Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

Кафедра Промышленное, гражданское и транспортное строительство

Рабочая учебная программа

дисциплины «Метод конечных элементов в задачах транспортного

строительства»

для магистрантов специальности 6М074500 «Транспортное строительство»

Павлодар

Составитель:         профессор, к. т.н.

Кафедра  «Промышленное, гражданское и транспортное строительство»

Рабочая учебная программа

по дисциплине «Метод конечных элементов в задачах транспортного строительства»

для магистрантов специальности 6М074500 «Транспортное строительство»

Рабочая программа разработана на основании рабочего учебного плана и каталога элективных дисциплин, утвержденного на заседании Ученого Совета ПГУ им. С. Торайгырова от «_____»___________ 2013 г.

Протокол № ____.

Обсуждена на заседании кафедры ПГТС от «____»_________________2013г. 

Протокол № _____.

Заведующий кафедрой ____________  «____» _________2013г.

Рекомендована учебно-методическим советом  архитектурно-строительного факультета

«___»______________2013г.  Протокол №____

Председатель УМС факультета  «____» ______2013г.

Начальник УМО  «____»____________2013 г.

Одобрено учебно-методическим советом университета

От «____»__________2013 г. Протокол №____.

1. Паспорт учебной дисциплины

Наименование дисциплины Метод конечных элементов в задачах транспортного строительства

Дисциплина вузовского компонента

Количество кредитов и сроки изучения

Всего – 2 кредита

Курс: 1

Семестр: 2

Всего аудиторных занятий – 30 часов 

Лекции  - 15  часов 

Практические  занятия - 15 часов 

СРМ – 60 часов

в том числе СРМП – 15 часов

Общая трудоемкость - 90  часов

Форма контроля

Экзамен –2 семестр

2. Предмет, цели и задачи

Предмет дисциплины

В дисциплине рассматриваются вопросы расчета и проектирования зданий и сооружений транспортного назначения методом конечных элементов (МКЭ) с применением современного программного обеспечения. Наряду с рассмотрением теоретических основ МКЭ (матрицы, элементы линейной алгебры, уравнения механики деформируемого твердого тела, вариационная постановка задач, основные положения метода) в курсе излагаются методики расчета МКЭ стержневых строительных конструкций и континуальных систем (плоские, пространственные и плитные конструкции), а также расчеты грунтовых оснований. Рассматриваются специальные методики расчета транспортных сооружений МКЭ на действие динамических нагрузок, задачи расчета нелинейно деформируемых конструкций сооружений и вопросы устойчивости стержневых систем. Дается анализ использования  в практических задачах транспортного строительства современных проектно-вычислительных комплексов (SCAD, ЛИРА, PLAXIS, CREDO и др.). Программой курса предусмотрено решение конкретных задач, направленных на приобретение практических навыков проектирования транспортных сооружений.

Цель преподавания дисциплины

Обучение теоретическим и практическим основам метода конечных элементов (МКЭ) и использованию в проектировании транспортных сооружений современных программных комплексов, реализующих МКЭ  (овладение основными идеями метода, приемами алгоритмизации задач, практическим навыкам выполнения и контроля правильности расчетов, сочетания МКЭ с проектирующими модулями современных программных комплексов).

Обучение магистрантов навыкам самостоятельного совершенствования своих знаний и углублению практического опыта в области применения метода конечных элементов для проектирования транспортных сооружений.

Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины магистранты должны получить следующие знания и представления:

- о теоретических и практических вопросах метода конечных элементов и программного обеспечения;

- об алгоритмизации и компьютерной реализации версии метода конечных элементов в форме метода перемещений;

- о способах решения нелинейных задач средствами МКЭ;

- о современном программном обеспечении МКЭ (программы SCAD, ЛИРА, PLAXIS, CREDO и др.).

3. Формирование компетенций

Знание и понимание:

- современных концепций использования программных средств, реализующих МКЭ, в проектировании транспортных сооружений;

– возможностей наиболее распространенных в практике современных программных средств применительно к расчетам транспортных сооружений.

– теоретических и инженерных основ метода конечных элементов;

- практических способов расчета конструкций объектов транспортного строительства с использованием современной нормативно-методической литературы и программных комплексов, реализующих численные методы теории сооружений;

- способов алгоритмизации расчетов при исследованиях и проектировании объектов транспортного строительства на основе численных методов механики деформируемого твердого тела.

Применение  знаний и пониманий:

– формировать расчетные схемы транспортных сооружений;

- анализировать исходные данные и результаты расчетов методом конечных элементов.

- быть компетентным в вопросах применения  программных средств, реализующих МКЭ, для проектирования транспортных сооружений.

Формирование суждений:

- о современных программных средствах и методиках проектирования транспортных сооружений;

- об адекватности расчетных моделей транспортных сооружений.

Коммуникация:

работать в команде в проектно-конструкторской и научно-исследовательской деятельности, реализации различных творческих задач в области проектирования транспортных сооружений.

Навыки обучения:

- выполнение анализа напряженно-деформированного состояния строительных конструкций и оснований транспортных сооружений по результатам численных расчетов.

- работы с программным комплексом SCAD.

4. Тематический план изучения дисциплины

Распределение академических часов по видам занятий

5. Список литературы

Основная

               1) , , Сопротивление материалов. –  Москва : Высшая школа,  2009. – 560 с.

2) , Строительная механика. – СПб. : Изд-во «Лань», 2008. – 656 с.

  3) , ,   Строительная механика. –  Москва : Изд-во «Проспект», 2011. – 432 с.

4) Метод конечных элементов. Теория и задачи.

–  Москва : Изд-во АСВ, 2008. – 256 с.        

Дополнительная

5) Метод конечных элементов в статике, динамике и устойчивости конструкций. – Москва : Изд-во АСВ, 2004. – 248 с.

               6) , Основы теории упругости и пластичности. –  Москва : Изд-во Высшая школа,  2007. – 400 с.

7) Строительная механика. т. 2. – Москва : Изд-во «Академия», 2011. – 288 с.

       8) , , Современные технологии расчета и проектирования металлических и деревянных конструкций. – Москва : Изд-во «АСВ», 2010. – 336 с.

9) Железобетонные конструкции. – Москва : Изд-во «Форум», 2011. -152 с.

10) Информационно-компьютерные технологии в строительстве. Использование программы SCAD для расчета сооружений из плоских элементов / и др. – СПб. : Изд-во Политех. ун-та, 2009. – 163 с.

       11) , , Механика грунтов. – Москва : Изд-во «АСВ», 2009. – 264 с.

       12) Металлические конструкции / Под ред. – Москва : Изд-во «Академия», 2011. – 688 с.

13) , и др.  Расчётные модели сооружений и возможность их анализа. – Киев: изд-во «Сталь», 2002. - 600 с.

14) Проектирование автомобильных дорог в системе CREDO Дороги: практическое пособие. – М.: Кредо-Диалог, 2005.

15) PLAXIS. Версия 8.0. Справочное руководство. – 182 с.

16) Метод конечных элементов в механике грунтов. – Томск : Изд-во ТПУ, 2010. – 143 с.

17) SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD / , , и др. - М.: Изд-во АСВ, 2007. - 592 с.

18) Численные методы расчета строительных конструкций. Метод конечных элементов.– Томск: Изд-во ТГАСУ, 2013.– 100 с.