Аннотация дисциплины Механика разрушения строительных

Аннотация дисциплины
«Механика разрушения строительных конструкций»
Специальность: 270800.68 - Строительство
Шифр, название направления
Учебный цикл: М.1.В.ДВ.1.2
Код дисциплины
Курс 2 Семестр Общая трудоемкость 72
Форма контроля: зачет
Цели дисциплины:
1. Изучение фундаментальных понятий, концепций и методов механики
разрушения строительных конструкций.
2. Развитие у студентов умений и навыков параметрического описания
конструкций, изделий и процессов в строительстве с выделением переменных (варьируемых, управляющих) параметров.
3. Изучение и овладение навыками практического использования методов оптимизации проектных решений, рационального выбора материалов и
технологий.
Задачи дисциплины:
1. Ознакомить студентов с основными явлениями процесса разрушения
строительных конструкций, принципами и подходами при математическом
моделировании этого процесса.
2. Ввести и объяснить студентам основные гипотезы линейной и нелинейной механики разрушения строительных конструкций.
3. Научить студентов основным методам и приемам решения задач механики разрушения строительных конструкций.
4. Познакомить студентов с основными методами экспериментального
исследования процесса разрушения строительных конструкций.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у обучаемого следующих компетенций:
Профессиональные (ПК):
1. Способность демонстрировать знания фундаментальных и прикладных дисциплин ООП магистратуры (ПК-1).
2. Способность использовать углубленные теоретические и практические
знания, часть которых находится на передовом рубеже данной науки (ПК-2).
3. Способность осознать основные проблемы своей предметной области,
при решении которых возникает необходимость в сложных задачах выбора,
требующих использования количественных и качественных методов (ПК-6).
2
4. Способность разрабатывать методики, планы и программы проведения научных исследований и разработок, готовить задания для исполнителей,
организовывать проведение экспериментов и испытаний, анализировать и
обобщать их результаты (ПК-17).
5. Умение вести сбор, анализ и систематизацию информации по теме исследования, готовить научно-технические отчеты, обзоры публикаций по теме исследования (ПК-18)
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
1. Основные результаты математической теории механики разрушения
строительных конструкций.
2. Основные методы исследования задач механики разрушения строительных конструкций.
3. Основные результаты решений краевых задач механики разрушения
строительных конструкций.
Уметь:
1. Применять математические методы механики разрушения при решении конкретных задач.
2. Проводить анализ работоспособности конструкций с трещинами.
Владеть:
1. Навыками расчета задач механики разрушения строительных конструкций.
Содержание дисциплины:
Тема 1. Основные понятия механики разрушения:
1.1. Предмет механики разрушений.
1.2. Теоретическая и реальная прочность твердых тел.
1.3. Трещина в конструкции. Напряжения при вершине трещины.
1.4. Первая модель тела с трещиной - модель Гриффитса.
1.5. Критерий предельного раскрытия трещин. Распространение трещины.
1.6. Линейная и нелинейная механика разрушения.
Тема 2. Линейная механика разрушения:
2.1. Напряженное состояние тела с трещиной.
2.2. Три типа трещин. Полубесконечная трещина.
2.3. Коэффициент интенсивности напряжений.
2.4. Методы расчета коэффициента интенсивности напряжений для
упругих тел при различных условиях нагружения. Принцип суперпозиции
решения.
2.5. Критерии разрушения твердых тел.
3
2.6. Энергетические и геометрические особенности роста трещин.
Тема 3. Механика упругопластического разрушения:
3.1. Пластическая зона при вершине трещины. Форма зоны пластичности.
3.2. Поправка Дж. Р. Ирвина на пластическую деформацию.
3.3. Вариационные принципы в механике разрушения. Энергетический
критерий роста трещины в вариационной постановке.
3.4. Экспериментальные методы определения вязкости разрушения
(трещиностойкости) материала. Предел трещиностойкости материала.
Тема 4. Механика разрушения в условиях ползучести:
4.1. Особенности процесса ползучести, накопление повреждений, развитие трещин в условиях ползучести.
4.2. Параметры поврежденности (сплошности).
4.3. Рост трещин при ползучести с учетом пластической зоны.
Тема 5. Механика усталостного разрушения:
5.1. Особенности усталостного деформирования и разрушения.
5.2. Эксперименты Велера и исследование усталости на основе кривых
Велера.
5.3. Многоцикловая и малоцикловая усталости.
5.4. Эмпирические и теоретические зависимости роста усталостных трещин.
5.5. Факторы, влияющие на процесс распространения трещин.
Тема 6. Надежность конструкций и допустимость их повреждений:
6.1. Средства обеспечения надежности конструкции. Информация необходимая для оценки надежности конструкции.
6.2. Нагружения смешанного типа.
6.3. Вязкость разрушения сварных швов.
6.4. Распространение трещин при циклических эксплуатационных
нагрузках. Анализ разрушений в условиях эксплуатации.
6.5. Емкости высокого давления и трубопроводы. Критерий "утечки до
разрушения".
6.6. Выбор материала конструкции.
Тема 7. Примеры практического применения механики разрушений
в инженерных расчетах зданий и сооружений:
7.1. Расчет металлических емкостей на однократное и многократное
нагружение.
7.2. Расчет элементов конструкций крупнопанельных зданий.
7.3. Расчет температурных трещин в массивных бетонных сооружениях.
4