Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska - Budownictwo (S2)
specjalność: Drogi, Ulice i Lotniska
Sylabus przedmiotu Dynamika i stateczność:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Budownictwo | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| 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 | Kursy z dziedziny matematyki wg I stopnia kształcenia |
| W-2 | Mechanika Budowli |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Umiejętność zapisywania równań ruchu dla układów liniowych o jenym i wielu stopniach swobody z wykorzystaniem drugiego Prawa Newtona, zasady momentu pędu i równań Lagrange'a oraz wyznaczania częstości własnej dla układów o jednym stopniu swobody. |
| C-2 | Umiejętność formułowania i rozwiązywania zagadnienia własnego (wyznaczania częstości własnej i wektorów własnych) dla układów o wielu stopniach swobody. |
| C-3 | Umiejętność określania odpowiedzi układów liniowych o jednym i wielu stopniach swobody na wymuszenia harmoniczne i nieokresowe. |
| C-4 | Umiejętność formułowania zagadnienia wyboczenia i wyznaczania obciążenia krytycznego dla prętów (słupów) z różnymi warunkami podparcia i prostych ram płaskich. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Przykłady obliczeniowe: wyprowadzanie równań ruchu dla układów o jednym stopniu swobody, wycznaczanie częstości drgań własnych. | 2 |
| T-P-2 | Przykłady obliczeniowe: wyprowadzanie równań ruchu dla układów o wielu stopniach swobody. | 3 |
| T-P-3 | Rozwiązywanie zagadnienia własnego dla układów o wielu stopniach swobody: wyznaczanie częstości własnych i wektorów własnych. | 5 |
| T-P-4 | Wyznaczenie amplitud drgań w stanie ustalonym dla układu o wielu stopniach swobody przy wymuszeniu harmonicznym. | 1 |
| T-P-5 | Wyznaczanie obciążenia krytycznego dla prętów (słupów) z róznymi warunkami podparcia i prostych ram płaskich. | 4 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Stopnie swobody i współrzędne uogólnione. Więzi nieodkształcalne, odkształcalne i ich połączenia. Równania ruchu: drugie prawo Newtona i zasada momentu pędu. Ruchy oscylacyjne i ich superpozycja. | 3 |
| T-W-2 | Układy o jednym stopniu swobody: równanie ruchu, drgania swobodnie tłumione i nietłumione. Drgania wymuszone: wymuszenie harmoniczne, wymuszenie spowodowane niewyważeniem obrotowym, wymuszenie kinematyczne, wymuszenie nieokresowe. | 6 |
| T-W-3 | Równania Lagrange'a. | 2 |
| T-W-4 | Układy o wielu stopniach swobody: równania ruchu, zagadnienie własne (wartości własne, częstości własne, wektory własne), hipotezy tłumienia. Drgania wymuszone: metoda bezpośrednia i metoda transformacji własnej przy wymuszeniu harmonicznym. | 8 |
| T-W-5 | Drgania poprzeczne belki: równanie ruchu, zagadnienie własne (wartości własne, częstości własne, funkcje własne - postaci własne), różne warunki podparcia. | 3 |
| T-W-6 | Stabilność położeń równowagi. | 3 |
| T-W-7 | Stateczność konstrukcji: sprężyste wyboczenie prętów (słupów), wyboczenie płaskich ram (zastosowanie metody przemieszczeń). | 5 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | Udział w ćwiczeniach projektowych | 15 |
| A-P-2 | Samodzielna praca studenta | 15 |
| A-P-3 | Samodzielne wykonanie zadań projektowych | 10 |
| 40 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Samodzielna praca studenta | 15 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 5 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Rozwiązywanie zadań i realizacja projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena ćwiczeń projektowych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_KBI/D/08_W01 Student jest w stanie opracować proste modele matematyczne do analizy drgań i sformułować zagadnienie wyboczenia. | B_2A_W01 | — | — | C-4, C-3, C-1, C-2 | T-P-1, T-P-4, T-P-3, T-P-2, T-P-5, T-W-1, T-W-4, T-W-6, T-W-2, T-W-5, T-W-7, T-W-3 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_KBI/D/08_U01 Student umie rozwiązać numerycznie zagadnienie własne i równania ruchu w zakresie drgań. Student umie rozwiązać równanie stateczności. | B_2A_U01 | — | — | C-4, C-3, C-1, C-2 | T-P-1, T-P-4, T-P-3, T-P-2, T-P-5, T-W-1, T-W-4, T-W-6, T-W-2, T-W-5, T-W-7, T-W-3 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B_2A_KBI/D/08_K01 Student wykazuje zdolność do tworzenia planu podjętego projektu badawczego/obliczeniowego, wykonania go i dotrzymania terminów. | B_2A_K01 | — | — | C-4, C-3, C-1, C-2 | T-P-1, T-P-4, T-P-3, T-P-2, T-P-5, T-W-1, T-W-4, T-W-6, T-W-2, T-W-5, T-W-7, T-W-3 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_KBI/D/08_W01 Student jest w stanie opracować proste modele matematyczne do analizy drgań i sformułować zagadnienie wyboczenia. | 2,0 | |
| 3,0 | Student posiada niezbędną wiedzę na temat matematycznych narzędzi wykorzystywanych do analizy drgań i zagadnienia sprężystej stateczności. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_KBI/D/08_U01 Student umie rozwiązać numerycznie zagadnienie własne i równania ruchu w zakresie drgań. Student umie rozwiązać równanie stateczności. | 2,0 | |
| 3,0 | Student wykazuje umiejętność numerycznego rozwiązywania równań występujących w zagadnieiach drgań i sprężystej stateczności oraz potrafi interpretować wyniki. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_2A_KBI/D/08_K01 Student wykazuje zdolność do tworzenia planu podjętego projektu badawczego/obliczeniowego, wykonania go i dotrzymania terminów. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi opracować plan pracy (harmonogram) dla podjętego projektu badawczego/obliczeniowego. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- J. Langer, Dynamika Budowli, Wyd. PWr, Wrocław, 1980
- R. Ciesielski, A. Gomuliński, Z. Kacprzyk, Z. J. Kawecki, J. Langer, G. Rakowski, Z. Reipert, M. Witkowski, Mechanika budowli. Ujęcie komputerowe. Tom 2., Arkady, Warszawa, 1992
- 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
- Z.Waszczyszyn, C.Cichoń, M.Radwańska, Stability of Structures by Finite Elements Methods, Elsevier, 1994
- K.-J.Bathe, Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1996
- R. Lewandowski, Dynamika Konstrukcji Budowlanych, WPP, 2006
- J. Misiak, Stateczność konstrukcji prętowych, PWN, 1990
Literatura dodatkowa
- S.S. Rao, Mechanical Vibrations, Addison-Wesley, 1995, 3rd edition
- R. Rykaluk, Zagadnienia stateczności konstrukcji metalowych, DWE, 2012
- R. Lewandowski, Redukcja drgań konstrukcji budowlanych, PWN, 2014
- A. Jabłonka, R. Iwankiewicz, Moment equations and cumulant-neglect closure techniques for non-linear dynamic systems under renewal impulse process excitations, Probabilistic Engineering Mechanics, Elsevier, 2020, Vol. 60, pp. 1-11
- A. Jabłonka, Stochastic sensitivity analysis for structural dynamics systems via the second-order perturbation, Archive of Applied Mechanics, Springer-Verlag, 2016, Vol. 86, pp. 1913-1926
- R. Iwankiewicz, Dynamical mechanical systems under random impulses, Series on Advances in Mathematics for Applied Sciences, World Scientific, 1995, Vol. 36, ISBN 9810222815, (161 pages)