Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

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. 2022/2023

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