Karta przedmiotu

Mechanika budowli

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2022/2023

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Budownictwa, Inżynierii środowiska i Architektury

Nazwa kierunku studiów:

Budownictwo

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

pierwszego stopnia

Forma studiów:

niestacjonarne

Specjalności na kierunku:

blok A/1, blok A/2, blok B/1, blok B/2

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Mechaniki Konstrukcji

Kod zajęć:

6623

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 4 / W30 C30 L10 P20 / 11 ECTS / E

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr hab. inż. prof. PRz Bartosz Miller

Terminy konsultacji koordynatora:

zgodnie z aktualnym rozkładem zajęć

semestr 4:

dr inż. Michał Jurek , termin konsultacji zgodnie z aktualnym rozkładem zajęć

semestr 4:

mgr inż. Rafał Budziński

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
uzyskanie odpowiedniej wiedzy i umiejętności w zakresie formułowania i zastosowania prostych modeli i metod obliczeniowych z zakresu mechaniki konstrukcji inżynierskich

Ogólne informacje o zajęciach:
"mechanika budowli" wprowadza w konstruowanie modeli obliczeniowych, które dają rozkłady pól mechanicznych niezbędne do projektowania prostych układów konstrukcyjnych

Materiały dydaktyczne:
dostępne na stronie Katedry Mechaniki Konstrucji PRz http://kmk.prz.edu.pl

Inne:
https://kmk.prz.edu.pl/dydaktyka/budownictwo/mechanika-budowli

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Z. Dyląg. E. Krzemińska-Niemiec, F. Filip	Mechanika budowli	PWN.	1989
2	B. Olszowski, M. Radwańska	Mechanika budowli	Politechnika Krakowska.	2003
3	B. Olszowski, Z. Stojek, Z. Waszczyszyn	Zarys mechaniki budowli	Politechnika Krakowska.	1978

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	J. Ledziński	Mechanika budowli	Politechnika Rzeszowska.	1999
2	M. Paluch	Podstawy mechaniki budowli	Akademia Górniczo-Hutnicza.	2004
3	M. Paluch	Mechanika budowli, teoria i przykłady	Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie 2.	2018

Literatura do samodzielnego studiowania
1	G. Rakowski, Z. Waszczyszyn (praca zbiorowa)	Mechanika budowli w ujęciu komputerowym	Arkady.	1995
2	Z. Cywiński	Mechanika budowli w zadaniach	PWN.	2008
3	J. Rakowski	Mechanika budowli. Zadania, część I	Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej.	2007

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
zaliczenie na ocenę pozytywną modułów kształcenia "wytrzymałość materiałów" i "mechanika ogólna"

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
znajomość matematyki w zakresie wybranych działów algebry liniowej, rachunku różniczkowego i całkowego

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
formułowanie algorytmów statyki, w tym obliczania reakcji podporowych i sił przekrojowych (rysowanie odpowiednich wykresów) w elementach płaskich, prętowych układów statycznie wyznaczalnych

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
MEK01	Zna warunki geometrycznej niezmienności (konieczny i wystarczający) na płaszczyźnie. Ma podstawową wiedzę dotyczącą linii wpływu w płaskich Układach Prętowych (UP). Zna zasady obliczania przemieszczeń w płaskich UP	wykład	egzamin cz. pisemna	K-W01+ K-W04++ K-W05++	P6S-WG
MEK02	Ma wiedzę z zakresu rozwiązywania statycznie niewyznaczalnych płaskich UP (metoda sił MS i metoda przemieszczeń MP), zna zasady weryfikacji otrzymanych wyników. Ma podstawową wiedzę z zakresu dynamiki oraz stateczności płaskich UP.	wykład	egzamin cz. pisemna	K-W01+ K-W04++ K-W05++	P6S-WG
MEK03	Umie zbadać geometryczną niezmienność prostych układów prętowych na płaszczyźnie. Potrafi skonstruować linie wpływu reakcji podporowych i sił przekrojowych w statycznie wyznaczalnych belkach prostych i przegubowych oraz w statycznie wyznaczalnych kratownicach. Potrafi obliczyć przemieszczenia liniowe oraz kąty obrotu w płaskich UP.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, projekt indywidualny, laboratorium	egzamin cz. pisemna, zaliczenie cz. pisemna, kolokwium, sprawozdanie z projektu	K-U03++ K-U04+ K-U05++ K-U15++	P6S-UU P6S-UW
MEK04	Potrafi obliczyć wartości sił przekrojowych oraz przemieszczeń w prostych układach statycznie niewyznaczalnych oraz zweryfikować otrzymane wyniki. Potrafi obliczyć częstości drgań własnych prostych, płaskich układów prętowych oraz odpowiadające im postacie drgań. Potrafi obliczyć wartość siły krytycznej dla prostych przypadków płaskich UP.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, projekt indywidualny, laboratorium	egzamin cz. pisemna, zaliczenie cz. pisemna, kolokwium, sprawozdanie z projektu	K-U03++ K-U04++ K-U05++ K-U09++ K-U15++	P6S-UU P6S-UW
MEK05	Rozumie konieczność stałego dokształcania się i pogłębiania własnej wiedzy. Potrafi odpowiednio zarządzać czasem i powierzone zadania wykonuje terminowo. Jest odpowiedzialny za własną pracę. Szanuje pracę innych ludzi oraz powierzony sprzęt.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, projekt indywidualny, laboratorium	egzamin cz. pisemna, sprawozdanie z projektu, kolokwium, obserwacja wykonawstwa	K-K01++ K-K02++	P6S-KK P6S-KR

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
4	TK01	Wprowadzenie: założenia płaskich Układów Prętowych (UP)	W01	MEK01 MEK05
4	TK02	Podstawy teoretyczne sprężystych, płaskich UP: zasada superpozycji, wielkości uogólnione, praca sił zewnętrznych i przekrojowych, zasada prac wirtualnych i twierdzenia o wzajemności	W02	MEK01 MEK05
4	TK03	Obliczanie przemieszczeń w statycznie wyznaczalnych, płaskich UP: wzór Maxwella-Mohra i całkowanie graficzne, przemieszczenia od działań mechanicznych i niemechanicznych (zmiany temperatury, imperfekcje prętów i osiadanie podpór)	W03	MEK01 MEK05
4	TK04	Metoda sił (MS) na tle właściwości układów statycznie niewyznaczalnych (USN). Układy podstawowe i kanoniczny układ równań MS. Proste przykłady (belka ciągła, ramy o niskim stopniu statycznej niewyznaczalności). Ułatwienia wynikające z symetrii układu. Obliczanie przemieszczeń USN za pomocą wzoru Maxwella-Mohra.	W04-W05	MEK02 MEK05
4	TK05	Metoda przemieszczeń (MP), wzory transformacyjne, wstępne reakcje, równania kanoniczne MP. Proste przykłady (belka ciągła i ramy nieprzesuwne, ramy przesuwne prostokątne, plany przemieszczeń dla ram ukośnokątnych). Symetria układu i schematy połówkowe, porównanie MS i MP.	W06	MEK02 MEK05
4	TK06	Dynamika płaskich UP. Obciążenia przykładane dynamicznie, macierze sztywności, podatności, mas i tłumienia, drgania własne i wymuszone, rezonans i wpływ tarcia na przykładzie oscylatora o jednym stopniu swobody (1SS). Dynamika płaskich UP o masach skupionych. Drgania swobodne i wymuszone układów o wielu stopniach swobody. Obliczanie sił bezwładności dla wymuszeń harmonicznych. Przybliżone obliczanie podstawowej częstości drgań własnych. Drgania własne belki swobodnie podpartej o masie równomiernie rozłożonej, ocena dokładności rozwiązań dla skupionych mas.	W07	MEK02 MEK05
4	TK07	Wyboczenie słupów i ram płaskich. Wprowadzenie do teorii stateczności konstrukcji prętowych. MP i wzory transformacyjne dla wyboczenia prętów. Analiza liniowego, algebraicznego zagadnienia własnego. Wyboczenie ram prostokątnych i korzystanie z symetrii układu dla obliczania obciążeń i postaci krytycznych wyboczenia.	W08	MEK02 MEK05
4	TK08	Algorytmy obliczania linii wpływu w układach statycznie wyznaczalnych. Przykłady konstruowania linii wpływu reakcji i sił przekrojowych w prostych belkach.	W09	MEK01 MEK05
4	TK09	Rozszerzenie i uogólnienie poznanych metod rozwiązywania układów statycznie wyznaczalnych i niewyznaczalnych. Przykłady rozwiązywania złożony zagadnień ze statyki i dynamiki konstrukcji budowlanych.	W10, C10	MEK02 MEK05
4	TK10	Zależności pomiędzy siłami przekrojowymi. Złożone, statycznie wyznaczalne układy prętowe (łuki kołowy i paraboliczny, układy ramowo-łukowe).	C01, P1	MEK03 MEK05
4	TK11	Obliczanie przemieszczeń w płaskich UP, konstruowanie obrazu deformacji układu wywołanej zadanym obciążeniem	C02-C03, P2, L	MEK03 MEK05
4	TK12	Rozwiązywanie układów statycznie niewyznaczalnych metodą sił. Interpretacja fizyczna układu równań MS	C04-C05, P3	MEK04 MEK05
4	TK13	Rozwiązywanie układów statycznie niewyznaczalnych metoda przemieszczeń. Interpretacja fizyczna układu równań MP	C06	MEK04 MEK05
4	TK14	Obliczanie częstości drgań własnych płaskich UP. Obliczanie i rysowanie postaci drgań, sprawdzanie warunku ortogonalności.	C07, P4	MEK04 MEK05
4	TK15	Obliczanie wartości siły krytycznej w płaskich UP, obliczanie i rysowanie postaci wyboczenia	C08, P5, L	MEK04 MEK05
4	TK16	Linie wpływu w kratownicach statycznie wyznaczalnych - konstruowanie, interpretacja, wykorzystanie	C09, P6, L	MEK03 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 4)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 30.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 4)	Przygotowanie do ćwiczeń: 30.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 30.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 4)		Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 2.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 4)		Godziny kontaktowe: 20.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 90.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4)
Egzamin (sem. 4)	Przygotowanie do egzaminu: 30.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 3.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Egzamin ustny lub pisemny
Ćwiczenia/Lektorat	Kolokwia
Laboratorium	Wykonanie zespołowych zadań z wykorzystaniem sprzętu dostępnego w laboratorium; ocena końcowa z laboratorium to średnia arytmetyczna z ocen ze sprawozdań powiększona lub pomniejszona o ocenę aktywności na zajęciach.
Projekt/Seminarium	Ręczne rozwiązanie indywidualnych zadań; ocena końcowa z projektów to średnia arytmetyczna z ocen z obowiązkowych pięciu projektów powiększona o ocenę z nadobowiązkowego projektu szóstego
Ocena końcowa	Po zaliczeniu każdego z członów (ćwiczenia C, projekty P, laboratoria L, egzamin E) ocena końcowa jest obliczana ze wzoru: (45E + 30C + 20P + 5L)/100

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : tak

Dostępne materiały : Konspekt zaakceptowany przez koordynatora modułu

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1	B. Miller; L. Ziemiański	Accelerating Multi-Objective Optimization of Composite Structures Using Multi-Fidelity Surrogate Models and Curriculum Learning	2025
2	S. Gubernat; A. Kozłowski; D. Kukla; B. Miller; I. Wójcik-Grząba; D. Ziaja	Experimental study of innovative steel beam-to-column joint under impact loading to mitigate progressive collapse	2025
3	A. Kozłowski; D. Kukla; B. Miller; D. Nykiel; D. Ziaja	Experimental investigation of steel beam-to-column end-plate joints under static and impact loading	2024
4	B. Miller; L. Ziemiański	Optimizing composite shell with neural network surrogate models and genetic algorithms: Balancing efficiency and fidelity	2024
5	B. Miller; L. Ziemiański	Multi-Objective Optimization of Thin-Walled Composite Axisymmetric Structures Using Neural Surrogate Models and Genetic Algorithms	2023
6	B. Miller; L. Ziemiański	Detection of Material Degradation of a Composite Cylinder Using Mode Shapes and Convolutional Neural Networks	2021
7	B. Miller; L. Ziemiański	Identification of Mode Shapes of a Composite Cylinder Using Convolutional Neural Networks	2021
8	A. Borowiec; L. Folta; G. Kędzior; A. Kulon; B. Miller; M. Rajchel; T. Siwowski; D. Szynal; Ł. Szyszka; B. Wójcik ; L. Ziemiański	Opracowanie programu i przeprowadzenie badań na specjalistycznej platformie wstrząsowej symulującej wstrząsy tektoniczne dla słupów kompozytowych wysokości 9 m	2020
9	B. Miller; B. Turoń; D. Ziaja	Detection of Anomaly in a Pretensioned Bolted Beam-to-Column Connection Node Using Digital Image Correlation and Neural Networks	2020
10	B. Miller; L. Ziemiański	Optimization of Dynamic and Buckling Behavior of Thin-Walled Composite Cylinder, Supported by Nature-Inspired Agorithms	2020
11	B. Miller; L. Ziemiański	Optimization of dynamic behavior of thin-walled laminated cylindrical shells by genetic algorithms and deep neural networks supported by modal shape identification	2020