- Nazwa przedmiotu:
- Wytrzymałość materiałów i mechanika budowli
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Szymon Imiełowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Środowiska
- Grupa przedmiotów:
- obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1110-ISIKU-IZP-2205
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 6
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Wykład 16 godz., ćwiczenia audytoryjne 8 godz, przygotowanie do zajęć audytoryjnych 50 godz., Przygotowanie do egzaminu,50 godz. Zapoznanie się z literaturą - 30 godzin. Razem 154 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- nie dotyczy
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Wiadomości z zakresu przedmiotów Matematyka (sem I), Fizyka (sem I)
- Limit liczby studentów:
- Cel przedmiotu:
- Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami i metodami wykorzystywanymi w wytrzymałości materiałów i mechanice budowli, wykształcenie umiejętności rozumienia i wykorzystywania istniejących rozwiązań oraz samodzielne rozwiązywanie podstawowych zadań w zakresie: wyznaczania reakcji płaskich konstrukcji prętowych i wykresów sił przekrojowych belek i ram, analizy stanu naprężenia i odkształcenia odkształcalnych elementów konstrukcyjnych, poddanych działaniu prostych i złożonych przypadków obciążenia. Przedstawiony zakres materiału stanowi niezbędny wstęp do zrozumienia zagadnień projektowania budowli i urządzeń dla potrzeb inżynierii środowiska.
- Treści kształcenia:
- PROGRAM WYKŁADU:
1.Wprowadzenie – podział mechaniki. Elementy rachunku wektorowego. Podstawowe pojęcia statyki. Warunki równowagi płaskich układów sił: układu dowolnego, zbieżnego i układu sił równoległych. Moment siły względem punktu. Para sił i moment pary sił. Warunki równowagi dowolnego układu sił. Przykłady.
2.Definicja sił przekrojowych. Redukcja sił przekrojowych do wektora głównego i momentu głównego. Definicje siły podłużnej, poprzecznej i momentu zginającego elementu prętowego. Wykresy sił przekrojowych belek.
3.Belki proste – wyznaczanie reakcji podporowych i wykresów sił przekrojowych. Belki przegubowe – wiadomości ogólne. Uwagi ogólne o belkach statycznie niewyznaczalne układach ramowych.
4.Kratownice – geometryczna niezmienność i statyczna wyznaczalność. Metody obliczania sił przekrojowych w kratownicach. płaskich statycznie wyznaczalnych: metodą równoważenia węzłów, metodą Rittera.
5.Charakterystyki geometryczne figur płaskich. Środek ciężkości i moment statyczny figur płaskiej. Charakterystyki bezwładności przekrojów – moment bezwładności względem osi, biegunowy moment bezwładności, odśrodkowy moment bezładności. Twierdzenie Steinera. Osie główne i momenty bezwładności względem osi głównych.
6.Proste przypadki obciążenia (rozciąganie i ściskanie)- prawo Hooke’a, wykresy sił normalnych i naprężeń normalnych, zasada superpozycji. Typowe wykresy rozciągania materiałów konstrukcyjnych. Ścinanie i docisk - podstawowe definicje.
7.Zginanie prętów prostych. Analiza stanu naprężenia– naprężenia normalne w belkach. Linia ugięcia belek. Metoda analitycznego wyznaczania linii ugięcia belki. Obliczenia wytrzymałościowe belek zginanych.
8.Podstawowe przypadki wytrzymałości złożonej: zginanie ukośne prętów prostych, mimośrodowe ściskanie lub rozciąganie, zginanie ze ścinaniem, zginanie ze skręcaniem. Rdzeń przekroju. Uwagi ogólne o płytach i powłokach.
PROGRAM ĆWICZEŃ AUDYTORYJNYCH:
1 Wprowadzenie podstawowych pojęć statyki konstrukcji: obciążenia czynne i bierne, połączenia przegubowe prętów, rodzaje podpór i stowarzyszone z nimi reakcje, podstawowe założenia statyki budowli. Schematy statyczne. Układy prętowe statycznie wyznaczalne– wyznaczanie reakcji podpór.
2 Wykresy sił przekrojowych, momentów zginających, sił poprzecznych i podłużnych przykładów prostych belek i ram statycznie wyznaczalnych.
3 Charakterystyki geometryczne figur płaskich. Momenty statyczne i momenty bezwładności figur płaskich. Twierdzenie Steinera. Główne centralne osie bezwładności. Obliczanie momentów bezwładności, kierunków głównych i momentów głównych figur płaskich.
4 Wykresy naprężeń normalnych i stycznych w przekrojach belek zginanych z udziałem sił poprzecznych, wzór Żurawskiego.
5 Obliczanie ugięć metodą Clebscha.
6 Zaliczenie przedmiotu.
Elementem ćwiczeń audytoryjnych jest praca domowa. Zadanie polega na sporządzeniu wykresów sił przekrojowych belki i ramy, wyznaczeniu sił w prętach kratownicy, sporządzeniu wykresów naprężeń w wybranych przekrojach, wymiarowaniu przekroju. Praca samodzielna studentów jest konsultowana przez prowadzących.
- Metody oceny:
- Ocena końcowa przedmiotu jest średnią arytmetyczną z dwóch ocen, ćwiczeń audytoryjnych i egzaminu.
Warunki zaliczenia wykładu: Zaliczenie egzaminu pisemnego złożonego z części zadaniowej i części teoretycznej (testy wielokrotnego wyboru, pytania sprawdzające zrozumienie materiału)
Warunki zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych: Zaliczenie kartkówek i obrona pracy domowej, sprawdzanie obecności na zajęciach. Ocena końcowa ćwiczeń audytoryjnych jest średnią ocen z kartkówek i obrony pracy domowej.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- Podręczniki
[1] Iwanczewska A. - Mechanika budowli, WSiP 1997.
[2] Kolendowicz T. - Mechanika budowli dla architektów, Arkady 1977.
[3] Kowalewski L. Z. – Podstawy wytrzymałości materiałów, OWPW 2010.
[4] Iwanczewska A., Włodarczyk W. - Konstrukcje budowlane t. I
[5] Misiak J. Mechanika techniczna – Statyka i wytrzymałość materiałów, WNT 2003.
[6] Niezgodzińska M., Niezgodzinski T. - Podstawy wytrzymałości materiałów, PWN 2004.
[7] Zielnica J. - Wytrzymałość materiałów, Wyd.PP 1996.
Zbiory zadań
[8] Grabowski J., Iwanczewska A. – Zbór zadań z wytrzymałości materiałów, OWPW
[9] Misiak J. – Zadania z mechaniki ogólnej, WNT 1996.
[10] Niezgodzińska M., Niezgodzinski T. – Zbiór zadań z mechaniki ogólnej,PWN 2008.
[11] Rżysko J. – Statyka i wytrzymałość materiałów, PWN 1977
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W01
- Rozpoznaje więzy zewnętrzne i więzy wewnętrzne konstrukcji prętowych, wyznacza reakcje więzów. Oblicza stopień statycznej niewyznaczalności belek, ram i kratownic, określa liczbę stopni swobody układu geometrycznie zmiennego. Zapisuje równania równowagi układów sił: dowolnego, centralnego i sił równoległych, w przypadku płaskim i przestrzennym. Oblicza charakterystyczne wartości i kreśli wykresy sił przekrojowych zginanych belek i ram. Określa równowagę sił działających na dowolny element wycięty z konstrukcji prętowej.
Weryfikacja: Sprawdziany, praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka W02
- Oblicza podstawowe charakterystyki geometryczne przekrojów. Oblicza charakterystyczne wartości i kreśli wykresy naprężeń normalnych i/lub naprężeń stycznych, w typowych przypadkach obciążenia (rozciągania/ściskania, zginania i ścinania) oraz w przypadku złożonego stanu naprężenia (zginania ze ścinaniem). Oblicza wytężenie materiału z wykorzystaniem podstawowych hipotez wytrzymałościowych.
Weryfikacja: Sprawdziany, praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
- Charakterystyka W03
- Projektuje wymiary przekroju pręta w podstawowych przypadkach obciążenia na podstawie warunku nieprzekroczenia wartości naprężeń dopuszczalnych oraz określa nośność tych elementów. Rozwiązuje konstrukcje jednokrotnie statycznie niewyznaczalne wykorzystując równanie prawa Hooke'a.
Weryfikacja: Sprawdziany, praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U01
- Po zakończonym kursie student nabywa umiejętności rozumienia i opisania stanów naprężenia i odkształcenia elementów konstrukcji, niezbędną do zrozumienia zagadnień omawianych na wyższych latach studiów w zakresie projektowania konstrukcji budowlanych.
Weryfikacja: Sprawdziany, praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_U13, IS_U15
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UK, III.P6S_UW.o, I.P6S_UU
- Charakterystyka U02
- Student nabywa umiejętności zrozumienia podstaw procesu projektowania konstrukcji inżynierskich rozwijanych na późniejszych latach studiów.
Weryfikacja: Sprawdziany, praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
- Charakterystyka U03
- Student potrafi opracować i zaprezentować w odpowiedniej formie wyniki obliczeń inżynierskich.
Weryfikacja: Praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_U19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka K01
- Wiedza zdobyta podczas kursu daje studentowi wyobrażenie o podstawach mechaniki i wytrzymałości materiałów, zagadnień, które występują w większości przedmiotów realizowanych na specjalności Inżynierii Komunalnej.
Weryfikacja: Praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_K, I.P6S_KK
- Charakterystyka K02
- Student posługuje się poprawnie terminologią stosowaną w zagadnieniach wytrzymałości materiałów i mechaniki budowli.
Weryfikacja: Praca domowa, obrona pracy domowej, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
IS_K02, IS_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_K, I.P6S_KR, I.P6S_KK