Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) «утверждаю» Первый проректор В. Г. Прокошев 2011 г рабочая программа

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(ВлГУ)

«УТВЕРЖДАЮ»

Первый проректор

_____________ В.Г. Прокошев

«_____» ______________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Учет неупругих свойств материалов в расчете конструкций»

Направление подготовки _270800 – Строительство

Профиль подготовки теория и проектирование зданий и сооружений

Квалификация (степень) выпускника магистр

Форма обучения очная

Семестр	Трудоем-кость зач. ед., час	Лекций, час.	Практич. занятий, час.	Семинары, час	СРС, час.	Форма промежуточного контроля (экз./зачет)
1	4/144	6	14	14	110	экзамен

Владимир 2011

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В конструкциях из железобетона (а также и из других материалов) при их деформировании возникают не только упругие деформации, пропорционально которым возрастают внутренние силы, но и неупругие, которые приращением внутренних сил не сопровождаются. При увеличении нагрузки неупругие деформации быстро возрастают, благодаря чему в статически определимых конструкциях, где внутренние усилия всегда пропорциональны внешней нагрузке, ускоренно растут деформации. В статически неопределимых системах ускоренный рост деформаций в одних (наиболее напряженных) связях вызывает ускорение деформирования других. Получается перераспределения внутренних сил: рост усилий в наиболее напряженных связях замедляется, а в других ускоряется. Если этого не учитывать, то расчетные усилия окажутся в одних местах завышенными, в других заниженными; распределение арматуры будет нерациональным. Кроме того, правильное определение деформаций необходимо для выполнения расчетов по предельным состояниям второй группы – определения ширины раскрытия трещин и перемещений, возникающих при деформировании.

Задачи дисциплины:

- изучить методы расчета и проектирования конструкций с учетом физической и геометрической нелинейности деформирования на основе реальных диаграмм деформирования бетона, арматуры, стали, дерева; научиться постановке задачи, математическому моделированию деформирования, способу расчета конструкции на прочность, жесткость, устойчивость.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина изучается в первом семестре, основывается на знаниях математики, теоретической механики, сопротивления материалов, строительной механики, железобетонных конструкций.

Необходима как предшествующая к другим дисциплинам ООП и к научно-исследовательской работе.

КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

В результате освоения дисциплины магистр должен знать: основные проблемы своей предметной области, при решении которых возникает необходимость в сложных задачах выбора, требующих использования качественных и количественных методов (ПК-6) и методы проектирования инженерных сооружений, их конструктивных элементов, включая методики инженерных расчетов систем, объектов и сооружений с учетом физических особенностей деформирования материала (ПК-15).

Уметь:

Совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, добиваться нравственного и физического совершенствования своей личности (ОК-1);

Самостоятельно обучаться новым методам исследования, изменять научный и научно-производственный профиль своей деятельности, изменять социокультурные и социальные условия деятельности (ОК-2);

Адаптироваться в новых ситуациях, переоценивать накопленный опыт, анализировать свои возможности (ОК-6):

Демонстрировать навыки работы в научном коллективе, порождать новые идеи (ПК-5):

Оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-12);

Разрабатывать физические и математические модели явлений и объектов, относящихся к профилю деятельности (ПК-19):

Владеть:

Способностью ориентироваться в постановке задачи и определять, каким образом следует искать средства ее разрешения (ПК-7);

Способностью и готовностью проводить научные эксперименты, оценивать результаты исследований (ПК-9);

Умением вести сбор, анализ и систематизацию информации по теме исследования, готовить научно-технические отчеты, обзоры публикаций по теме исследования (ПК-18)

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

Общая трудоемкость дисциплины составляет _4__зачетные единицы, _144 часа.

№

п/п

Раздел

дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Объем учебной работы, с применением интерактивных методов (в часах / %)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

Лекции

Конс.

Сем.

Практ. занят Занят.

Лаб. раб.

Конт. раб.

СРС

КП/КР

1. Раздел 1.

Расчет стержневых систем в упругой постановкн

Лекции

Требования к расчету железобетонных конструкций.

Метод конечных разностей применительно к расчету сжато-изогнутого стержня и стержневой системы

Практические занятия.

Составление разрешающих уравнений для стержня; запись граничных условий для стержня и элемента стержневой системы.

Основная система метода, введение угловых и линейных связей. Задание исходных данных, описание геометрических и жесткостных параметров системы. Решение задачи для стержневой системы

Семинары

Составление программы расчета стержня и стержневой системы, разработка метода определения усилий во веденных связях и определение моментов и поперечных сил в элементах системы. Отладка программы, решение примеров, анализ и обсуждение полученных результатов.

1-9

8/44

вопросы, экзамен

Раздел 2 . Расчет стержневых систем в нелинейной постановке

Лекции

Деформационные характеристики и диаграммы деформирования бетона и арматуры. Упругая работа материалов при малых нагрузках (до

). Упруго-пластическое деформирование при

от

до

и при

от

до

.

Определение моментов в сечениях и изгибных жесткостей. Метод упругих решений.

Практические занятия

Определение моментов и жесткостей в сечениях элементов рамы на разных стадиях деформирования. Составление и отладка программы расчета стержневой системы методом упругих решений. Решение отладочных примеров.

Семинары.

Выполнение исследовательских расчетов.

Обсуждение способа определения усилий во введенных связях, метода последовательных приближений в решении. Анализ и обсуждение полученных решений. Сравнение решений в линейной и нелинейной постановках. Сравнение деформаций, перемещений, усилий.

10-17

6/37,5

вопросы, экзамен

4.4. Матрица соотнесения трудоемкости тем дисциплины и формируемых компетенций

Разделы дисциплины	Число часов	Компетенции
Разделы дисциплины	Число часов	ОК-1	ОК-2	ОК-6	ПК-5	ПК-6	ПК-7	ПК-9	ПК-12	ПК-15	ПК- 18	ПК-19	Сумма компетенций
Раздел 1 Расчет стержневых систем в упругой постановке	68	0,4	0,5	0,55	0,5	0,75	1,0	0,85	0,7	0,6	0,8	0,75	7,4
Раздел 2 Расчет стержневых систем в нелинейной постановке	76	0,3	0,45	0,4	0,35	1,0	0,9	0,75	0,75	0,8	0,7	0,7	7,1
Итого	144	0,7	0,95	0,95	0,85	1,75	1,9	1,6	1,45	1,4	1,5	1,45	14,5
Вес компетенций		0,37	0,50	0,50	0,45	0,92	1,0	0,84	0,76	0,74	0,79	0,76	7,63

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

На лекционных и практических занятиях в достаточной мере используются мультимедийные средства демонстрации материала с проектированием на большой экран.

Вместе с тем используется и традиционный метод, когда рисунки создаются на доске мелом, и магистрант может следить за их появлением постепенно, следуя за преподавателем и его объяснениями.

Так же осуществляется и вывод формул и уравнений.

Компьютерные представления материала широко используются на семинарах, которые обычно начинаются с докладов, приготовленных магистрантами и заканчиваются дискуссиями.

.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.

Текущий контроль успеваемости осуществляется по вопросам (список прилагается).

Качество самостоятельной работы оценивается по докладам на семинарах и активности магистранта в дискуссиях.

Промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины осуществляется с учетом качества работы по составлению и отладке программы решения задачи в нелинейной постановке. В конце семестра магистранты сдают экзамен по прилагаемым вопросам

Вопросы к текущему контролю и экзамену

Требования к бетонным и железобетонным конструкциям.
Требования к расчету конструкций.
Метод упругих решений для решения задач с учетом неупругих деформаций.
Метод конечных разностей для сжато-изогнутого стержня.
Зависимость между внутренними силовыми факторами с учетом продольной силы в стержне.
Формирование разрешающей системы уравнений.
Основные неизвестные решения.
Запись граничных условий для стержня:

- при шарнирном опирании,

- при жестком защемлении,

- при заданном угле поворота,

- при известном линейном смешении.

Метод конечных разностей для стержневой системы.

- описание геометрии системы,

- описание соединений стержней,

- задание жесткостных параметров,

- введение линейных связей,

- введение защемляющих связей;

- определение усилий в связях,

- определение перемещений, кривизн упругой линии элементов, изгибающих моментов и поперечных сил в сечениях.

Задание исходных данных и представленных результатов расчета.

Раздел 2

Деформационные характеристики и диаграммы деформирования бетона и арматуры.
Определение деформаций, напряжений, моментов, высоты сжатой зоны в сечении, кривизны изогнутой оси, жесткости стержня на изгиб:

- при упругой работе стержня до

;

- при упругопластической работе при

от

до

;

- то же при

от

до

Определение моментов, соответствующих деформациям сжатой кромки бетона,,.
Задание исходных данных для расчета в нелинейной постановке.
Организация последовательных приближений в соответствии с методом упругих решений.
Обеспечение сходности решения, представление результатов.
Сравнительный анализ результатов расчетов в линейной и нелинейной постановках.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а) основная литература

1. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Госстрах РФ, - 2003.

2. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Госстрой РФ, - 2003.

б) дополнительная литература

3. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. –М.: Стройиздат, 1996. – 415 с

4. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления. – Физматгиз, - 1963.

5. Шишов И.И. Неупругие деформации в конструкциях из железобетона. – Учебное пособие – Владимир: ВлГУ, 2008. – 87 с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

Операционные системы Windows, программные комплексы (Лира, AutoCAD. Excel.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

На кафедре имеется компьютерный класс с достаточным числом рабочих мест; аудитория оснащена компьютерным проектором.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению и профилю подготовки 270800 (Строительство) – Теория и проектирование зданий и сооружений. «Магистр»

Рабочую программу составил доцент к.т.н. Шишов И.И.

Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры

протокол № _______ от ________ года

Заведующий кафедрой ______________________________________________

Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании учебно-методической комиссии направления ___________________________________________

протокол № _______ от ________ года

Председатель комиссии ______________________________________________

Blog

Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) «утверждаю» Первый проректор В. Г. Прокошев 2011 г рабочая программа

Содержание