Wydział Budownictwa i Architektury - Budownictwo (N2)
specjalność: Konstrukcje Budowlane i Inżynierskie
Sylabus przedmiotu Dynamika i stateczność:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Budownictwo | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Dynamika i stateczność | ||
| Specjalność | Konstrukcje Budowlane i Inżynierskie | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Teorii Konstrukcji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Radosław Iwankiewicz <riwankiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Anna Jabłonka <Anna.Jablonka@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka - rachunek różniczkowy i całkowy |
| W-2 | Mechanika teoretyczna - statyka i kinematyka |
| W-3 | Mechanika budowli - metoda sił, metoda przemieszczeń |
| W-4 | Mechanika komputerowa - macierzowa wersja metody przemieszczeń, metoda elementów skończonych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie z metodami analizy wiotkich konstrukcji z efektami dynamicznymi i statecznościowymi |
| C-2 | Wykształcenie podstawowej umiejętności w przeciwdziałaniu zjawiskom wyboczenia i drgań rezonansowych |
| C-3 | Zapoznanie ze współczesną wiedzą w badaniach nowoczesnych układów konstrukcyjnych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Rozwiązywanie równania ruchu układu o jednym stopniu swobody - z tłumieniem lub bez. Tłumienie krytyczne | 1 |
| T-P-2 | Drganie swobodne i drganie własne. Rezonans | 1 |
| T-P-3 | Równania ruchu układu o wielu stopniach swobody - model elementów skończonych - rozwiązywanie technikami komputerowymi | 1 |
| T-P-4 | Metody iteracyne do rozwiązywania uogólnionych zagadnień własnych oraz metody numerycznego całkowania równań ruchu | 1 |
| T-P-5 | Równowaga stateczna i chwiejna. Niejednoznaczność linii deformacji konstrukcji. Wyboczenie | 1 |
| T-P-6 | Stateczność lokalna i globalna. Kryteria statecznościowe | 1 |
| T-P-7 | Uogólnione zagadnienie Eulera | 1 |
| T-P-8 | Stateczność lokalna - wyznaczanie siły krytycznej dla prostych konstrukcji o różnych warunkach podporowych | 1 |
| T-P-9 | Kolokwium: dynamika i stateczność | 1 |
| 9 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Drugie prawo Newtona. Zasada Hamiltona. Równianie Lagrange'a II rodzaju. Zasada d'Alemberta | 1 |
| T-W-2 | Sformułowanie równania ruchu układu o jednym stopniu swobody. Rozwiązywanie równań ruchu z tłumieniem i bez. Tłumienie krytyczne | 2 |
| T-W-3 | Drganie swobodne i drganie własne. Częstotliwości (wartości) i postaci (wektory) własne. Rezonans | 1 |
| T-W-4 | Sformułowanie równań ruchu układu o wielu stopniach swobody ― model elementów skończonych | 1 |
| T-W-5 | Rodzaje tłumienia a zasada zachowania energii. Tłumienie Rayleigh’a ― liniowa kombinacja składowych sztywności i mas | 1 |
| T-W-6 | Metody iteracyjne do rozwiązywania uogólnionych zagadnień własnych | 1 |
| T-W-7 | Metody numerycznego całkowania bezpośredniego równań ruchu krok-po-kroku ― algorytmy Wilsona-θ i Newmarka | 1 |
| T-W-8 | Metoda całkowania pośredniego równań ruchu ― analiza i synteza modalna, algorytm superpozycji modalnej | 1 |
| T-W-9 | Równowaga stateczna i chwiejna. Niejednoznaczność linii deformacji konstrukcji ― bifurkacji i przeskok. Wyboczenie | 2 |
| T-W-10 | Stateczność lokalna i globalna. Kryteria statecznościowe | 1 |
| T-W-11 | Metoda energetyczna, metoda drgań, metoda imperfekcji | 1 |
| T-W-12 | Uogólnione zagadnienie Eulera | 2 |
| T-W-13 | Utrata stateczności lokalnej ― siły krytyczne dla prostych konstrukcji o różnych warunkach podporowych | 1 |
| T-W-14 | Utrata stateczności globalnej ― współczynnik obciążenia krytycznego | 1 |
| T-W-15 | Stateczność złożonych konstrukcji w kontekście elementów skończonych | 1 |
| 18 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | Ćwiczenia projektowe | 9 |
| A-P-2 | Samodzielne wykonanie zadań projektowych | 20 |
| A-P-3 | Przygotowanie do kolokwium | 10 |
| 39 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział w wykładach | 18 |
| A-W-2 | Udział w egzaminie | 2 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 16 |
| A-W-4 | Studiowanie literatury i bieżące utrwalanie wiedzy | 15 |
| 51 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia projektowe z wykorzystaniem komputerowych programów inżynierskich |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena ćwiczeń projektowych - prezentacja |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Kolokwium pisemne |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_N2/K/D11_W01 Zna prawa, zasady oraz pojęcia z zakresu dynamiki konstrukcji w ujęciu Metody Elementów Skończonych | B_2A_W01, B_2A_W04 | — | — | C-3 | T-P-5, T-P-2, T-P-3, T-P-6, T-P-7, T-P-8, T-P-1, T-W-2, T-W-9, T-W-1, T-W-3, T-W-5, T-W-4, T-W-15, T-W-11, T-W-10, T-W-14, T-W-12, T-W-13 | M-1, M-2 | S-3, S-2 |
| B_2A_N2/K/D11_W02 Zna prawa, zasady oraz pojęcia z zakresu stateczności konstrukcji | B_2A_W05 | — | — | C-1 | T-P-4, T-W-6, T-W-7, T-W-8 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_N2/K/D11_U01 Umie uwzględniać efekty dynamiczne i statecznościowe w nowoczesnych konstrukcjach przy wykorzystaniu technik komputerowych | B_2A_U10, B_2A_U12 | — | — | C-2, C-1 | T-P-3, T-P-4, T-P-8, T-W-5, T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-8, T-W-15, T-W-14, T-W-13 | M-1, M-2 | S-1, S-3, S-2 |
| B_2A_N2/K/D11_U02 Potrafi przedstawić prezentację na wybrany temat z zakresu dynamiki i stateczności w oparciu o wiedzę teoretyczną oraz przeprowadzoną analizę komputerową | B_2A_U04 | — | — | C-2 | T-P-5, T-P-2, T-P-3, T-P-6, T-P-4, T-P-7, T-P-8, T-P-1 | M-2 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_N2/K/D11_W01 Zna prawa, zasady oraz pojęcia z zakresu dynamiki konstrukcji w ujęciu Metody Elementów Skończonych | 2,0 | |
| 3,0 | Zna podstawowe prawa, zasady oraz pojęcia z zakresu dynamiki i stateczności konstrukcji | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| B_2A_N2/K/D11_W02 Zna prawa, zasady oraz pojęcia z zakresu stateczności konstrukcji | 2,0 | |
| 3,0 | Zna metody rozwiązywania równań ruchu w ujęciu komputerowym | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_N2/K/D11_U01 Umie uwzględniać efekty dynamiczne i statecznościowe w nowoczesnych konstrukcjach przy wykorzystaniu technik komputerowych | 2,0 | |
| 3,0 | Potrafi dokonać analizy prostych konstrukcji inżynierskich z uwzględnieniem niektórych efektów dynamicznych i statecznościowych, wykorzystując do tego dostępne programy komputerowe | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| B_2A_N2/K/D11_U02 Potrafi przedstawić prezentację na wybrany temat z zakresu dynamiki i stateczności w oparciu o wiedzę teoretyczną oraz przeprowadzoną analizę komputerową | 2,0 | |
| 3,0 | Potrafi zaprezentować wyniki przeprowadzonej analizy komputerowej dla wybranej konstrukcji inżynierskiej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- S.Kaliski, Drgania i fale, PWN, 1966
- W.Nowacki, Dynamika budowli, Arkady, 1972
- T.Chmielewski, Z.Zembaty, Podstawy dynamiki budowli, Arkady, 1998
- Z.Waszczyszyn, Wybrane zagadnienia stateczności konstrukcji, Z.N.Ossolińskich, 1983
- R.W.Clough, J.Penzien, Dynamics of Structures, McGraw Hill, 1982
- L.Meirowitch, Elements of Vibration Analysis, McGraw Hill, 1986
- Z.Waszczyszyn, C.Cichoń, M.Radwańska, Stability of Structures by Finite Elements Methods, Elsevier, 1994
- K.-J.Bathe, Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1996
- T.D.Hien, Wybrane działy matematyki w ujęciu komputerowym, WPS, Szczecin, 1998