Cilji in kompetence
Ob koncu tega predmeta študent razume osnovne pojme pri reševanje problemov dinamike gradbenih konstrukcij.
Študent obvlada potrebne spretnosti za ustrezno modeliranje dinamičnega obnašanja gradbenih konstrukcij s pomočjo različnih računskih modelov.
Razume in zna uporabljati obravnavane algoritme za dinamično analizo.
Vsebina
Uvod
• Osnovni pojmi
• Računski modeli in prostostne stopnje
Sistemi z eno prostostno stopnjo
• Računski model in določitev enačb gibanja
• Lastno nihanje (dušeno in nedušeno nihanje)
• Vsiljeno nihanje (konstantna obtežba, udarna obtežba, harmonična obtežba, poljubna obtežba – Duhamelov integral)
• Integracija korak za korakom – odziv pri poljubni obtežbi
• Spektri odziva
Sistemi z več prostostnimi stopnjami
• Računski model in enačbe gibanja
* Določitev enačb gibanja z uporabo pogoja o dinamičnem ravnotežju
* Določitev enačb gibanja z uporabo principa o virtualnem delu
* Matrike konstrukcij in elementov
* Sodelovanje konstrukcije in temeljnih tal
• Lastno nihanje (dušeno in nedušeno nihanje)
* Lastne frekvence in nihajne oblike
* Ortogonalnost nihajnih oblik
* Metode za določanje lastnih frekvenc in nihajnih oblik
* Metoda Stodola-Vianello
• Dinamična analiza in odziv
* Modalna analiza
* Direktna integracija
* Račun odziva pri gibanju podpor
Kontinuirni sistemi
• Upogibni nosilec (prostoležeči in konzolni nosilec)
Metode poučevanja in učenja
Predavanja v predavalnici, občasno podprta z računalniško projekcijo gradiva. Razlaga osnovnih pojmov in izpeljava enačb na tablo. Seminarske vaje z demonstracijo osnovnih enačb za primer enostavne konstrukcije. Izdelava seminarskih nalog.
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
Znanje in razumevanje:
Po zaključku tega predmeta bo študent sposoben:
• Modelirati različne inženirske probleme s področja analize dinamičnega odziva gradbenih konstrukcij z uporabo ustreznih računskih modelov.
• Za uporabljeni računski model zapisati enačbe gibanja, poiskati dinamične lastnosti konstrukcije (lastne frekvence in lastne vektorje) ter določiti odziv na podano obtežbo.
• Določiti maksimalne vrednosti odziva konstrukcije in nosilnih elementov (notranje sile in pomiki) za različne vrste dinamičnih obtežb.
Prenesljive/ključne spretnosti in drugi atributi:
• Spretnosti komuniciranja: strokovno pisno izražanje pri seminarskem delu in pisnem izpitu ter strokovno ustno izražanje na ustnem izpitu,
• Uporaba pridobljenih znanj: sistematično pripraviti ustrezen matematični model in izvesti analizo poljubne gradbene konstrukcije ob temeljnem razumevanju problema,
• Reševanje problemov: zmožnost razumevanja obnašanja in matematičnega modeliranja dinamičnega odziva gradbenih konstrukcij.
Predvideni študijski rezultati - Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi
Prenesljive/ključne spretnosti in drugi atributi:
Dobro poznavanje računskih modelov gradbenih konstrukcij za različne vrste analiz.
Temeljni literatura in viri
- A. Umek, Dinamika gradbenih konstrukcij in stabilnost konstrukcij, FG UM, 2003
- P. Fajfar, Dinamika gradbenih konstrukcij, FAGG UL, 1984.
- A.K. Chopra, Dynamics of structures – Theory and applications to earthquake engineering, Prentice Hall, 2011
- Mehmed Čaušević, Dinamika konstrukcija, Golden marketing, Tehnička knjiga, 2014.
- P. Bhatt, Programming the Dynamic Analysis of Structures, Spon Press, 2002
- M. Petyt, Introduction to finite element vibration analysis, Cambridge University Press, 1990
Dodatna literatura:
- Znanstveni članki iz mednarodnih publikacij
- K.J. Bathe, Finite Element procedures in Engineering Analysis, Prentice-Hall, 1982
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti
Priporočeno znanje iz matematike, mehanike gradbenih konstrukcij ter osnovnih metod statičnega preračuna gradbenih konstrukcij.
