Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika konstrukcji cienkościennych
Koordynator przedmiotu:
Jan B. Obrębski, Prof. zw. dr hab. inż.
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Budownictwo
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
MECHKC
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2017/2018
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Razem 50 godz. = 2 ECTS: wykłady 30 godz., ćwiczenia projektowe 15 godz., przygotowanie prac projektowych 10 godz., przygotowanie do sprawdzianów 15 godz., przygotowanie do egzaminu 20 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Razem 50 godz. = 2 ECTS: wykłady 30 godz., ćwiczenia projektowe 15 godz., konsultacje i egzamin 5 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Razem 40 godz. = 1,5 ECTS: ćwiczenia projektowe 15 godz., przygotowanie prac projektowych 10 godz., przygotowanie do sprawdzianów 15 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt15h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zaliczona matematyka i wytrzymałość materiałów. Zakres wiadomości: elementarny rachunek całkowy i różniczkowy, wytrzymałość materiałów.
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Praktyczne poznanie zasad poprawnego projektowania pojedynczych prętów, układów prętowych i całych konstrukcji modelowanych jako pręty cienkościenne dużej skali w zakresie: <br> 1. Liczne przykłady zastosowania teorii podanej na wykładzie a w tym: obliczanie charakterystyk geometrycznych przekrojów cienkościennych o przekrojach otwartych jak i wielospójnych, jednorodnych i kompozytowych; wyznaczanie sił przekrojowych i naprężeń metodami analitycznymi i numerycznie (MRS (Metoda Różnic Skończonych) i MES (Metoda Elementów Skończonych), MS Excel i z wykorzystaniem programów komercyjnych); wyznaczanie obciążeń krytycznych dla prętów cienkościennych; obliczenia dynamiczne dla wybranych typów zadań – belki, słupy, mosty i budynki wysokie; teoria drugiego przybliżenia. <br> 2. Praktyczne opanowanie metod obliczeń prętów konstrukcji cienkościennych, w zakresie podanym powyżej. Obliczenia analityczne i numeryczne. Rola eksperymentu i przykłady badań doświadczalnych. Poznanie zachowań takich konstrukcji w badaniach doświadczalnych i na obiektach rzeczywistych.
Treści kształcenia:
Wiadomości wstępne. Zakres, zadania i rys historyczny teorii prętów cienkościennych. Omówienie tematyki wykładu i jego zakresu (teoria w jednolity sposób, wspólnie traktuje pręty cienkościenne o przekrojach otwartych jak i wielospójnych, jednorodnych i kompozytowych). Wskazanie niedoskonałości rozwiązań elementarnej Wytrzymałości Materiałów. Założenia, metody, notacja. Prezentacje komputerowe pokazują liczne eksperymenty numeryczne i wykonane na modelach fizycznych - własne i dostępne w literaturze, co pozwala zrozumieć sposób zachowania się prętów cienkościennych, podstawowe założenia teorii i wpływ skręcania na wartości naprężeń w pręcie itp. Teoria I-go rzędu. Przemieszczenia oraz ogólne współrzędne wycinkowe i ich właściwości. Charakterystyki geometryczne, w tym wycinkowe dla dowolnych przekrojów, zbudowanych z jednego materiału i zmieniającego swe dane materiałowe w obszarze profilu. Środek ścinania. Charakterystyki masowe. Naprężenia normalne i styczne wyrażone przez siły przekrojowe. Swobodne skręcanie pręta otwartego oraz o przekroju otwarto-zamkniętym i wieloobwodowym. Wyznaczanie sztywności na skręcanie prętów o dowolnych przekrojach. Różniczkowe równania równowagi. Wpływ sprężystego podłoża. Nieswobodne skręcanie. Wyznaczanie funkcji przemieszczeń z układu równań metodami analitycznymi i numerycznymi. Obciążenia podłużne pręta. Wpływ sztywnych przepon. Wstęp do teorii II-go przybliżenia. Teoria II-go rzędu. Wyprowadzenie różniczkowych równań równowagi teorii II-go rzędu dla pręta cienkościennego o dowolnych przekrojach (przy wykorzystaniu związków teorii I-go rzędu) oraz ich zastosowanie. Stateczność pręta: ściskanego, rozciąganego, zginanego, obciążonego bimomentem; stateczność giętno-skrętna. Wyboczenie dla pręta o różnych warunkach brzegowych, przyjętych niezależnie dla każdej z trzech (czterech) funkcji przemieszczeń jego osi, w tym podpory pośrednie. Utrata stateczności lokalnej. Nośność pręta. Przykłady eksperymentalne. Dynamika. Wyprowadzenie różniczkowych równań ruchu na podstawie związków teorii II-tego rzędu z uwzględnieniem dużych sił ściskających, oddziaływań ośrodka otaczającego pręt cienkościenny – w tym sprężystego podłoża i tłumienia, wpływ wiatru i wstęp do aerodynamiki obiektów budowlanych. Szczególne przypadki wspomnianych równań. Zastosowania: belki, słupy, mosty, budynki wysokie. Rola eksperymentu i przykłady badań doświadczalnych. Związki fizyczne dla pręta cienkościennego i wprowadzenie do analizy globalnej cienkościennych układów strukturalnych. Teoria II-go przybliżenia, jej zastosowania i możliwości. Wymiarowanie prętów cienkościennych z uwzględnieniem wyboczenia i wymagań obowiązujących norm w świetle podanej teorii. Wytyczne do właściwego projektowania konstrukcji zbudowanych z prętów cienkościennych i większych układów strukturalnych. Podsumowanie i wnioski oraz teoria prętów cienkościennych w świetle dotychczasowych metod obliczeniowych i praktyki projektowej. Zastosowania teorii prętów cienkościennych do obliczeń konstrukcji o dowolnych przekrojach pełnych i kompozytowych, podlegających skręcaniu.
Metody oceny:
Metoda oceny pracy studenta: - Elementy projektowej pracy domowej wykonywane w sali • Praca domowa – projekt wraz z obroną pisemną i ustną (przed egzaminem) • Egzamin pisemny i ustny – w dowolnym terminie
Egzamin:
tak
Literatura:
[1] J.B.Obrębski: Cienkościenne Sprężyste Pręty Proste. OWPW, 1999. <br> [2] J.B.Obrębski: Wytrzymałość Materiałów, MP – 1997.<br> [3] Księgi konferencyjne LSCE 1995-2011.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Przedmiot prowadzony bardzo przystępnie w formie prezentacji komputerowych i demonstracji obliczeń na komputerze. Prezentowany materiał był przedstawiany przez wykładowcę na największych kongresach światowych w formie wykładów zaproszonych.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt MECHKCW1
Zna zasady obliczania i projektowania prętów i konstrukcji cienkościennych
Weryfikacja: sprawdziany7, praca domowa i egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K2_W03, K2_W04, K2_W17_TK
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt MECHKCU1
Umie poprawnie zaprojektować i obliczyć konstrukcje zbudowane z prętów cienkośćienn.
Weryfikacja: Wykonał projekt, zaliczył egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K2_U03, K2_U04, K2_U05, K2_U06, K2_U15_TK, K2_U16_TK, K2_U17_TK, K2_U21_TK
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U11, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U12, T2A_U18, T2A_U19, T2A_U02, T2A_U03, T2A_U11, T2A_U15, T2A_U16, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U02, T2A_U01, T2A_U09, T2A_U11, T2A_U19, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U11, T2A_U19, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U09, T2A_U19, T2A_U04, T2A_U01, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U19

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt MECHKCK1
Potrafi wykonać właściwie projekt, zaprezentować go zleceniodawcy i wykonawcy
Weryfikacja: Obrona projektu i ewentualnie w postaci referatu
Powiązane efekty kierunkowe: K2_K03, K2_K05
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K05, T2A_K07, T2A_K02