Рабочая программа (стр. 1 )

1. Цель освоения учебной дисциплины.

Цель дисциплины.

Дисциплина «Металлические конструкции (общий курс)» относится к базовой части профессионального цикла основной образовательной программы и имеет своей целью подготовку специалистов, уровень знаний которых соответствует требованиям квалификации инженер по специальности 271101 «Строительство уникальных зданий и сооружений», в том числе углубленное изучение основ проектирования промышленных и гражданских зданий и сооружений с применением металлических конструкций (МК), обеспечению их надежной эксплуатации и долговечности, основам технологии изготовления и монтажа МК зданий и сооружений, определения экономической эффективности стальных конструкций.

Задачи дисциплины:

- выработка понимания основ работы элементов металлических конструкций, зданий и сооружений.

- знание принципов рационального проектирования металлических конструкций различных видов сооружений с учетом требований изготовления, монтажа, эксплуатационной надежности на основе технико-экономического анализа различных вариантов.

- формирование навыков конструирования и расчета для решения конкретных инженерных задач с использованием норм проектирования, стандартов, справочников, средств автоматизированного проектирования.

- формирование навыков самостоятельной работы и творческого использования теоретических знаний в практической деятельности: подготовка проектной и рабочей технической документации, оформление законченных проектно-конструкторских работ, в соответствии с заданием, техническими условиями и другими исполнительными документами.

2. Место учебной дисциплины в структуре ООП ВПО.

Учебная дисциплина С3.Б.8 «Металлические конструкции (общий курс)» является одной из основных дисциплин профессионального цикла в структуре ООП специалитета, формирует навыки изыскательских, научно-исследовательских и производственных работ. Изучается в 7,8 семестрах.

Для изучения дисциплины необходимы знания из курса следующих дисциплин:

-математика;

-начертательная геометрия и инженерная графика;

-архитектура;

-теоретическая механика;

-сопротивление материалов;

-строительная механика;

-инженерная компьютерная графика;

-автоматизированные расчеты зданий и сооружений.

В дисциплине «Металлические конструкции (общий курс)» определяются теоретические основы и практические навыки, при освоении которых студент способен приступить к изучению следующих дисциплин в соответствии с учебным планом:

- металлические конструкции (спецкурс);

- обследование и испытание сооружений;

- основы технологии возведения зданий и сооружений;

-эксплуатация и реконструкция сооружений;

- профессиональная практика;

-дипломное проектирование.

3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения учебной дисциплины, ожидаемые результаты образования и компетенции студента по завершении освоения программы учебной дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций:

· владением основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-3);

· использованием основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применением методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-5);

· способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь их для решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-6);

· владением основными законами геометрического формирования, построения и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимыми для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений и конструкций, составления конструкторской документации и деталей (ПК-7);

· знанием нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК-9);

· владением методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием лицензионных прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10);

а также способствует формированию следующих компетенций:

· способность разрабатывать эскизные проекты зданий и подземных сооружений, руководить разработкой технического и рабочего проектов этих сооружений с использованием средств автоматизированного проектирования (ПСК-2.1);

В результате изучения дисциплины студент должен

Знать:

конструктивные особенности материалов и их свойства; работу под нагрузкой материалов, основных типов конструктивных элементов (балки, колонны, фермы) и соединений; принципы проектирования, основы изготовления и монтажа металлических конструкций; методы расчета конструкций; основы проектирования металлических конструкций зданий и сооружений различного назначения с учетом особенностей их эксплуатации и конструктивных решений; технологию и условия применения сварки различных видов, физико-химические процессы, происходящие при сварке; современную нормативную базу и научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по профилю деятельности; основные результаты исследований напряженно-деформированного состояния конструкций и их элементов.

Уметь:

применять современные методы расчета для проектирования стальных конструкций; конструировать элементы, узлы и соединения металлических конструкций; пользоваться современной нормативной, технической и справочной литературой; проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных решений; выбирать рациональные металлические конструкций, обосновывая их необходимыми расчётами; разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию; оформлять законченные проектно-конструкторские работы.

Владеть:

навыками конструирования и расчета элементов и соединений, проектирования сложных конструктивных систем, в том числе с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов, основными вопросами технологии и сварки металлических конструкций: контролем качества сварных соединений, техникой безопасности при проведении сварочных работ; навыками работы с современной нормативной, технической и справочной литературой, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам.

4. Структура и содержание учебной дисциплины.

4.1. Структура дисциплины.

№	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела	Формируемые компетенции (ОК, ПК)
1.	Основы металлических конструкций	Обзор развития металлических конструкций (МК). Общая характеристика МК: области применения, преимущества и недостатки. Строительные стали и алюминиевые сплавы: химический состав, микроструктура, свойства. Влияние различных факторов на свойства и характер разрушения металлических сплавов. Работа металла при разных видах статического нагружения. Хрупкое разрушение и пластичное поведение сталей. Усталость металлов при многократном нагружений. Явление наклёпа. Маркировка сталей. Сортамент металлических профилей. Основы метода расчёта по предельным состояниям. Учёт изменчивости нагрузок, сопротивления металла и условий работы конструкций. Методы расчёта устойчивости стержней и тонких пластин при различных видах напряжённого состояния. Соединения металлических конструкций. Сварные стыковые соединения и соединения с угловыми швами. Болтовые соединения повышенной и нормальной точности, их конструирование, работа под нагрузкой и расчёт. Основы изготовления и монтажа металлических конструкций. Влияние требований изготовления и монтажа на проектирование металлических конструкций.	ПК-3; ПК-5; ПК-6; ПК-7; ПК-9
2.	Сварка	Понятие сварки, классификация основных видов сварки, применяемых в строительстве. Сварные соединения и типы сварных швов. Технические требования к сварным соединениям. Источники нагрева и расплавления металла свариваемых изделий. Электрическая сварочная дуга, её свойства и характеристики. Термический цикл сварки, его влияние на зональное строение и свойства сварного соединения. Возникновение сварочных напряжений и деформаций. Термическая резка металлов и железобетонных конструкций. Газовая и плазменно-дуговая резка металлов. Основные сведения о технологии сварочных работ. Понятие о технологической карте. Контроль качества сварки и сварочных соединений. Основные дефекты сварных соединений, причины их образования. Методы контроля сварных соединений. Безопасность труда при проведении сварочных работ и термической резке.	ПК-3; ПК-5; ПК-6
3.	Элементы металлических конструкций	Балки: области применения и классификация. Компоновка балочных перекрытий, её основные схемы. Принципы проектирования балок из прокатных профилей. Принципы проектирование составных балок, понятие оптимальной высоты сечения. Особенности проектирования биметаллических и тонкостенных балок. Колонны: области применения и классификация. Выбор типа сечения колонны. Проектирование сплошных и сквозных колонн. Устойчивость колонны в целом и их элементов. Конструирование, особенности работы и расчёта оголовка и базы колонн. Фермы: классификация, геометрические схемы и области Методы статического расчёта ферм. Выбор типа и подбор сечения стержней. Предельная гибкость стержней. Конструирование и расчёт узлов и соединений элементов ферм.	ПК-3; ПК-5; ПК-6; ПК-7; ПК-9; ПК-10; ПСК-2.1
4.	Металлические конструкции многоэтажных зданий	Несущие систем многоэтажных зданий: область применения, классификация, особенности работы и компоновки. Рамные, связевые, рамно-связевые несущие системы. Определение нагрузок и воздействий. Конструирование и расчёт элементов и узлов каркаса.	ПК-3; ПК-5; ПК-6; ПК-7; ПК-9; ПК-10; ПСК-2.1
5.	Металлические конструкции одноэтажных производ-ственных зданий	Основы проектирования каркаса здания. Характеристика каркасов, их конструктивные схемы. Учёт при проектировании требований эксплуатации, надежности и долговечности, изготовления и монтажа конструкций. Состав каркаса, продольные и поперечные конструкции, функции и взаимодействие элементов. Оптимизация конструктивных решений. Выбор сетки колонн. Компоновка поперечной рамы. Компоновка, состав и схемы покрытия. Схемы и функции связей покрытия. Компоновка продольных конструкций каркаса. Схемы и функции связей по колоннам при монтаже и эксплуатации. Особенности работы и расчета каркаса Выбор расчётной схемы поперечных рам и каркаса в целом. Определение нагрузок каркас. Основы расчета каркаса. Определение расчетных усилий с учётом пространственной работы каркаса. Элементы покрытия. Работа стропильной фермы как ригеля поперечной рамы. Шарнирное и жёсткое сопряжение фермы с колонной. Конструирование и расчёт подстропильной фермы, каркаса фонаря. Конструкция, особенности работы и расчета сплошных и сквозных прогонов. Колонны каркаса. Конструктивные схемы и типы колонн. Сопряжение надкрановой и подкрановой частей колонны, базы сплошной и сквозной колонн. Подкрановые конструкции. Типы подкрановых балок и тормозных конструкций, нагрузки, особенности их работы и расчета. Конструирование опорных узлов подкрановых балок и тормозных конструкций. Упоры, крановые рельсы и их крепление. Производственные здания комплектной поставки из легких металлических конструкций Реконструкция производственных зданий, состав работ. Дефекты и повреждения МК, их выявление. Оценка технического состояния МК эксплуатируемых зданий. Методы и способы усиления МК. Восприятие нагрузок усиляемыми конструкциями, учёт в расчётах.	ПК-3; ПК-5; ПК-6; ПК-7; ПК-9; ПК-10; ПСК-2.1
6.	Металлические конструкции зданий и сооружений различного назначения	Листовые металлические конструкции: классификация и область применения. Напряжённое состояние тонких пластин и оболочек, основы их расчёта на прочность и устойчивость. Резервуары: их виды, строение и принципы проектирования. Металлические конструкции большепролетных покрытий. Компоновка и схемы работы, основы конструирования расчета стержневых конструкций, оболочек и куполов (ребристых, ребристо-кольцевых и сетчатых). Висячие системы покрытий: классификация, особенности работы и расчёта. Особенности компоновки и расчета однопоясных, двухпоясных и седловидных систем покрытий, схемы опорных конструкций. Несущие системы высотных сооружений: область применения, классификация, особенности работы. Основы компоновки и расчета башен и мачт.	ПК-3; ПК-5; ПК-6; ПК-7; ПК-9
7.	Основы экономики металлических конструкций	Определение технико-экономических показателей МК: расхода и стоимости материалов, трудоемкости и стоимости изготовления и монтажа, стоимости перевозки и эксплуатационных затрат; стоимости конструкций в деле.	ПК-3; ПК-5; ПК-6; ПК-9

4.2. Объем дисциплины и виды учебной работы.

№№ п/п	Наименование раздела, темы	Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия	Самостоятельная работа	КСР	Всего часов	Из них в интерактивной форме
	Семестр 7, 8
	Раздел 1. Основы металлических конструкций.
1	1.Введение	2			1		3	2
2	2. Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов	4	2		2		8	4
3	3. Работа элементов металлических конструкций и основы расчета их надежности	4			2		6	4
4	4. Соединения металлических конструкций	2	4		3		9	2
5	5. Основы изготовления и монтажа металлических конструкций	1			1		2	1
	Раздел 2. Сварка металлических конструкций.
6	1. Сварка строительных конструкций	1			2		3	1
7	2. Сварные соединения, выполненные дуговой сваркой	2		2	2		6	4
8	3. Технология сварочных работ.	2			1		3	2
	Раздел 3. Элементы металлических конструкций.
9	1.Балки, балочные конструкции	6	8	4	10		28	10
10	2.Центрально сжатые колонны	4	4	2	10		20	8
11	3.Фермы	4			6		10	4
	Раздел 4. Металлические конструкции многоэтажных зданий
12	1.Основы проектирования каркасов многоэтажных зданий	2	4		10		16	4
13	2. Рамные, связевые, рамно-связевые несущие системы.	2	2		10		14	4
14	3. Конструирование и расчёт элементов и узлов каркаса.	2	8		10		20	6
	Раздел 5. Металлические конструкции одноэтажных производственных зданий
15	1.Основы проектирования и расчета каркасов одноэтажных производственных зданий	4	4	2	8		18	8
16	2.Элементы покрытия	2	4	2	8		16	4
17	3.Колонны каркаса	2	4	2	8		16	4
18	4.Подкрановые конструкции	2	4	2	9		17	4
19	5.Производственные здания комплектной поставки из легких металлических конструкций	2			4		6	2
20	6.Реконструкция производственных зданий	2			3		5	2
	Раздел 6. Металлические конструкции зданий и сооружений различного назначения
21	1.Листовые металлические конструкции	4			1		5	4
22	2.Металлические конструкции большепролетных покрытий	4			1		5	4
23	3.Металлические конструкции высотных сооружений	2			1		3	2
	Раздел 7. Основы экономики металлических конструкций.
24	1. Основы экономики металлических конструкций	2			1		3	2
	Итого	64	48	16	114	10	288	92

Вид промежуточной аттестации: зачет в 7 семестре, экзамен в 8 семестре – 36 часов.