RP_DK

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Владимирский государственный университет
имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»
(ВлГУ)
Кафедра «Строительные конструкции»
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор
_____________ В.Г. Прокошев
«____»_______________2011 г.
Рабочая программа
дисциплины
«Конструкции из дерева и пластмасс»
для аспирантов специальности 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения
Форма обучения – очная
Год обучения – третий
Учебный план курса
Вид занятий (работ)
Всего зачетных единиц трудоемкости (ЗЕТ)
Всего часов на освоение дисциплины
Лекции
Лабораторные
Практические (семинары)
ИТОГО аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Аттестация
Контрольные работы, рефераты, РТР
Форма итоговой аттестации
Владимир 2011 г.
Распределение по годам
1
2
3
1
36
8
8
28
зачет
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью освоения дисциплины «Конструкции из дерева и пластмасс»
является формирование у аспирантов знаний и компетенций в деле проектирования и применения конструкций из дерева и пластмасс в строительной
практике, углубление имеющихся общетехнических знаний по специальности и подготовка специалиста для производственно-технической, проектноконструкторской и научной деятельности.
Основными задачами изучения дисциплины «Конструкции из дерева и
пластмасс» являются - углубление приобретенных ранее знаний, умений и
навыков в деле проектирования и применения конструкций из дерева и
пластмасс в строительной практике. Подготовка аспиранта к сдаче кандидатского экзамена по специальной дисциплине.
Задачи курса – сформировать у аспирантов теоретические знания,
навыки и компетенции при решении современных проблем при проектировании конструкций из дерева и пластмасс, в частности:
– путем применения основных понятий, методов и способов расчета
современных конструкций из дерева и пластмасс;
– за счет использования в теории и на практике современных подходов
и тенденций к расчету и проектированию конструкций из дерева и пластмасс.
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ПОСЛЕВУЗОВСКОГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ОПП ППО)
Значение курса определяется тем обстоятельством, что в строительстве
необходимо применять новые эффективные материалы и облегченные конструкции, в том числе клееные деревянные конструкции. Кроме того, при
проектировании и строительстве следует уменьшать вес сооружения, а это
возможно при уточненном расчете конструкций и изготовлении их из легких
материалов. Решению этих задач способствует развитие вопросов расчета
конструкций на устойчивость плоской формы деформирования, усиление интереса к применению при небольших пролетах и нагрузках дощатых конструкций из цельной древесины с металлическими соединениями различного
вида, уточнение расчетных характеристик древесины с учетом ее сортности.
Это требует от будущих специалистов серьезных знаний основ работы конструкций из дерева и пластмасс под нагрузкой, а также принципов расчета и
конструирования, как отдельных элементов зданий из древесины, так и
остовов зданий и сооружений в целом. Подобное комплексное решение тре-
бует от специалиста использования знаний не только конструкций из дерева
и пластмасс, но и других дисциплин.
Дисциплина «Конструкции из дерева и пластмасс» является обязательной дисциплиной для подготовки аспирантов по специальности 05.23.01
«Строительные конструкции, здания и сооружения». Имея ключевые знания
в части основ физико-механических свойств древесины, основ сопротивления деревянных конструкций и особенности их проектирования, принципов
проектирования деревянных конструкций производственных и гражданских
зданий, их технико-экономической эффективности, будущий кандидат наук
может значимо повысить системность своей деятельности, более качественно
конструировать одноэтажные и многоэтажные здания, здания, выполняемые
с применением сплошных, сквозных и пространственных деревянных конструкций и конструкционных пластмасс.
Дисциплина «Конструкции из дерева и пластмасс» изучается в контексте современного состояния расчета и проектирования зданий и сооружений
из деревянных конструкций и конструкционных пластмасс, поэтому преподавание указанной дисциплины включает использование всего многообразия
форм получения информации и строится на применении различных образовательных технологий, в том числе использовании ролевых и ситуационных
игр в учебно-тренинговых классах, обсуждении конкретных моделейситуаций, «мозгового штурма», сетевого тестирования, работу в малых группах и выполнения отдельных упражнений, направленных на усвоение материала курса. В соответствии с учебным планом дисциплина «Конструкции из
дерева и пластмасс» является обязательной дисциплиной направления профессиональной подготовки аспирантов по специальности 05.23.01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» и предполагает последующее
углубление и дифференциацию профессиональных компетенций при осуществлении подготовки аспирантов.
Курс базируется на сочетании образовательной, специальной и практической подготовки.
2. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСНОВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ:
Аспирант в результате освоения дисциплины должен овладеть следующими общекультурными компетенциями:
– способностью демонстрировать глубокие знания в области расчета и
проектирования конструкций из дерева и пластмасс;
– способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания
и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение;
– способностью генерировать новые идеи и научные гипотезы;
– способностью совершенствовать и развивать свой интеллектуальный
и общекультурный уровень, добиваться нравственного совершенствования
своей личности;
– способностью адаптироваться к изменению научного профиля и социально-культурных условий своей деятельности;
– способностью к коммуникации в научной, производственной и социально-общественной сферах деятельности, свободное владение русским и
иностранным языком как средством научного и делового общения;
– способностью к активной социальной мобильности, к организации
научно-исследовательских и научно-производственных работ, способность к
управлению научным коллективом;
– способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны.
Аспирант в результате освоения дисциплины должен овладеть следующими профессиональными компетенциями:
общепрофессиональными:
– способностью свободно владеть фундаментальными разделами и новейшими достижениями в области конструкций из дерева и пластмасс, необходимыми для решения научно-исследовательских задач.
научно-исследовательская деятельность:
– способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных
исследований в области конструкций из дерева и пластмасс, решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта;
– способностью и готовностью применять на практике навыки составления и оформления научно-технической документации, научных отчетов,
обзоров, докладов и статей;
– способностью к обеспечению правовой охраны результатов научнотехнической деятельности;
– способностью осуществлять свою научно-исследовательскую деятельность с учетом социальных, этических и экологических аспектов.
педагогическая деятельность:
– способностью руководить научно-исследовательской работой студентов;
– способностью и готовностью к проведению занятий у студентов вузов по дисциплинам технического блока знаний.
В результате изучения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:
1) Знать: прогрессивные конструкции из дерева и пластмасс зданий и
сооружений, проводимые в последнее время исследования в области теории
конструкций из дерева и пластмасс.
2) Уметь: запроектировать элементы из дерева и пластмасс минимальной расчетной стоимости, конструировать инженерные сооружения из
конструкций из дерева и пластмасс, эксплуатируемые и возводимые в особых
условиях.
3) Владеть: современными методами и способами расчета и конструирования конструкций из дерева и пластмасс.
.
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
«КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС»
1
2
3
4
5
6
7
Раздел дисциплины
Расчёт деревянных конструкций
с применением ЭВМ
Основы расчёта деревянных
конструкций на динамические
нагрузки
Способы выявления и методы
оценки дефектов деревянных
конструкций на их несущую
способность и долговечность
Основные требования к деревянным конструкциям
Компоновка зданий и сооружений из деревянных конструкций
Особенности требований к деревянным конструкциям специального назначения
Огнестойкость деревянных кон-
Неделя семестра
№
п/п
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу, 36 ч.
Виды учебной работы,
включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)
лекции
практ.
СРС
Формы текущего
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)
5
1
1
-
2
тестирование
5
1
-
-
2
тестирование
5
1
1
-
2
тестирование
5
2
-
-
2
тестирование
5
3
1
-
2
тестирование
5
4
-
-
2
тестирование
5
5
1
-
2
тестирование
8
9
10
11
12
13
13
15
16
17
18
19
20
21
струкций
Особые требования к деревянным конструкциям, возводимых
в сейсмоопасных районах
Макро и микроструктура древесины. Неоднородность, сплошность, анизотропия. Влагопоглощение. Температурновлажностные деформации.
Прочность древесины при сжатии, растяжении, сдвиге, поперечном изгибе
Диаграмма работы древесины и
арматурных сталей и их основные характеристики
Основные этапы развития методов расчёта деревянных конструкций
Статистический подход к расчёту деревянных конструкций
Оценка прочности деревянных
конструкций при простом и
сложном напряжённом состоянии
Численные методы расчёта деревянных конструкций
Основы теории пластичности и
расчёт армированных деревянных конструкций за пределом
упругости
Расчёт конструкций из композитных материалов.
Расчёт деревянных конструкций
с учётом усиления
Устойчивость деревянных конструкций. Потеря устойчивости
как предельное состояние
Учёт физической и геометрической нелинейности деревянных
конструкций
Виды динамических нагрузок.
Свободные и вынужденные колебания упругих систем
ИТОГО:
5
6
-
-
1
тестирование
5
7
1
-
1
тестирование
5
8
-
-
1
тестирование
5
9
1
-
1
тестирование
5
10
-
1
тестирование
5
11
1
1
тестирование
5
12
-
1
тестирование
5
13
1
1
тестирование
5
14
-
1
тестирование
5
15
-
1
тестирование
5
16
-
1
тестирование
5
17
-
1
тестирование
5
17
-
1
тестирование
5
17
-
1
тестирование
8
-
28
4. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Тема 1
Тема2
Расчёт деревянных конструкций с применением ЭВМ.
Расчёт деревянных конструкций с применением ЭВМ. Влияние ЭВМ на расчёт деревянных конструкций. Оптимальное проектирование деревянных
конструкций и его критерии. Расчёт с учётом прогрессирующего разрушения.
Основы расчёта деревянных конструкций на динамические нагрузки.
Основы расчёта деревянных конструкций на динамические нагрузки. Классификация динамических нагрузок, способы приложения динамических
нагрузок.
Тема 3
Способы выявления и методы оценки дефектов деревянных конструкций на их несущую способность и долговечность.
Способы выявления и методы оценки дефектов деревянных и пластмассовых
конструкций на их несущую способность и долговечность. Классификация
дефектов деревянных конструкций. Параметры, влияющие на долговечность
конструкций.
Тема 4
Основные требования к деревянным конструкциям.
Основные требования к деревянным конструкциям. Особенности и недостатки деревянных конструкций, и рациональные области применения деревянных
конструкций. Экономическая эффективность деревянных конструкций.
Тема 5
Компоновка зданий и сооружений из деревянных конструкций.
Компоновка зданий и сооружений из деревянных конструкций. Обеспечение жёсткости и устойчивости зданий. Вопросы ресурсо- и энергосбережения в строительстве.
Тема 6
Особенности требований к деревянным конструкциям специального
назначения.
Особенности требований к деревянным конструкциям специального назначения – башни, трубы, силосы, резервуары. Основы их расчёта. Расчёт их с
применением ЭВМ.
Тема 7
Огнестойкость деревянных конструкций.
Определение степени огнестойкости деревянных конструкций.
Тема 8
Особые требования к деревянным конструкциям, возводимых в сейсмоопасных районах.
Особые требования к деревянным конструкциям, возводимых в сейсмоопасных районах, на просадочных грунтах, на вечной мерзлоте, в сухом и
жарком климате, для низких температур.
Тема 9
Макро и микроструктура древесины.
Макро и микроструктура древесины. Неоднородность, сплошность, анизотропия. Влагопоглощение. Температурно-влажностные деформации.
Тема 9
Прочность древесины при сжатии, растяжении, сдвиге, поперечном изгибе.
Прочность древесины при сжатии, растяжении, сдвиге, поперечном изгибе
при кратковременных и длительных нагрузках, а также при циклических и динамических воздействиях. Статистическая обработка и оценка результатов испытания древесины на образцах. Планирование эксперимента.
Тема 10
Диаграмма работы древесины и арматуры и их основные характеристики.
Диаграмма работы древесины и арматуры и их основные характеристики:
упругость, ползучесть, релаксация и пластичность. Модули упругости древесины и арматуры. Коэффициент Пуассона.
Тема 11
Основные этапы развития методов расчёта деревянных конструкций.
Метод расчёта по предельным состояниям. Нормативные и расчётные значения нагрузок и сопротивления древесины и арматуры. Общий вид основной
формулы. Сочетание и комбинации нагрузок и усилий.
Тема 12
Статистический подход к расчёту деревянных конструкций.
Статистический подход к расчёту деревянных конструкций. Случайный характер расчётных величин и их распределение. Статистическая природа коэффициента запаса. Надёжность, долговечность и экономичность деревянных
конструкций.
Тема 13
Оценка прочности деревянных конструкций при простом и сложном
напряжённом состоянии.
Оценка прочности деревянных конструкций при простом и сложном
напряжённом состоянии. Критерии пластичности, хрупкого разрушения,
усталости.
Тема 14
Численные методы расчёта деревянных конструкций.
Используемые программные комплексы и их влияние на расчёт деревянных
конструкций. Метод конечного элемента и его связь с основными методами
строительной механики.
Тема 15
Основы теории пластичности и расчёт деревянных конструкций за
пределом упругости.
Основы теории пластичности и расчёт деревянных конструкций за пределом упругости. Изгиб балок из упругопластического материала. Предельное
состояние неразрезных балок и рам. Шарниры пластичности. Совместное действие нескольких силовых факторов. Перераспределение усилий в статически
неопределимых системах.
Тема 16
Расчёт конструкций из композитных материалов.
Расчёт конструкций из композитных материалов. Особенности расчёта конструкций из материалов, работающих по разному при растяжении и сжатии.
Расчёт изгибаемых и сжато-изогнутых элементов из этих материалов.
Тема 17
Расчёт деревянных конструкций с учётом усиления.
Расчёт деревянных конструкций с учётом усиления. Остаточная прочность и
оценка конструктивной безопасности.
Тема 18
Устойчивость деревянных конструкций. Потеря устойчивости как предельное состояние.
Устойчивость деревянных конструкций. Потеря устойчивости как предельное состояние. Закритическое поведение стержня в системе здания или сооружения.
Тема 19
Учёт физической и геометрической нелинейности деревянных конструкций.
Тема 20
Виды динамических нагрузок.
Виды динамических нагрузок. Свободные и вынужденные колебания упругих
систем. Диссипативные свойства деревянных конструкций и их учет при динамических расчётах.
Тема 21
Задачи экспериментальных исследований деревянных конструкций.
Задачи экспериментальных исследований деревянных конструкций. Современные методы исследований: тензометрия, акустика, оптика, метод Муаров,
ионизирующие излучения.
Тема 22
Испытание моделей и натурных деревянных конструкций.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Освоение дисциплины «Конструкции из дерева и пластмасс» предполагает использование следующих инновационных форм проведения занятий:
– опережающее обучение (темы 1-6);
– видеотренинги (темы 7-9);
– проблемное обучение (темы 10-16);
– методы групповой работы (темы 1, 2, 3, 6);
– интерактивные игры деловые игры и ролевые игровые комплексы
(темы 1, 10, 12).
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
И
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ АСПИРАНТОВ
Вопросы для подготовки к зачету
1) Достоинства и недостатки деревянных конструкций.
2) Дальнейшее развитие конструкций из дерева и пластмасс.
3) Сырьевая база для применения древесины в строительстве.
4) Горючесть древесины.
5) Огнестойкость деревянных конструкций.
6) Конструкционные и химические меры защиты деревянных конструкций от
пожарной опасности.
7) Биовредители древесины.
8) Расчет элементов конструкций цельного сечения по предельным состояниям.
9) Косой изгиб.
10) Контактные соединения деревянных элементов.
11) Соединения на нагелях.
12) Особенности работы гвоздей.
13) Виды клеев.
14) Нагельные соединения со вставками в узлах.
15) Определение собственного веса конструкций.
16) Прогоны и балки.
17) Настилы и обрешетка.
18) Расчет ферм.
19) Треугольные фермы на лобовых врубках.
20) Плоскостные сплошные деревянные конструкции.
21) Распорные системы.
22) Решетчатые системы.
23) Пространственные связи в покрытиях.
24) Кружально-сетчатые своды.
25) Складки.
26) Купола.
27) Своды-оболочки.
28) Подбор сечения составной балки.
29) Крестовые своды.
30) Оболочки двоякой положительной кривизны.
31) Материалы для пневматических конструкций.
32) Принципы расчета пневматических конструкций.
33) Круглые лесоматериалы.
34) Сплошные колонны.
35) Сквозные колонны.
36) Подбор сечения сплошных колонн.
37) Контроль качества и приемка конструкций.
38) Диагностирование дефектов деревянных конструкций.
7.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
а) основная
1.
Ю.В. Слицкоухов и др. Конструкции из дерева и
пластмасс / Под ред. Карлсена Г.Г. – М., 1986.
2.
Аугусти Г., Баратта А., Кашиатти Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. МСтройиздат, 1998.
3.
Г.Н. Зубарев, И.М. Лялин. Конструкции из дерева и пластмасс. – М.,
1980.
4.
Строительная механика. Стержневые системы /А.Ф. Смирнов,
А.В.Александров, Б.Я. Лащеников, Н.Н. Шапошников. М.: Стройиздат,
1981.
б) дополнительная
1.
Актуализированная редакция СНиП II-25-80*. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. – М., 2011.
2.
Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.
М. 2011.
3.
В.Ю. Щуко, С.И. Рощина. Армированные клееные конструкции.
Учебное пособие. - Владимир, 2008.
4.
Д.К. Арленинов и др. Деревянные конструкции. - М., 2006.
5.
Пособие по проектированию деревянных конструкций. ЦНИИСК. – М.,
1986.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
1. Иллюстративный и текстовый раздаточный материал в электронном
виде.
2. Презентатор (стационарный и переносной) с мультимедиа технологиями.
3. Флипчарт.
4. Компьютерный класс с современным программным обеспечением и
выходом в сеть Интернет.
Рабочая программа составлена согласно федеральным государственным требованиям к структуре основной профессиональной образовательной
программы послевузовского профессионального образования (аспирантура),
по специальности 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения по отрасли «Технические науки», утвержденным 16 марта 2011 г.
Рабочую программу составил ____________ к.т.н., проф. Е.А. Смирнов
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Строительные конструкции» 2 сентября 2011 г., протокол №1.
Зав. кафедрой __________________ С.И. Рощина
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании научнотехнического совета ВлГУ «30» сентября 2011 г., протокол №1.
Председатель НТС ______________ С.Г. Мосин
Программа переутверждена:
на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________
Зав. кафедрой __________________
Программа переутверждена:
на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________
Зав. кафедрой __________________
Программа переутверждена:
на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________
Зав. кафедрой __________________
Программа переутверждена:
на ______________ учебный год, протокол № ___ от _______________
Зав. кафедрой __________________