezione "materiale didattico"); una seconda prova orale (previo superamento della prova scritta), in cui lo studente dovrà dimostrare il proprio livello di comprensione dei vari argomenti teorici trattati.


Orario di ricevimento

Ogni Venerdì 15:30-18:30 o previo appuntamento concordato via email; eventuali variazioni verranno segnalate sulla bacheca.

 

Testi di riferimento

[1] Corradi Dell’Acqua L., Meccanica delle strutture, McGraw-Hill, Milano.

[2] Carpinteri A., Scienza delle costruzioni, Pitagora Ed., Bologna.

[3] Giangreco E., Teoria e tecnica delle costruzioni, Liguori Ed., Napoli.

[4] Belluzzi O., Scienza delle costruzioni, Ed. Zanichelli.

[5] Muscolino G., Dinamica delle Strutture, Pitagora Editrice, Bologna.

[6] Viola E., Fondamenti di dinamica e vibrazione delle strutture, vol 2, Pitagora Editrice, Bologna.

[7] Viola E., Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni, Pitagora Editrice, Bologna.

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Didattica

A.A. 2018/2019

COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2018/2019

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

A.A. 2017/2018

COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2017/2018

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

A.A. 2016/2017

COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2016/2017

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE

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COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08

Anno accademico 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno 1

Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2019 al 04/06/2019)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2008)

COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)
COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08

Anno accademico 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno 1

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2018 al 01/06/2018)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2008)

COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)
COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Settore Scientifico Disciplinare ICAR/08

Anno accademico 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno 1

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2017 al 02/06/2017)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO GENERICO/COMUNE (PDS0-2008)

COMPLEMENTI DI SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (ICAR/08)

Pubblicazioni

Articoli su riviste internazionali

1. Failla G., PINNOLA F. P., Alotta G. (2017) Stochastic analysis of a non-local fractional viscoelastic bar forced by Gaussian white noise, ASCE-ASME Journal of Risk and Uncertainty In Engineering Systems, Part B: Mechanical Engineering, article in press.
2. Alotta G., Di Paola M., PINNOLA F. P. (2017) Cross-correlation and cross-power spectral density representation by complex spectral moments, International Journal of Non-Linear Mechanics, article in press.
3. Failla G., PINNOLA F. P., Alotta G. (2017) Exact frequency response of beams with multiple dampers, Acta Mechanica, articolo accettato, article in press.
4. PINNOLA F. P. (2016) Statistical correlation of fractional oscillator response by complex spectral moments and state variable expansion, Communication in Nonlinear Science and Numerical Simulations, 39, pp. 343-359, doi:10.1016/j.cnsns.2016.03.013.
5.
Di Mino G., Airey G., Di Paola M., PINNOLA F. P., D’Angelo G., Lo Presti D. (2016) Linear and nonlinear fractional constitutive laws of asphalt mixtures, Journal of Civil Engineering and Management, 22, pp. 882-889, doi:10.3846/13923730.2014.914104.
6. Colinas Armijo N., Di Paola M., PINNOLA F. P. (2016) Fractional characteristic times and dissipated energy in fractional linear viscoelasticity, Communication in Nonlinear Science and Numerical Simulations, 37, pp. 14-30, doi:10.1016/j.cnsns.2016.01.003.
7. Ala G., Di Paola M., Francomano E., Li Y., PINNOLA F. P. (2014) Electrical analogous in viscoelasticity, Communication in Nonlinear Science and Numerical Simulations, 19, pp. 2513-25273, doi:10.1016/j.cnsns.2013.11.007.
8. Di Paola M., Fiore V., PINNOLA F. P., Valenza A. (2014) On the influence of the initial ramp for a correct definition of the parameters of the fractional viscoelastic material,
Mechanics of Materials, 69, pp. 63-70, doi:10.1016/j.mechmat.2013.09.017.
9. Di Lorenzo S., Di Paola M., PINNOLA F. P., Pirrotta A. (2014) Stochastic response of fractionally damped beams, Probabilistic Engineering Mechanics, 35, pp. 37-43,
doi:10.1016/j.probengmech.2013.09.008.
10. Di Paola M., PINNOLA F. P., Zingales M. (2013) Fractional differential equations and related exact mechanical models. Computers And Mathematics With Applications, 66, pp. 608-620, doi:10.1016/j.camwa.2013.03.012.
11. Di Paola M., PINNOLA F. P., Zingales M. (2013) A discrete mechanical model of fractional hereditary materials, Meccanica: An International Journal of Theoretical
and Applied Mechanics, 48, pp. 1573-1586, doi:10.1007/s11012-012-9685-4.
12. Di Paola M., PINNOLA F. P. (2012) Riesz fractional integrals and complex fractional moments for the probabilistic characterization of random variables, Probabilistic Engineering Mechanics, 29, pp. 149-156, doi:10.1016/j.probengmech.2011.11.003.

 

Articoli su conferenze internazionali

1. Di Paola M., PINNOLA F. P., Spanos P.D. (2014) Analysis of multi degree of freedom systems with fractional derivative elements of rational order, ICFDA ’14 International Conference on Fractional Differentiation and its Applications, June 23-25th, Catania, Italy, doi:10.1109/ICFDA.2014.6967364 .
2. Ala G., Di Paola M., Francomano E., Li Y., PINNOLA F.P. (2014) Viscoelasticity: an electrical point of view, ICFDA ’14 International Conference on Fractional Differentiation and its Applications, June 23-25th, Catania, Italy, doi:10.1109/ICFDA.2014.6967407.
3. Burlon A., PINNOLA F. P., Zingales M. (2014) A numerical assessment of the free energy function for fractional-order relaxation, ICFDA ’14 International Conference on Fractional Differentiation and Applications, June 23-25th, Catania, Italy, doi:10.1109/ICFDA.2014.6967374 .
4. Di Paola M., PINNOLA F. P., Zingales M. (2012) Fractional multi-phase hereditary materials: Mellin transform and multi-scale fractances, ECCOMAS 2012–European
Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, e-Book Full Papers, pp. 4735-4745, ISBN:978-395035370-9.
5. Di Lorenzo S., PINNOLA F.P., Pirrotta, A. (2012) On the dynamics of fractional visco-elastic beams, ASME International Mechanical Engineering Congress and
Exposition, Proceedings (IMECE) 4 (PARTS A AND B), pp.1273-1281, ISBN: 978-0-7918-4520-2, doi:10.1115/IMECE2012-86566.
6. Di Paola M., PINNOLA F. P. (2012) Cross-power spectral density and cross-correlation representation by using fractional spectral moments, International Conference of Stochastic Mechanics (SM12), June 7-10th, Ustica (Palermo), Italy, article published in Meccanica dei Materiali e delle Strutture, vol. 3 (2012), no. 2, pp. 9-16, ISSN:2035-679X .
7. Di Lorenzo S., Di Paola M., PINNOLA F. P., Pirrotta A. (2012) Stochastic response of fractional visco-elastic beams, International Conference of Stochastic Mechanics (SM12), June 7-10th, Ustica (Palermo), Italy, article published in Meccanica dei Materiali e delle Strutture, vol. 3 (2012), no. q, pp. 9-16, ISSN:2035-679X.

 

Contributi in conferenze internazionali e nazionali

1. Como V., Pantelous A., PINNOLA F. P., Pirrotta A. (2015) Returning the physical meaning in solving higher order linear matrix differential equations with singular mass matrices, AIMETA ’15, XXII Conference - The Italian Association of Theoretical and Applied Mechanics, 14-17 Settembre, Genova, Italy, ISBN-13:978-88-97752-52-3.
2. PINNOLA F. P. (2015) Correlation function of fractional oscillators by eigenvector expansion and complex spectral moments, UNCECOMP ’15, 1st International Conference on Uncertainty Quantification in Computational Sciences and Engineering, May 25-27th, Crete Island, Greece.
3. Di Paola M., Fiore V., PINNOLA F. P., Valenza A. (2013) Prestress and experimental tests on fractional viscoelastic materials, XXI Conference - The Italian Association of Theoretical and Applied Mechanics (AIMETA), September 17-20th, Torino, Italy.
4. Di Paola M., PINNOLA F. P., Zingales M. (2012) Fractional hereditariness and exact mechanical models: multiphase fractional hereditary materials, IGF-Workshop 2012: Virtual testing of materials and structures, October 10th, Torino, Italy.
5. Di Paola M., PINNOLA F. P., Zingales M. (2012) A mechanical description of multiphase fractional-order hereditary materials, European Congress on Computational
Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012), September 10-14th, Vienna, Austria.
6. Di Paola M., PINNOLA F. P., Zingales M. (2012) Fractional differential equations of multiphase hereditary materials and exact mechanical models, The 5th Symposium on Fractional Differentiation and Its Applications (FDA 2012), May 14-17th, Hohai University, Nanjing, China.

 

Dispense didattiche

1. Di Paola M., PINNOLA F. P. (2015) Fractional Calculus with Emphasis to Engineering Problems, notes of the course on Fractional Calculus with Emphasis to Engineering Problems, short course of Prof. Mario Di Paola, University of Palermo, April 2014.
2.
Di Paola M., PINNOLA F. P. (2011) Calcolo Frazionario & Viscoelasticità, notes of the symposium on Fractional Calculus and Viscoelasticity, University of Palermo, November 2011.

Temi di ricerca

  • Viscoelasticità lineare e non lineare
  • Meccanica computazionale
  • Caratterizzazione di processi e variabili aleatorie
  • Dinamica strutturale
  • Legami costitutivi e comportamento meccanico dei materiali
  • Meccanica stocastica
  • Calcolo frazionario e sue applicazioni
  • Analogia elettrica in meccanica
  • Comportamento meccanico di materiali biologici e bioinspirati
  • Isolamento e controllo delle vibrazioni nelle strutture