Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
«Утверждаю»
Председатель Ученого совета,
ректор, академик НАН РК
_______________________
«____» ___________ 2015г.
ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ДЛЯ СТУДЕНТА
(SYLLABUS)
Модуль IP 12 «Инженерное проектирование»
Дисциплина ORZS 3226 «Основы расчета зданий и сооружений»
Специальность 5B042000 «Архитектура»
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра «Дизайн, архитектура и прикладная механика»
2015
Предисловие
Программу обучения по дисциплине для студента (syllabus) разработали: к. т.н., доцент
к. т.н., ст. преподаватель
Обсуждена на заседании кафедры «Дизайн, архитектура и прикладная механика»
Протокол № ____ от «____» ______________2015 г.
Зав. кафедрой ____________ «____» ______________2015 г.
Одобрена учебно-методическим советом АСФ
Протокол № ______ от «___»___________2015 г.
Председатель «____» _____________2015 г.
Согласована с выпускающей кафедрой «Дизайн, архитектура и прикладная механика»
Зав. кафедрой ____________ «____» ______________2015 г.
Сведения о преподавателе и контактная информация
Доцент Ахмедиев Серик Кабултаевич
Ст. преподаватель Таженова Гульзада Даулетхановна
Кафедра “ДАиПМ” находится в 1 корпусе КарГТУ, Бульвар Мира, 56, аудитория 101, контактный телефон 56-59-35 (добавочный 2041)
Трудоемкость дисциплины
Семестр | ECTS | Количество кредитов | Вид занятий | Количество часов СРС | Общее количество часов | Форма контроля | ||||
Количество контактных часов | Количество часов СРСП | Всего часов | ||||||||
Лекции | Практические занятия | Лабораторные занятия | ||||||||
5 | 5 | 3 | 15 | 30 | - | 45 | 90 | 45 | 135 | Экзамен |
Характеристика дисциплины
Дисциплина «Основы расчета зданий и сооружений» является основной для оценки надежности конструкции. Расчеты, приводимые в курсе должны обеспечить прочность, жесткость и устойчивость конструкции и сооружений. Точность и достоверность расчетов обеспечивает экономичность проектных решений. Понятийный аппарат курса «Основы расчета зданий и сооружений» представляет следующее: основные понятия теоретической механики, условия равновесия связи и реакции, геометрические характеристики сечений, основные гипотезы сопротивления материалов, растяжение и сжатие в статически определимых системах, изгиб, устойчивость.
В дальнейшем обучении полученные знания станут основой расчетной части курсового и дипломного проектирования строительных объектов.
Цель дисциплины
Целью изучения данной дисциплины является изучение методов расчета различных инженерных сооружений (в том числе, промышленных и гражданских зданий) на прочность, устойчивость, жесткость при действии как статических, так и динамических нагрузок. Расчеты должны обеспечивать необходимую надежность и высокую экономичность конструкций и их элементов. Для достижения этих целей, обучающиеся должны освоить точные и достоверные методы расчета конструкций, учитывающих как разнообразие расчетных схем, так и факторы, влияющие на действительную работу конструкций (учет физико-механических свойств материалов, виды опирания, условия нагружения и т. д.).
Указанные задачи можно решить при широком использовании в расчетах электронно-вычислительной техники. Таким образом, одной из целей изучения дисциплины является изучение программ и программных комплексов, позволяющих автоматизировать расчеты при широком варьировании входных параметров.
В результате изучения дисциплины, обучаемые должны уметь оценивать прочностные и жесткостные качества конструкций, применяемых в строительстве (это-балки, рамы, арки, фермы и т. д.).
Наряду с расчетами статически определимых систем должны быть освоены расчеты статически неопределимых систем, обеспечивающие более высокую надежность и экономичность конструкций. Полученные при изучении курса знания студенты заочного и заочного ускоренного обучения могут использовать в своей практической деятельности (при возведении зданий и сооружений).
Задачи дисциплины
Задачи дисциплины следующие:
- изучение напряженно-деформированного состояния конструкций и их элементов (построение эпюр внутренних усилий, вычисление перемещений и деформаций);
- изучение методики подбора сечений элементов конструкции при различных видах сопротивления (растяжение-сжатие), изгиб, внецентренное растяжение-сжатие, косой изгиб) из условий прочности, жесткости;
- изучение методов расчета элементов конструкции на устойчивость при центральном сжатии;
- изучение основ конструкций на динамические нагрузки (продольный и поперечный удар, свободные и вынужденные колебания от вибрационной нагрузки).
В результате изучения данной дисциплины студенты должны:
иметь представление о:
напряженно-деформированном состоянии различных конструкций, о методах их расчета на прочность, жесткость, устойчивость в системах действующих сил и условиях их равновесия на плоскости и в пространстве.
знать:
методы расчета статически определимых и статически неопределимых систем, влияние геометрических и физико-механических параметров на напряженно-деформированное состояние конструкций и их элементов.
уметь: определять опасные сечения в составе конструкции, определять опорные реакции и внутренние усилия в сечениях конструкции, подобрать поперечные сечения из прокатных профилей на основе условий прочности, устойчивости, жесткости; вычислять значения критической силы и динамического коэффициента.
приобрести практические навыки:
по построению эпюр усилий, вычислению перемещений с использованием правила Верещагина, по оценке прочности и жесткости конструкций и их элементов, по подбору элементов конструкций из прокатных профилей.
Пререквизиты
Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин:
Дисциплина | Наименование разделов (тем) |
1Математика (школьный курс) | Аналитическая геометрия. Математический анализ. Дифференциальное и интегральное исчисление. Дифференциальные уравнения. |
2Физика (школьный курс) | Механика. Физика твердого тела. |
Постреквизиты
Знания, полученные при изучении дисциплины используются при освоении следующих дисциплин: строительные конструкции (металлические железобетонные, деревянные и каменные), энергоэффективное проектирование и строительство гражданских зданий, расчетная часть курсового и дипломного проектирования.
Тематический план дисциплины
Наименование раздела, (темы) | Трудоемкость по видам занятий, ч. | ||||
лекции | практические | лабораторные | СРСП | СРС | |
1. Введение. | 1 | - | - | 2 | 2 |
2. Основные понятия и аксиомы статики. Связи и их реакции | 1 | - | - | 4 | 4 |
3. Момент сил. Действие с силами и моментами. | 1 | 3 | - | 4 | 4 |
4. Условия равновесия. Равновесие на плоскости и в пространстве. | 1 | 3 | - | 4 | 4 |
5. Напряженно-деформированное состояние тела. | 1 | - | - | 4 | 4 |
6. Растяжение-сжатие. | 2 | 5 | - | 5 | 5 |
7. Геометрические характеристики сечений. | 1 | 4 | - | 4 | 4 |
8. Изгиб стержней. | 3 | 6 | - | 6 | 6 |
9. Устойчивость стержней. | 2 | 5 | - | 4 | 4 |
10. Расчет 3-х шарнирных арок. | 1 | - | - | 4 | 4 |
11. Расчет плоских статически определимых ферм. | 1 | 4 | - | 4 | 4 |
ИТОГО: | 15 | 30 | - | 45 | 45 |
Перечень практических (семинарских) занятий
1. Момент сил. Действие с силами и моментами.
2. Условия равновесия. Равновесие на плоскости и в пространстве.
3. Растяжение-сжатие.
4. Геометрические характеристики сечений.
5. Изгиб стержней.
5. Устойчивость стержней.
6. Расчет плоских статически определимых ферм.
Тематический план самостоятельной работы студента с преподавателем
Наименование темы СРСП | Цель занятия | Форма проведения занятия | Содержание задания | Рекомендуемая литература |
1.Введение – 2 часа | Углубленное знание по этой теме | Самостоятельная проработка теоретического материала | Основные определения. Принципы и гипотезы | [3], глава 1 |
2.Основные понятия и аксиомы статики. Связи и их реакции – 4 часа | Углубленное знание по этой теме | Самостоятельная проработка теоретического материала | Основные понятия и аксиомы статики связи и их реакции | [1], глава 1 |
3. Момент сил. Действие с силами и моментами – 4 часа | Приобретение практических навыков расчета | Решение задач | [10], задачи 1.1, 2.30, 2.42, 3.14. | [10] |
4.Условия равновесия. Равновесие на плоскости и в пространстве - 4 часа | Приобретение практических навыков расчета | Решение задач | РПР №1 [7] | [7] |
5. Напряженно-деформированное состояние тела – 4 часа. | Углубление знаний по данной теме | Проработка теоретического материала. Решение задач. | Метод сечений. | [3, §1-8]. Схемы от преподавателя |
6. Растяжение – сжатие – 5 часов | Приобретение практических навыков расчета | Решение задач | РПР №1 Задача №1.2 [7] | [7] |
7. Геометрические характеристики сечений – 4 часа | Приобретение практических навыков расчета | Решение задач с преподавателем Самостоятельное решение задач | Задачи: 5.5, 5.10, 5.8, Схемы к задаче 5.11 [4], | [4] |
8.Изгиб стержней.– 6 часов | Приобретение практических навыков расчета | Самостоятельное решение задач | РПР №2 [8] Пример 6.1, 6.2 [4] | [8], [4] |
9. Устойчивость стержней – 3 часа | Приобретение практических навыков расчета | Самостоятельное решение задач | Подбор сечений в РПР №2 Глава 12 [4] | [8], [4] |
10. Расчет 3-х шарнирных арок – 4 часа | Приобретение практических навыков расчета | Самостоятельное решение задач | Теоретический материал Глава 4 [11]; Примеры §3.2, примеры 1¸4, §3.4 [10]; | [11], [10] |
11.Расчет плоских статически определимых ферм – 4 часа | Приобретение практических навыков расчета | Самостоятельное решение задач | Теоретический материал Глава 5 [11]; [10], задачи 4.20, 4.22, 4.45. | [10, 11] |
Темы контрольных заданий для СРС
РПР №1. Определение реакций опор. Расчеты на растяжение–сжатие.
1. Определение реакций опор твердого тела. Задача 1.1 [7].
2. Расчет статически определимого ступенчатого стержня. Задача 2.1 [7].
РПР №2. Плоский изгиб. Устойчивость стержней.
1. Расчеты на изгиб. Задачи 3.1-.3.4 [8].
2. Устойчивость сжатых стержней. Задача 5 [9].
Критерии оценки знаний студентов
Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 60%) и итоговой аттестации (экзамену) (до 40%) и составляет значение до 100% в соответствии с таблицей.
Оценка по буквенной системе | Баллы | %-ное содержание | Оценка по традиционной системе |
А цифровой эквивалент | 4,0 | 95-100 | Отлично |
А- | 3,67 | 90-94 | |
В+ | 3,33 | 85-89 | Хорошо |
В | 3,0 | 80-84 | |
В- | 2,67 | 75-89 | |
С+ | 2,33 | 70-74 | Удовлетворительно |
С | 2,0 | 65-69 | |
С- | 1,67 | 60-64 | |
D+ | 1,33 | 55-59 | |
D- | 1,0 | 50-54 | |
F | 0 | 0-49 | Неудовлетворительно |
Оценка «А» (отлично) выставляется в том случае, если студент в течение семестра показал отличные знания по всем программным вопросам дисциплины, а также по темам самостоятельной работы, регулярно сдавал рубежные задания, проявлял самостоятельность в изучении теоретических и прикладных вопросов по основной программе изучаемой дисциплины, а также по внепрограммным вопросам.
Оценка «А-» (отлично) предполагает отличное знание основных законов и процессов, понятий, способность к обобщению теоретических вопросов дисциплины, регулярную сдачу рубежных заданий по аудиторной и самостоятельной работе.
Оценка «В+» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал хорошие и отличные знания по вопросам дисциплины, регулярно сдавал семестровые задания в основном на «отлично» и некоторые на «хорошо».
Оценка «В» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал хорошие знания по вопросам, раскрывающим основное содержание конкретной темы дисциплины, а также темы самостоятельной работы, регулярно сдавал семестровые задания на «хорошо» и «отлично».
Оценка «В-»(хорошо) выставляется студенту в том случае, если он хорошо ориентируется в теоретических и прикладных вопросах дисциплины как по аудиторным, так и по темам СРС, но нерегулярно сдавал в семестре рубежные задания и имел случаи пересдачи семестровых заданий по дисциплине.
Оценка «С+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «хорошо» и «удовлетворительно» семестровые задания.
Оценка «С» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «удовлетворительно» семестровые задания.
Оценка «С-» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если студент в течение семестра регулярно сдавал семестровые задания, но по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.
Оценка «D+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.
Оценка «D-» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет минимальным объемом знаний, а также допускал пропуски занятий.
Оценка «F» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда студент не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, пропустил более половины занятий и не представил вовремя семестровые задания.
Рубежный контроль проводится на 7,14-й неделях обучения и складывается исходя из следующих видов контроля:
Вид контроля | %-ое содержание | Академический период обучения, неделя | Итого, % | ||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |||
Посещаемость | 0,6 | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | 9 |
Выполнение РПР | 15 | * | * | 30 | |||||||||||||
Сдача модуля | 10,5 | * | * | 21 | |||||||||||||
Всего | 30 | 30 | 60 | ||||||||||||||
Экзамен | 40 | ||||||||||||||||
Итого | 100 |
Политика и процедуры
При изучении дисциплины «Основы расчета зданий и сооружений» прошу соблюдать следующие правила:
1. Не опаздывать на занятия.
2. Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни прошу предоставлять справку, в других случаях – объяснительную записку.
3. Учебный материал на пропущенных занятиях освоить самостоятельно независимо от причины пропусков.
4. Не нарушать графики выполнения и защиты РПР и сдачи модулей.
5. Активно участвовать в учебном процессе.
6. Бережно относится к учебникам, учебно–методической литературе, оборудованиям, приборам и другим имуществам кафедры и университета.
7. Быть терпимыми, открытыми, откровенными и доброжелательными к сокурсникам и преподавателям.
Учебно-методическая обеспеченность дисциплины
Ф. И.О автора | Наименование учебно-методической литературы | Издательство, год издания | Количество экземпляров | |
в библиотеке | на кафедре | |||
Основная литература | ||||
1. | Краткий курс теоретической механики | М.: Наука, 1986, 2002 | 432 50 | - |
2., | Курс теоретической механики, т. 1,2 | М.: Высш. школа, 1984 | 408-т.1 527-т.2 | - |
3.Феодосьев В. И. | Сопротивление материалов. | М.: Изд-во МГТУ, 2000 | 120 | 3 |
4. Под ред. | Сборник задач по сопротивлению материалов. | М.: Наука, 1972г. | 620 | 5 |
5. , | Строительная механика | М.: Стройиздат. 2008 | 231 | |
6. | Строительная механика | М.: Стройиздат. 1986 | 54 | |
Дополнительная литература | ||||
7., . | Методические указания и задания к расчетно-проектировочной работе по инженерной механике 1 для студентов дневной формы обучения. Часть 1. | Караганда; КарГТУ, 2010. | 60 | 50 |
8., | Методические указания и задания к расчетно-проектировочной работе по инженерной механике 1 для студентов дневной формы обучения. Часть 2. | Караганда; КарГТУ, 2010. | 60 | 50 |
9. , , . | Методические указания и задания по дисциплине «Инженерная механика 2». | Караганда; КарГТУ, 2009. | 40 | 50 |
10. | Сборник задач по теоретической механике | М.: Наука, 1986 | 2754 | 2 |
11. | Руководство к практическим занятиям по курсу Строительная механика | М.: Высш. шк. 1980 | 119 | - |
2 График выполнения заданий по дисциплине
Вид контроля | Цель и содержание задания | Рекомендуемая литература | Продолжительность выполнения | Форма контроля | Срок сдачи |
Выполнение и сдача РПР №1 | Определение реакций опор. Расчеты на растяжение-сжатие. | [1,3,4,7] | I-VII недели | Текущий и рубежный | VII неделя |
Аттестация (сдача модуля) | Модуль №1 | [1,2,3,4] | 2 контактных часа | Рубежный | VII неделя |
Выполнение и сдача РПР №2 | Плоский изгиб. Устойчивость стержней. | [3,4,8,9,10, 11] | VIII-XIV недели | Текущий и рубежный | XIV неделя |
Аттестация (сдача модуля) | Модуль №2 | [3,4,10,11] | 2 контактных часа | Рубежный | XIV неделя |
Экзамен | Проверка усвоения материала дисциплины | [1 - 11] | 2 контактных часа | Итоговый | В период сессии |
Вопросы для самоконтроля
1. Какие дисциплины входят в курс Основы расчета зданий и сооружений?
2. Что изучает теоретическая механика?
3. Что изучает статика?
4. Что называется силой?
5. Что называется главным вектором?
6. Что называется алгебраическим моментом силы относительно центра?
7. Что называется парой сил?
8. Что называется главным вектором системы сил?
9. Что называется связью?
10. Что называется реакцией связи?
11. Какая система сил называется уравновешенной?
12. Каковы аналитические условия равновесия произвольной пространственной системы сил?
13. Сколько неизвестных могут быть определены из условий равновесия для твердого тела, находящегося под действием:
а) плоской системы сил?
б) произвольной пространственной системы сил?
в) плоской сходящейся системы сил?
14. Каков порядок решения задач на равновесие?
15. Что называется фермой?
16. Какие есть методы определения усилий в стержнях фермы?
17. В чем состоит задача расчета на прочность? на жесткость? на устойчивость?
18. Что представляют собой внутренние силы?
19. В чем сущность метода сечений?
20. Что называется напряжением?
21. Что называется деформацией?
22. Какие случаи деформации бруса называются центральным растяжением?
23. Что представляет собой эпюра продольных сил и как она строится?
24. Как определяются нормальные напряжения в поперечных сечениях центрально-растянутого (сжатого) стержня?
25. Что называется полной (абсолютной) продольной деформацией?
26. Что называется модулем упругости Е?
27. Что называется жесткостью поперечного сечения при растяжении (сжатии)?
28. Как формулируется закон Гука?
29. Как строится диаграмма растяжения?
30. Что называется пределом прочности, пределом упругости, пределом текучести, пределом прочности?
31. Какие задачи называются статически неопределимыми?
32. Каков общий порядок решения статически неопределимых задач?
33. Как формулируется условие прочности?
34. Какой расчет называется по допускаемым напряжениям?
35. Что называется статическим моментом сечения относительно оси?
36. Что называется осевым, полярным моментами инерции сечения?
37. По каким формулам находят координаты центра тяжести сложной фигуры?
38. Какие оси называются главными?
39. Какой вид имеет Формула параллельного переноса осей?
40. Что называется прямым изгибом?
41. Что называется чистым и поперечным изгибом?
42. Какие внутренние усилия возникают в поперечных сечениях бруса?
43. Какие правила знаков приняты для каждого из внутренних усилий?
44. Суть метода непосредственного интегрирования.
45. Общий вид универсального уравнения упругой линии
46. По какой формуле определяется нормальные напряжения при изгибе?
47. По какой формуле определяется касательное напряжение при изгибе?
48. Условие прочности при изгибе
49. Понятие устойчивости и критической силы.
50. Обобщенная формула Эйлера.
51. Гибкость стержня.
52. Предельная гибкость.
53. Пределы применимости формулы Эйлера.
54. Формула Ясинского.
55. Проектный расчет методом последовательного приближения.
56. Коэффициент понижения допускаемого напряжения. От чего он зависит?
Гос. изд. лиц. №50 от 01.01.2001. Подписано в печать 2015 г.
Формат 60Х90/16
Усл. печ. л. 0,75. Тираж экз. Заказ Цена договорная.
_____________________________________________________________
Издательство Карагандинского государственного технического университета.
100027, г. Караганда, Бульвар Мира, 56
