Embedded Files
Строителна механика
Строителна механика
Специалност: Архитектура
Семестър: Летен
Учебна година: 2024-2025
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.
Теория на еластичността, динамика и устойчивост
Теория на еластичността, динамика и устойчивост
Специалност: Транспортно строителство
Семестър: Зимен
Учебна година: 2024-2025
Дисциплината ''Теория на еластичността, динамика и устойчивост'' е сложна компилация от теми, свързани с механиката на твърдото тяло, динамиката и устойчивостта на конструктивни елементи и системи.
Теорията на еластичността разглежда телата като непрекъсната среда. Този раздел е естествено продължение на дисциплините ''Съпротивление на материалите'' и ''Строителна статика''. Изучава напрегнатото и деформирано състояние на двумерни и тримерни непрекъснати тела. Приложната еластичност разглежда тела в равнинно напрегнато състояние като стени и плочи. Подпорните и язовирните стени са в равнинно деформирано състояние. Гореописаните задачи могат да се решат чрез числени методи и компютърни програми.
Строителната динамика разглежда динамичното реагиране на конструкциите под въздействието на променящо се във времето натоварване. Темите започват с моделирането на конструкциите в контекста на динамичното реагиране. След това се разглежда реагирането на едномасова система (с една динамична степен на свобода) при различни типове динамично въздействиесвободно трептене, трептене от хармоничен товар, трептене от произволен товар, числени стъпкови методи за интегриране на уравнението за движение. Разделът завършва с кратко въведение в земетръсното инженерство.
В съвременната инженерна практика все повече се използват стройни елементи отколкото в миналите векове. Местната и общата устойчивост на конструкцията и нейните елементи е от голямо значение. Следователно, анализът и проектирането трябва да се основава на по-точни модели, които включват геометричната и материалната нелинейност на конструкцията.
Метод на крайните елементи
Метод на крайните елементи
Специалност: Строителство на сгради и съоръжения- задочно обучение
Семестър: Зимен
Учебна година: 2024-2025
В дисциплината се изучава механо-математическата формулировка на едномерни, двумерни и тримерни задачи на строителната механика. Разглеждат се етапите на формиране на изчислителния модел, както и различни алгоритми за компютърна реализация на подобни модели. Изучават се основни типове крайни елементи с техните основни неизвестни, чийто функции подлежат на апроксимиране. За всеки тип краен елемент включен в курса, се извежда елементната матрица на коравина и съответната глобална матрица на коравина за конкретния проблем. Отчитат се подпорните условия, съставя се глобален вектор на свободните членове и се формира система линейни алгебрични уравнения за получаване на основните неизвестни. Впоследствие с подходящите зависимости на теория на еластичността се получават деформациите и напреженията в произволна точка от модела.
Строителна динамика и сеизмичен анализ
Строителна динамика и сеизмичен анализ
Специалност: Строителство на сгради и съоръжения- задочно обучение
Семестър: Летен
Учебна година: 2024-2025
Дисциплината включва изучаването на методите за изчисляване на конструкциите на различни динамични въздействия. В частта си, обхващаща сеизмичния анализ се демонстрират методи за оценка на поведението на конструкциите при земетръс, както и възможностите за препроектиране на съществуващи съоръжения.
Theory of elasticity and plasticity
Theory of elasticity and plasticity
Degree: Structural engineering
Semester: Summer
Year: Third
This course teaches the fundamentals for the analysis of structures in engineering with a specific focus on two-dimensional and three-dimensional structures. The subject can be regarded as an advanced part of the Strength of materials class.
The lectures are split into two modules: theory of elasticity and theory of plasticity. The theory of elasticity module covers general mathematical theory of analysis of stress, strain and deformation of a solid body. The module continues with a constitutive modelling of the different type of linear-elastic materials. This part ends with a description of the boundary conditions, elasticity fundamental problem formulation with general solution strategies. The basics of the energy principles are described with an emphasis on the minimum potential energy principle and application of the Ritz method.
The applied elasticity part is focused on the specific topics which include plane stress and plane strain state formulated by the Airy stress function with application of the polynomial solution; plate analysis with application of the classical plate theory, analytical, numerical, and engineering solutions of the problem; the shell analysis covers a general membrane and bending theories and solution of shells of revolution under an axi-symmetric loading.
The basic principles of the plasticity are presented into the second module. An elasticperfectly plastic material model is a basis of the solution strategy. The analysis part of the module starts with a concentrated plasticity and plastic hinges applied on the plastic collapse analysis of beams. The lower-bound and upper-bound solutions are presented. Later these solutions are applied on the plastic analysis of slabs (yield-line and strip methods). The module finishes with an analysis and design of discontinuity regions by application of the “strut-and-tie” modelling.
Finite Elements Method
Finite Elements Method
Degree: Structural engineering
Semester: Summer
Year: Third
This course teaches the fundamentals of the theory of the finite element method and finite element analysis of basic structures in civil engineering.
The lectures start with an introductory example of a bar extension problem with comparison of the results, obtained by an analytical and an approximate solution. The basic steps of the finite element development are outlined.
The theoretical part starts with the development of the equations and the stiffness matrix of the simplest element- a spring element. The assemblage of the global equations by the nodal equilibrium method and by the superposition method is explained on a simple spring structure. The example continuous by application of a homogeneous and nonhomogeneous support conditions. The variational approach based on the minimum of the total potential energy functional is described as an alternative method for the derivation of the FE equations.
The development of bar equations is the next considered element. The general guidelines on a selection of the approximating function are briefly examined. The transformation of the displacement and force vectors and the stiffness matrix is developed to assembly the global equations of the entire truss structure. Another alternative approach is showed on bar element- the weighted residuals methods (collocation, sub-domain, least squares and Galerkin’s methods).
The beam and frame elements are developed in two versions: according to Euler-Bernoulli beam theory and according to Timoshenko beam theory. The beam element with a nodal hinge is developed by using of a condensed stiffness matrix. The loading on element is transferred as a nodal loading by a work-equivalence method.
The isoparametric formulation of the FE equations is showed on a simple bar element and later extended on a bilinear quad element in plane stress state. Numerical integration procedures are described for calculation of the components of the stiffness matrix and load vector. The Gauss quadrature method is applied on the stiffness matrix of a three-noded bar element. The restrictions for the location of the mid-node are considered.
A direct method for construction of shape functions of various plane element is considered. The basic idea of the “patch test” is described as a condition of the solution convergency. Different methods of a stress recovery are explained and compared on a bench-mark example. The plate bending problem is presented by the development of a 12-degree-of-freedom plane element.
The course ends by a lecture on errors and pitfalls during the modelling process. Idealisation, mathematical errors, errors depend on the analysis type, discretization and numerical integration errors, round-off errors are described by series of examples. The problems with the mesh compatibility, concentrated force and re-entrant corner effects, offsets of the beam axis, rigid and elastic supports are considered as well. The lecture ends with the recommended basic steps during the planning of the FE analysis.
Page updated
Report abuse