Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody komputerowe w budownictwie
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GBUD-2-111-GT-n
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Geotechnika i budownictwo specjalne
Kierunek:
Budownictwo
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. zw. dr hab. inż. Tajduś Antoni (tajdus@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
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 Aktywność na zajęciach
M_W002 Student ma wiedzę na temat sformułowania i stosowania MES, MRS, MEB do rozwiązywania zagadnień mechaniki konstrukcji i ośrodków ciągłych BUD2A_W03 Prezentacja
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi napisać podstawowe procedury obliczeniowe MES dla zagadnień mechaniki konstrukcji w środowisku programistycznym BUD2A_U01
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość zakresu swojej aktualnej wiedzy oraz rozumie potrzebę stałego samokształcenia i samorozwoju zawodowego BUD2A_K01
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
36 12 0 12 12 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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 + - + + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi napisać podstawowe procedury obliczeniowe MES dla zagadnień mechaniki konstrukcji w środowisku programistycznym + - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość zakresu swojej aktualnej wiedzy oraz rozumie potrzebę stałego samokształcenia i samorozwoju zawodowego - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 81 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 36 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

Ćwiczenia laboratoryjne (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

Ćwiczenia projektowe (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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
  • Ćwiczenia projektowe: 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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Brak wymagań wstępnych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

(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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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

Informacje dodatkowe:

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