Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Metody komputerowe w budownictwie
Koordynator przedmiotu:
Tomasz Sokół, dr hab. inż., Tomasz Łukasiak, dr inż.
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Budownictwo
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1080-BUKBI-ISP-0601
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Razem 75 godz. = 3 ECTS: 30 godz. ćwiczenia laboratoryjne w pracowni komputerowej, 15 godz. wykład, 25 godz. praca własna związana z przygotowaniem 3 prac domowych - projektów obliczeniowych, 5 godz. przygotowanie do zaliczenia sprawdzianu z wykładu.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Razem 45 godz. = 2 ECTS: 15 godz. wykład + 30 godz. ćwiczenia laboratoryjne w pracowni komputerowej.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Razem 40 godz. = 1,5 ECTS: 30 godz. ćwiczenia laboratoryjne w pracowni komputerowej + 10 godz. praca własna związana z przygotowaniem 3 prac domowych - projektów obliczeniowych.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe30h
Wymagania wstępne:
Podstawy algebry i analizy matematycznej, znajomość rachunku macierzowego i różniczkowego; ukończony kurs wytrzymałości materiałów oraz mechaniki budowli w zakresie statyki konstrukcji.
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Zrozumienie teoretycznych podstaw metod przybliżonego rozwiązywania problemów brzegowych; praktyczna umiejętność modelowania skończenie elementowego i stosowania programów MES w zadaniach statyki; umiejętność interpretacji i weryfikacji wyników otrzymanych na maszynach cyfrowych. Zdobycie elementarnej wiedzy w zakresie optymalizacji konstrukcji.
Treści kształcenia:
Teoretyczne podstawy modelowania i dyskretyzacji ośrodków ciągłych. Interpolacja, aproksymacja i ekstrapolacja. Sformułowanie lokalne i globalne zagadnień brzegowych; klasyfikacja metod przybliżonego rozwiązywania; klasyczna metoda różnic skończonych; metoda Ritza i residuów ważonych. Podstawy metody elementów skończonych – stopnie swobody, funkcje kształtu, macierz sztywności elementu, transformacja do układu globalnego, elementy izoparametryczne i całkowanie numeryczne, agregacja macierzy sztywności, uwzględnienie warunków brzegowych; wpływ dyskretyzacji na dokładność obliczeń, kryteria zbieżności metody elementów skończonych; podstawy technik adaptacyjnych. Analiza ustrojów prętowych i zadań dwuwymiarowych: ustalony przepływ ciepła, płaski stan naprężeń. Wprowadzenie do zagadnień optymalizacji konstrukcji, klasyfikacja metod programowania liniowego i nieliniowego, przykład optymalizacji kratownicy płaskiej.
Metody oceny:
Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zdobycie min. 50% punktów zarówno z części teoretycznej (wykład) jak i praktycznej (ćwiczenia). Wiedza teoretyczna oceniana jest na sprawdzianie końcowym, na ostatnich zajęciach w semestrze. Umiejętność modelowania skończenie elementowego i posługiwania się programami MES oceniana jest na podstawie trzech projektów (prac domowych).
Egzamin:
nie
Literatura:
[1] Metody numeryczne, Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, WNT, 2001; [2] Metoda elementów skończonych, O.C. Zienkiewicz, Arkady, 1972; [3] Metody komputerowe w inżynierii lądowej, D. Olędzka, M. Witkowski, K. Żmijewski, Wyd. PW, 1992; [4] Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji, W. Findeisen, J. Szymanowski, A. Wierzbicki, PWN, 1977; Pozostałe pozycje i materiały własne podano na stronie internetowej przedmiotu.
Witryna www przedmiotu:
wektor.il.pw.edu.pl/~mkb
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Zna podstawowe pojęcia i zasady modelowania MES w zakresie konstrukcji prętowych i dźwigarów powierzchniowych. Ma elementarną wiedzę w zakresie optymalizacji konstrukcji.
Weryfikacja: Sprawdzian wiedzy teoretycznej z wykładu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W04, K1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi zdefiniować modele obliczeniowe służące do komputerowej analizy konstrukcji i wybrać odpowiednie do tego celu oprogramowanie/metody. Potrafi dokonać weryfikacji wyników uzyskanych komputerowo.
Weryfikacja: Wykonanie i obrona trzech prac projektowych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U20, K1_U23, K1_U01, K1_U04, K1_U06, K1_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UU, P6U_U, I.P6S_UO, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
Potrafi pracować samodzielnie i współpracować w zespole nad wyznaczonym zadaniem. Formułuje wnioski i opisuje wyniki prac własnych.
Weryfikacja: Raporty z prac projektowych wykonywane w części samodzielnie a w części zespołowo z porównaniem wyników uzyskanych różnymi programami. Obserwacja pracy studentów w sali komputerowej.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K01, K1_K07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR, I.P6S_KK