Cilji in kompetence
Ob koncu tega predmeta študent razume osnovne pojme statike gradbenih konstrukcij, ki vključujejo: silo, moment, model togega telesa, ravnotežje, statično določenost, kinematično stabilnost, prosto telo, zunanje in notranje statične količine, diferencialne zveze.
Študent se seznani z vrvnimi konstrukcijami, vplivnicami, trenjem in lepenjem, vztrajnostnim tenzorjem, statičnim in vztrajnostnim momentom ter vztrajnostnim radijem in Steinerjevim stavkom.
Študent obvlada potrebne spretnosti za izračun rekacij in notranjih statičnih količin statično določenih in kinematično stabilnih gradbenih konstrukcij.
Razume in zna uporabljati obravnavane metode in postopke pri analizi statično določenih konstrukcij
Vsebina
Osnovni pojmi pri modeliranju gradbenih konstrukcij: realne konstrukcije in njihovi pripadajoči matematični modeli – podpore in vezi; linijske, ploskovne in prostorske konstrukcije; paličja, prostoležeči in previsni nosilci, kontinuirni nosilec, Gerberjev nosilec, okvirji, loki, tročlenski lok, plošča, lupina; modeli obtežb (mehanska in nemehanska obtežba, statična in dinamična obtežba, linijska, površinska in prostorninska obtežba; lastna teža, veter, sneg, potres, sprememba temperature, koristna obtežba, vpliv krčenja in raztezanja, posedanja podpor, eksplozij in trkov); mehanski modeli konstrukcij (togo in deformabilno telo);
Osnovni pojmi pri računskih modelih konstrukcij: sila, moment, model togega telesa, osnovni mehanski zakoni, merske enote, natančnost pri mehanskih meritvah in izračunih, deterministična in nedeterministična obravnava gradbenih konstrukcij.
Značilnosti sistemov sil s skupnim prijemališčem v ravnini in prostoru: ravnotežje, sestavljanje in uravnoteženje sistemov sil grafično in analitično. Značilnosti poljubnih sistemov sil v ravnini in prostoru: dvojica sil, redukcija sistemov sil, ravnotežje, sestavljanje in razstavljanje sil in uravnoteženje sistemov sil.
Statika gradbenih konstrukcij: Težišče sistemov vzporednih sil, masno središče. Pojma vezanega in prostega togega telesa/sistema togih teles, podpore, podporne sile, statična določenost in kinematična stabilnost. Ravnotežje sil, notranje sile; ravnotežne enačbe linijskega nosilca; pomiki in zasuki; statična določenost in nedoločenost ter vloga podpor in vezi. Račun reakcij, notranjih sil, pomikov in zasukov; račun ovojnic notranjih sil in reakcij.
Diferencialne zveze med obtežbami in notranjimi statičnimi količinami za ravne in ukrivljene konstrukcijske elemente v ravnini in prostoru.
Vrvne konstrukcije.
Vplivnice za ravninske statično določene konstrukcije.
Trenje in lepenje: Coulombovo in kotalno trenje ter trenje pri vijakih in kolutih.
Statika ravnih površin, vrtenje telesa, pojem vztrajnostnega tenzorja, statični in vztrajnostni momenti, vztrajnostni radij.
Translacija koordinatnega sistema in Steiner-jev stavek. Basic concepts in the modeling of civil engineering structures: real structures and their corresponding mathematical models - supports and kinematic pairs (fixed and hinged support, revolute and sliding joint). Linear structural elements (rods, beams, arches, trusses, ...), surface elements (walls, plates, shells ...), solid elements. Structural load modelling: body and surface forces, dead and live loads, environmental loads (wind, temperature, seismic loads,...), creep, foundation settlement, explosion, impacts; mechanical models.
Basic concepts in mathematical model of structures: force, moments, rigid body model, basic laws of mechanics, measure units, accuracy of mechanical measurements and calculations, deterministic and non-deterministic description of structures.
Characteristics of force systems acting in same point in plane and space: equilibrium, composition and decomposition of the system graphical and analytical. Characteristics of arbitrary force systems in plane and space: force couple, reduction of system of forces, equilibrium, composition and decomposition of the system of forces.
Static of structures: Center of gravity of parallel system of forces, mass center. Concept of bounded and free rigid body/systems of rigid bodies, supports, reactions, static determination and kinematic stability. Force equilibrium requirement; internal forces and moments; equilibrium equations of a beam; classification of statically determinate and indeterminate structures. Force and moment reactions at the supports and connections of a statically determinate structure. Determining the forces and moments at the supports, joints and internal forces.
Differential relations between loadings and inner static quantities of straight and curved structural elements in plane and space.
Cord structures loaded.
Influence lines of statically determined structures.
Static and kinetic friction: Coulomb and rolling friction and friction in screws and discs.
Statics of plane surfaces, rotation of body, concept of inertia tensor, static and inertia moments, radius of inertia.
Translation of co-ordinate system and parallel axis theorem.
Temeljni literatura in viri
Škrabl, S., & Macuh, B. (2012). Statika I (1. izd.). Fakulteta za gradbeništvo. http://www.dlib.si/details/URN:NBN:SI:doc-2P0R1CX5. https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/72597505
Stanek, M., & Turk, G. (2005). Statika I: [univerzitetni učbenik] (2. popravljena in dopolnjena izd., str. VI, 329). Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo. https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/220283904
Bedenik, B. (2012). Statika konstrukcij (2. izd., str. 461). Fakulteta za gradbeništvo. https://plus.cobiss.net/cobiss/si/sl/bib/ktfmb/69339137
