Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Metody komputerowe w budownictwie
Course of study:
2019/2020
Code:
GBUD-2-111-GT-n
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Geotechnics and special civil engineering
Field of study:
Civil Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. zw. dr hab. inż. Tajduś Antoni (tajdus@agh.edu.pl)
Module summary

Po ukończeniu kursu tego przedmiotu student posiada umiejętność wykorzystania programów obliczeniowych do rozwiązywania zagadnień z dziedziny budownictwa, geotechniki, geomechaniki

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Ma świadomość zakresu swojej aktualnej wiedzy oraz rozumie potrzebę stałego samokształcenia i samorozwoju zawodowego BUD2A_K01
Skills: he can
M_U001 Student potrafi napisać podstawowe procedury obliczeniowe MES dla zagadnień mechaniki konstrukcji w środowisku programistycznym BUD2A_U01
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student rozumie i potrafi zastosować techniki komputerowe wykorzystywane współcześnie w praktyce inżynierskiej do rozwiązywania złożonych problemów mechaniki konstrukcji, mechaniki gruntów, mechaniki skał BUD2A_W06, BUD2A_W04 Activity during classes
M_W002 Student ma wiedzę na temat sformułowania i stosowania MES, MRS, MEB do rozwiązywania zagadnień mechaniki konstrukcji i ośrodków ciągłych BUD2A_W03 Presentation
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
36 12 0 12 12 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Ma świadomość zakresu swojej aktualnej wiedzy oraz rozumie potrzebę stałego samokształcenia i samorozwoju zawodowego - - + + - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi napisać podstawowe procedury obliczeniowe MES dla zagadnień mechaniki konstrukcji w środowisku programistycznym + - + + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student rozumie i potrafi zastosować techniki komputerowe wykorzystywane współcześnie w praktyce inżynierskiej do rozwiązywania złożonych problemów mechaniki konstrukcji, mechaniki gruntów, mechaniki skał + - + + - - - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę na temat sformułowania i stosowania MES, MRS, MEB do rozwiązywania zagadnień mechaniki konstrukcji i ośrodków ciągłych + - + + - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 81 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 36 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Module content
Lectures (12h):

Ogólna charakterystyka metod obliczeniowych, Metody Elementów Skończonych (MES), Metody Różnic Skończonych (MRS), Metody Elementów Brzegowych (MEB). Różne koncepcje i sformułowania MES. Algorytm rozwiązania zadania statyki liniowej w MES. Opis wybranych elementów skończonych (funkcja kształtu, macierz sztywności) dla przypadków jednowymiarowych elementów konstrukcyjnych, pręt, belka, rama. Macierze sztywności wybranych elementów płaskich i 3D, sformułowanie we współrzędnych naturalnych i izoparametryczne. Metody rozwiązywania układów równań algebraicznych. Algorytm MES dla zagadnień nieliniowych. Wybrane zagadnienia wyboczenia, dynamiki konstrukcji, przewodnictwa ciepła. Ocena wyników, wiarygodność modeli i dokładność obliczeń metodami komputerowymi.

Laboratory classes (12h):

Jedno, dwuwymiarowe i trójwymiarowe zagadnienia teorii sprężystości, weryfikacja i dokładność rozwiązań metodami komputerowymi, techniki adaptacyjne stosowane w celu poprawy dokładności rozwiązania. Naprężenia cieplne w stanie ustalonym. Analiza stateczności elementów konstrukcyjnych. Sprężysto -plastyczne zginanie belek. Nośność graniczna podłoża gruntowego. Belki i powłoki jako elementy strukturalnego wzmocnienia górotworu i sposób zapewnienia funkcjonalności tunelu w ośrodku sprężysto – plastycznym. Zagadnienia rozwiązywane są za pomocą pakietu MES ABAQUS

Project classes (12h):

Implementacja MES w środowisku Matlab dla wybranych typów konstrukcji w analizie statycznej. Wykonanie projektu programu obliczeniowego układów prętowych, kratownicy płaskiej, belek wspornikowych, ram płaskich.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych odbywa się na podstawie pozytywnych ocen uzyskanych z rozwiązania problemów zadawanych studentom w trakcie zajęć. Rozwiązanie to odbywa się w postaci pisemnej z wykorzystaniem odpowiedniego oprogramowania i komputera.
Zaliczenie projektu odbywa się na podstawie pozytywnych ocen uzyskanych z projektu oraz jego obrony, która może się odbywać w formie pisemnej lub ustnej. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z projektu oraz ćwiczeń laboratoryjnych. Zaliczenie poprawkowe może się odbyć w formie pisemnej bądź ustnej w jednym dodatkowym terminie.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest średnią ocen z ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Student może odrobić zajęcia w innych grupach projektowych za zgodą prowadzącego zajęcia i gdy podejmowane jest takie samo zagadnienie.

Prerequisites and additional requirements:

Brak wymagań wstępnych

Recommended literature and teaching resources:

(1) Logan D. L. A first course in the finite element method, PWS-KENT Publishing Company, 1986, (2) O. C. Zienkiewicz; R.L.Taylor, Finite Element Method, Elsevier 2000, (3) Bathe K. J., Finite Element Procedures, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1996, (4) Rakowski G., Kacprzyk Z., Metoda Elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005, (5) Cz. Cichoń i inni, „Metody komputerowe w liniowej mechanice konstrukcji” Politechnika Krakowska, Kraków 2002. (6) Łodygowski T., Kąkol W., Metoda elementów skończonych. Politechnika Poznańska, Poznań 1994, (7) H. Filcek, J. Walaszczyk, A. Tajduś: Metody komputerowe w geomechanice górniczej, 1994, (8) Bhatti A., Fundamental finite element analysis and applications with Mathematica and Matlab computations, Wiley&Sons 2005, (9) Kwon Y.W., Bang H., The Finite element Method using Matlab, Second Edition, CRC Press, Boca Raton FL, 2000

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Metody komputerowe w geomechanice górniczej, H. Filcek, J. Walaszczyk, A. Tajduś: 1994
Analysis of stability conditions of the selected caverns in the salt mine “Wieliczka” basing on 3D numerical calculations — Analiza warunków stateczności wybranych komór Kopalni Soli „Wieliczka” na podstawie przestrzennych obliczeń numerycznych / Jerzy CIEŚLIK, Jerzy FLISIAK, Antoni TAJDUŚ // Budownictwo Górnicze i Tunelowe ; ISSN 1234-5342. — 2010 R. 16 nr 3, s. 25–36
Analiza warunków stateczności wybranych komór KS ,,Wieliczka” na podstawie przestrzennych obliczeń numerycznych — Stability analysis of selected KS Wieliczka caverns with 3D numerical calculations / Jerzy CIEŚLIK, Jerzy FLISIAK, Antoni TAJDUŚ // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN 1732-6702. — Tyt. poprz.: Górnictwo (Kraków). — 2009 R. 33 z. 3/1 s. 91–103.
Analiza zachowania górotworu i powierzchni terenu w rejonie komory E 140 pola OKS ,,Łężkowice” w trakcie likwidacji pustek poeksploatacyjnych z wykorzystaniem MES i pomiarów geodezyjnych Jerzy CIEŚLIK, Krzysztof PIETRUSZKA // Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2008 t. 24 z. 2/3 s. 359–369

Additional information:

Obecność i aktywność na wykładach jest zalecana i może być premiowana.