Начало / Обучение / Бакалавърски и магистърски програми / Архитектура / Дисциплини /

Строителна механика

Строителна механика

Курс: I, Семестър:2
Форма на обучение: РЕДОВНО
Форма на оценяване: изпит
Форма на преподаване: лекции и упражнения
Хорариум: 45 лекции + 30 упражнения (Аудиторни часове)

Самоподготовка 75 часа.
ECTS кредитни точки 5

Цели и задачи:

Конструкциите са основни компоненти на сградата. Креативността и въображението на архитектите се превръщат в реалност чрез приемане на подходяща конструктивна система. Разбирането на основните принципи и концепции на строителната механика е основна част от архитектурното образование.
Целта на дисциплината е студентите от специалност Архитектура да се запознаят с основните концепции на конструктивното проектиране като се ограничи до минимум теоретичните и математически формулировки. По време на часовете студентите научават за различните типове товари, сили, операции с вектори, концепцията на равновесието, разрезни усилия, геометрични и материални свойства на конструктивните елементи и правилата за оразмеряване на някои основни конструктивни елементи като въжета, дъги, ферми, греди, колони и рамки.

Характеристика:

Дисциплината въвежда основните методи на конструктивния анализ и проектиране на прости конструкции. Основна черта на строителната механика е интегрирането на проектантските и аналитичните умения при използването на съвременни конструкции и материали, които проявяват задоволително поведение и икономичност при строителството.
Дисциплината комбинира основната конструктивна теория и проектантски способности, които ще дадат добра основа за по-нататъшните специализирани конструктивни дисциплини през следващите семестри.

Съдържание:

  1. Въведение в дисциплината: Дефиниране на конструкция и конструктивно проектиране. Преглед на курса и неговата организация. Натоварване върху конструкциите- статични и динамични товари; постоянни и експлоатационни товари; натоварвания от сняг, вятър и земетръс; товарни площи; Основни функционални изисквания към строителните конструкции.
  2. Статика: Основни закони на статиката; характеристики на силата- приложна точка, големина, направление и посока; Външни и вътрешни сили; събиране на вектори- аналитичен и графичен метод; Система от сили- разлагане на сили на техните компоненти; Момент на сила; двоица сили и момент на двоица; разлагане на сила в сила и момент за друга приложна точка.
  3. Равновесие: Равновесни уравнения за двумерна задача; Равновесие в точка и равновесие на свободно тяло; типове опори, изчисляване на опорни реакции; статическа неопределимост и неправилно подпиране.
  4. Висящи конструкции: основни елементи (стълбове, основни кабели, анкериране и стабилизиране); геометрия и характеристики на въжетата; Въжета, натоварени с концентрирана сила и с разпределен товар;
    Равнинни ферми: дефиниция и образуване; типове ферми; приложения в сгради и мостове; основни предпоставки; определяне на усилията чрез метода на възлите и метода на сеченията.
  5. Опорни реакции: прости и конзолни греди от разпределени товари; многоподпорни греди със стави; основни и второстепенни греди; Триставни рамки и рамки с обтегач- процедура за изчисляване на опорните реакции и ставни сили; Триставни дъги и дъги с обтегач- поведение на дъгата, опорни реакции и ставни сили.
  6. Свойства на напречното сечение на конструктивния елемент: Център на тежестта, инерционен момент на просто сечение; инерционен момент на съставно сечение; теорема на Steiner, инерционен радиус.
  7. Напрежение и относителна деформация: Концепция за напрежение, нормална и срязваща компонента.
  8. Материално поведение: Еластичност, якост, пластичност и коравина; връзка между напрежение и деформация; области на диаграмата напрежение-деформация; провлачване и деформационно уякчаване; гранично и разрушително напрежение; коефициент на Poisson; диаграми на дуктилни и крехки материали.
  9. Разрезни усилия за греди: Функции на разрезните усилия; зависимости между натоварването, срязващата сила и огъващия момент; основни правила за чертане на диаграмите на разрезните усилия.
  10. Напрежения в гредите: Деформации и напрежение при огъване; срязващо напрежение;
    Деформиране на гредите- еластична линия и формули за определяне на преместването
    Въведение в граничните състояния; принципи за проектиране по Еврокод- метод на частните коефициенти; оразмеряване на огъване и срязване
  11. Анализ и оразмеряване на колони: Оразмеряване на опънати елементи; оразмеряване на къси колони; Дълги колони- загуба на устойчивост по Euler, изкълчвателна дължина и стройност; критично напрежение; влияние на опорните условия и междинното укрепване; Оразмеряване на колони от конструктивна стомана и дървесина по Еврокод; оразмеряване на колони при ексцентрично натоварване.
  12. Статически неопределими греди и рамки: Предимства и недостатъци на неопределимите конструкции; основни положения при силовия метод; анализ на неопределими греди чрез таблици; приблизителен анализ на окачени и укрепени греди; опорни реакции на ставно подпрени греди.
  13. Подземни конструкции: Конструкция на планетата Земя; геология- магмени, седиментни и метаморфни скали; геоложко изследване на строителната площадка; почвата като конструктивен материал; фундиране за гравитачни товари- единични фундаменти, пилоти, фундаментни плочи и сутеренни конструкции; подпорни конструкции- сутеренни и пилотни стени; влияние на слягането на почвата върху сградната конструкция.
  14. Принципи на конструктивното проектиране:
    Конструктивни системи за гравитачни товари: Конструктивни елементи и растерни мрежи- избор на елементите и организация; основни стратегии- еднопосочна и двупосочна система; хоризонтални растерни мрежи- ортогонална, триъгълна, радиална и нерегулярна система; преход между различни растерни мрежи.
    Конструктивни системи за хоризонтални товари: Основни проблеми при проектирането; шайби и подови диафрагми; трансфер на силите и основни принципи; ниски и средновисоки сгради; многоетажни сгради- типични конструктивни подходи; контрол на трептенето и преместванията; принципи на сеизмичното проектиране.
     

Литература:

  1. B. Onouye and K. Kane, Statics and strength of materials for architecture and building construction, 4th ed., Pearson 2014
  2. D. Schodek and M. Bechthold, Structures, 7th edition, Pearson education, 2014
  3. R. Hibbeler, Statics and mechanics of materials, Pearson education, 2019
  4. B. Sandaker, A. Eggen and M. Cruvellier, The structural basis of architecture, 3rd edition, Taylor & Francis, 2019
  5. F. Ching, B. Onouye and D. Zuberbuhler, Building structures illustrated: patterns, systems, and design, John Wiley & Sons 2014
  6. E. Allen, W. Zalewski, Form and forces, John Wiley & Sons 2010
  7. M. Millais, Building Structures: Understanding the Basics, Routledge, 2017
  8. J. Schwartz, Ph. Block, Tragwerksentwurf I und II, ETH Zurich, 2021
  9. A. Muttoni, The Art of Structures: Introduction to the Functioning of Structures in Architecture, EPFL Press, 2011
  10. Г. Тодоров, Строителна механика, (https://e-learn20.uacg.bg/course/view.php?id=102)
  11. Ц. Кръстев, Строителна механика, Техника, 1990

 

Конспекти

Конспект по Строителна механика
за спец. Архитектура - 2023 г.

Правила за заверка


Други