Числові методи та інформаційні технології в будівництві
Спеціальність: Пожежна безпека
Код дисципліни: 6.261.00.O.014
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Опір матеріалів та будівельна механіка
Лектор: Гембара Оксана Володимирівна, професор, д.т.н.
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Основними завданнями дисципліни є вивчення:
– теоретичних основ аналізу напружено-деформованого стану пружного тіла;
– числових методів розрахунку на міцність, жорсткість та стійкість стрижневих систем, тонких пластин та оболонок;
– числового розрахунку елементів будівельних конструкцій і споруд з використанням програмного комплексу FEMAP – NASTRAN NX.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
– інтегральна компетентність:
Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та проблеми, які характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, під час практичної діяльності або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів моніторингу та прогнозування, запобігання виникненню пожеж та їх гасіння.
– загальні компетентності:
ЗК03. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
ЗК06. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
– спеціальні компетентності:
СК19. Здатність до читання та виконання ескізів та креслень, застосування комп’ютерної графіки в сфері професійної діяльності.
Результати навчання: РН04. Пояснювати процеси впливу небезпечних чинників пожежі на навколишнє середовище; застосовувати теорії захисту людини, матеріальних цінностей і довкілля від впливу небезпечних чинників пожежі, знання математичних та природничих наук у сфері професійної діяльності.
РН25. Використовувати інформаційні технології, системи управління базами даних та стандартні пакети прикладних програм у професійній діяльності.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика
Фізика
Теоретична механіка
Інженерна і комп’ютерна графіка
Практикум комп’ютерних технологій
Опір матеріалів
Короткий зміст навчальної програми: Курс «Числові методи та інформаційні технології в будівництві» належить до загальних курсів, що вивчається бакалаврами в галузі пожежної безпеки. Він ґрунтується на знаннях отриманих при вивченні дисциплін "Вища математика", "Фізика", "Теоретична механіка". Курс направлений на розвиток у студентів навиків застосування сучасних числових методів розрахунку складних інженерних конструкцій. Основна увага приділяється теорії і практичному застосуванню методу скінчених елементів. Ця дисципліна дає змогу познайомитися з основами розрахунку складних конструкцій та споруд, що знаходяться в умовах складного опору. Вона також дозволяє зробити оцінку точності результатів, одержаних методами опору матеріалів, теорії пружності та пластичності. Вивчення основ методу скінчених елементів розширює коло досліджуваних об'єктів (пластини, оболонки, масиви), що мають широке застосування в будівництві. Проста і ефективна реалізація на ЕОМ за допомогою інтегрованої системи FЕМАР. Ця система не вимагає знання мов програмування та складання спеціальних програм для вирішення задач на ЕОМ. У той же час її використання розвиває навички алгоритмічного мислення, прищеплює вміння будувати і аналізувати алгоритми вирішення різних завдань. Комплекс має на меті допомогти студентам освоїти алгоритми методу скінчених елементів, що застосовуються в проектно-конструкторської та організаційно-управлінської діяльності інженера-будівельника. Крім того, належне освоєння знань з числових методів вирішення завдань є необхідною умовою успішного виконання розрахунково проектувальних робіт, курсових проектів при вивченні дисциплін, пов'язаних як з розрахунком і конструюванням несучих конструкцій будівельних споруд, так і з організацією, плануванням і управлінням будівельного виробництва з метою забезпечення пожежної безпеки з усвідомленням відповідальності за прийняті рішення та забезпеченням якості робіт.
Опис: 1.Вступ у новітні інформаційні технології та програмний комплекс FEMAP-NASTRAN NX. Новітні інформаційні технології (ВІМ-технології) в будівництві. Програмні комплекси для комп’ютерного моделювання конструкцій методом скінченних елементів.
2. Метод скінченних елементів для розв'язування диференціальних рівнянь із частинними похідними. Розв'язування параболічних рівнянь. Розв'язування гіперболічних рівнянь. Розв'язування еліптичних рівнянь.
3. Етапи числового розв’язування задач розрахунку будівельних конструкцій. Побудова матриці жорсткості скінченого елемента з двома ступенями вільності. Побудова глобальної мастиці жорсткості системи одновимірних елементів.
Методи та критерії оцінювання: Усне опитування (індивідуальне і фронтальне);
Проектування геометричних і скінчено-елементних моделей заданих конструкцій;
Письмова робота (розв’язування задач, тести).
Критерії оцінювання результатів навчання: Разом за дисципліну - 100
Екзаменаційний контроль - 60
Поточний контроль - 40
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Навчально-методичне забезпечення
1. Розрахунок статично невизначних ступінчатих стрижнів методом скінченних елементів. Завдання та методичні вказівки до розрахунково-графічної роботи з дисципліни «Числові методи та інформаційні технології в будівництві» для студентів інженерно-технічних спеціальностей / Укл.: Харченко Є. В.. Віра В. В.. Гембара О. В.. Деревенько І. А.. Жбадинський І. Я.. Палюх В. М.. Стасюк Б. М. - Львів: Національний університет «Львівська політехніка». 2021. – 40 с.
Рекомендована література
Базова
1. Андруник В.А.. Висоцька В.А.. Пасічник В.В.. Чирун Л.Б.. Чирун Л.В. Чисельні метоли в коми ютерних науках. Л.: Новий світ. 2017. - 471 с.
2. Данилович В.. Кутні М. Чисельні метоли. - Л.: Катьварія. 1998. -222 с.
3. Данилович В. Чисельні методи в задачах і вправах: Навч. посібн. — Київ: ІСДО. 1995. - 248 с.
3. Коссак О. Тумашова О. Коссак О. Методи наближених обчислень: Навч. посібн. -Л.: БаК. 2003.-168 с.
4. Фельдман Л. П., Петренко А. І., Дмитрієва О. А. Чисельні методи в інформатиці. - К.: Видавнича група ВНУ. 2006. - 480 с.
Допоміжна
1. Станкевич В. 3., Лаушник І. П., Стасюк Б. М., Мартинович Б. Т., Станкевич О. М. Комп'ютерні системи автоматизації інженерних досліджень фірми MacNeal - Schviendler Coipoiaiion (MSC). Методичний довідник. Львів - 2004. Дніпропетровський нацюиальний університет залізничного транспорту Львівський факультет. 80 с.
Інформаційні ресурси
https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=12916
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).