Metodika výuky stavební mechaniky v příkladech

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mechaniky

Anotace:

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Rozdělení mechaniky (statika, dynamika), úvod do modelování konstrukcí, definice konstrukčních prvků-hmotné body, pruty, stěny, desky, skořepiny, tělesa. Pohyb hmotného bodu na přímce, definice rychlosti, definice zrychlení, pohyb hmotného bodu v rovině (parametricky), pohyb tuhé desky v rovině, definice stupňů volnosti.

2. Zavedení různých druhů podpor (posuvný kloub, pevný kloub, vetknutí), připomenutí vektorů, definice polohového vektoru, definice vektoru rychlosti, definice vektoru zrychlení, definice momentu síly (intuitivně i vektorově), konstrukce z tuhých desek a hmotných bodů, staticky určité příhradové konstrukce, definice statické určitosti.

3. Definice hybnosti, Newtonovy pohybové zákony, práce síly, kinetická a potenciální energie, soustavy sil na přímce, soustavy sil v rovině, výslednice, podmínky rovnováhy (složkově i vektorově).

4. Zatížení stavebních konstrukcí, vlastní tíha, užitné zatížení, zatížení větrem, zatížení sněhem.

5. Reakce staticky určitých tuhých rovinných desek, prostý nosník, prostý nosník s převislými konci, konzola, staticky určité příhradové konstrukce.

6. Definice vnitřních sil a momentů, konstrukce vnitřních sil a momentů, výpočet extrémů.

7. Osové síly rovinné staticky určité příhradové konstrukce (metoda dvojných styčníků, průsečná metoda, rovnováha ve styčnících-eliminace soustavy algebraických rovnic)

8. Charakteristiky příčných řezů: obsah, statické momenty, poloha těžiště, momenty setrvačnosti, deviační moment, upozornění na hlavní momenty setrvačnosti

9. Definice deformace, definice mechanického napětí, obecná závislost napětí-deformace, pružná odezva, nepružná odezva (plasticita, dotvarování, poškození), mez úměrnosti, mez pružnosti, mez kluzu, lineární pružná odezva (Hookeův zákon).

10. Souvislost napětí a vnitřních sil a momentů.

11. Prostý tah, prostý tlak, prostý ohyb, smyk za ohybu.

12. Mimostředný tlak, vzpěrný tlak (imperfekce, souvislost s mimostředným tlakem, souvislost s prostým ohybem), různé okrajové podmínky.

13. Vybrané staticky neurčité konstrukce (oboustranně vetknutý nosník, jednostranně vetknutý nosník, spojitý nosník).

Osnova cvičení:

1. Rozdělení mechaniky (statika, dynamika), úvod do modelování konstrukcí, definice konstrukčních prvků-hmotné body, pruty, stěny, desky, skořepiny, tělesa. Pohyb hmotného bodu na přímce, definice rychlosti, definice zrychlení, pohyb hmotného bodu v rovině (parametricky), pohyb tuhé desky v rovině, definice stupňů volnosti.

2. Zavedení různých druhů podpor (posuvný kloub, pevný kloub, vetknutí), připomenutí vektorů, definice polohového vektoru, definice vektoru rychlosti, definice vektoru zrychlení, definice momentu síly (intuitivně i vektorově), konstrukce z tuhých desek a hmotných bodů, staticky určité příhradové konstrukce, definice statické určitosti.

3. Definice hybnosti, Newtonovy pohybové zákony, práce síly, kinetická a potenciální energie, soustavy sil na přímce, soustavy sil v rovině, výslednice, podmínky rovnováhy (složkově i vektorově).

4. Zatížení stavebních konstrukcí, vlastní tíha, užitné zatížení, zatížení větrem, zatížení sněhem.

5. Reakce staticky určitých tuhých rovinných desek, prostý nosník, prostý nosník s převislými konci, konzola, staticky určité příhradové konstrukce.

6. Definice vnitřních sil a momentů, konstrukce vnitřních sil a momentů, výpočet extrémů.

7. Osové síly rovinné staticky určité příhradové konstrukce (metoda dvojných styčníků, průsečná metoda, rovnováha ve styčnících-eliminace soustavy algebraických rovnic)

8. Charakteristiky příčných řezů: obsah, statické momenty, poloha těžiště, momenty setrvačnosti, deviační moment, upozornění na hlavní momenty setrvačnosti

9. Definice deformace, definice mechanického napětí, obecná závislost napětí-deformace, pružná odezva, nepružná odezva (plasticita, dotvarování, poškození), mez úměrnosti, mez pružnosti, mez kluzu, lineární pružná odezva (Hookeův zákon).

10. Souvislost napětí a vnitřních sil a momentů.

11. Prostý tah, prostý tlak, prostý ohyb, smyk za ohybu.

12. Mimostředný tlak, vzpěrný tlak (imperfekce, souvislost s mimostředným tlakem, souvislost s prostým ohybem), různé okrajové podmínky.

13. Vybrané staticky neurčité konstrukce (oboustranně vetknutý nosník, jednostranně vetknutý nosník, spojitý nosník).

Cíle studia:

Studijní materiály:

! JÍRA, A., JANDEKOVÁ, D., NOVOTNÁ, E., ŘEHOUNEK, L., PROŠEK, Z., ŠTĚPÁNEK, J., VOŘÍŠEK, J. Sbírka příkladů z pružnosti a pevnosti. ČVUT v Praze, ISBN 978-80-01-06810-6, 2022

! JÍRA, A., JANDEKOVÁ, D., HÁJKOVÁ, P., HLOBILOVÁ, A., JANOUCHOVÁ, E., ŘEHOUNEK, L., ZRŮBEK, L. Sbírka příkladů stavební mechaniky. ČVUT v Praze, ISBN: 978-80-01-06301-9, 2022

! KABELE, P., POLÁK, M., RYPL, D., NĚMEČEK, J. Stavební mechanika 1. Příklady. Skriptum ČVUT, 2009

! FAJMAN, P., KRUIS, J. Zatížení a spolehlivost. Skriptum ČVUT, 2008

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Učitelství stavebních předmětů pro střední školy - prezenční forma studia (povinný předmět)