LV EN RU DE FR

Cementa kompozīti un kompleksās konstrukcijas

Kursa izstrādātājs

Priekšzināšanas

BūvZ6031, Stiegroti materiāli un konstrukcijas

Kursa anotācija

Studiju kurss sniedz zināšanas par dažādu cementa kompozītu veidiem un to pielietojumu būvju nesošajās konstrukcijās, kā arī par cementa kompozītu kompleksajām konstrukcijām, to savienojumiem un optimizēšanas metodēm. Kursa ietvaros tiek apgūtas praktiskās iemaņas dažādu cementa kompozītu eksperimentālo pārbaužu veikšanā, skaitliskajā modelēšanā un parametru optimizēšanā.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

1) Zināšanas par cementa kompozītu mehānisko darbību, kompozīto un komplekso konstrukciju aprēķina principiem un optimizēšanu.
2) Prasmes izmantot materiālu mehānikas sakarības un optimizēšanas metodes cementa kompozītu konstrukciju, komplekso konstrukciju un to savienojumu aprēķinos.
3) Kompetences izvēlēties piemērotākos cementa kompozītus dažādās būvkonstrukcijās un kompleksajās konstrukcijās, novērtēt iespējamos nestspējas un noturības zaudēšanas riskus, izvēlēties atbilstošos konstrukciju aprēķinus un optimizēšanas paņēmienus.

Kursa saturs(kalendārs)

1. Lekcijas: Cementa kompozītu veidi, to izgatavošanas tehnoloģija, fizikāli mehāniskās īpašības, izmantošana būvju nesošajās konstrukcijās, projektēšanas principi, robežstāvokļu aprēķini, drošums un ilgizturība. (4h)
Semināri: Cementa kompozīta veida izvēle atkarībā no konstrukciju tipa un iedarbēm. Aprēķina metožu izvēle atkarībā no kompozītā materiāla un konstrukciju veida. (8h)
Laboratorijas darbi: Cementa kompozītu mehānisko īpašību noteikšana un interpretēšana: Laboratorijas darbu plānošana, paraugu izgatavošana, uzglabāšana un slogošana, iegūto datu statistiskā apstrāde un mehānisko īpašību definēšana. Kompozīto cementa konstrukciju skaitliskā modelēšana. (20h)
2. Lekcijas: Kompleksās cementa kompozītu konstrukcijas. Komplekso konstrukciju definīcija un veidi. Dažādu komplekso konstrukciju projektēšanas paņēmieni un nepieciešamā drošuma līmeņa nodrošināšana. (4h)
Semināri: Dažādu komplekso konstrukciju risinājumu analīze. Pēc izvēles vienas kompleksās konstrukcijas iespējamo nestspējas zaudēšanas risku un novērtēšanas paņēmienu analīze. (8h)
Laboratorijas darbi: Komplekso cementa kompozītu konstrukciju skaitliskā modelēšana. (20h)
3. Lekcijas: Cementa kompozītu savienojuma veidi un to realizēšanas paņēmieni. Savienojuma mezglu darbība dažādos un saliktos spriegumstāvokļos. Savienojumu mehāniskās darbības modelēšana. (4h)
Semināri: Dažādu kompozīto savienojumu risinājumu analīze. Pēc izvēles viena veida savienojuma iespējamo nestspējas zaudēšanas risku un novērtēšanas paņēmienu analīze. (8h)
Laboratorijas darbi: Eksperimentālās pārbaudes dažāda veida cementa kompozītu savienojumiem. Savienojumu mezglu nestspējas skaitliskā modelēšana. (20h)
4. Lekcijas: Optimizēšanas uzdevums un metodoloģija. Optimizēšanas metodes inženierzinātnēs. Komplekso cementa kompozītu konstrukciju parametru optimizēšana pēc stiprības, noturības un materiāla patēriņa nosacījuma. (4h)
Semināri: Piemērotāko metožu izvērtējums konkrētu konstrukciju parametru optimizēšanai. Iespējamo parametru optimizēšanas novērtēšana dažādām cementa kompozītu konstrukcijām. (8h)
Laboratorijas darbi: Optimizēšanas metožu pielietojums dažādu cementa kompozītu konstrukciju un to savienojumu nestspējas, noturības un lietojamības modelēšanā. (20h)

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Studējošajam 1) jāprezentē visas uzdotās semināra tēmas un jāpiedalās to apspriešanā, 2) jāizstrādā visi uzdotie laboratorijas darbi un to rezultāti jāpārrunā ar mācībspēku, 3) sekmīgi jānokārto mutiskais eksāmens par kursa lekcijās iekļautajām tēmām.

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

Kursa semināros studējošais sagatavo ar mācībspēku saskaņotās tēmas, prezentē tās un piedalās diskusijā ar kursa mācībspēku un pārējiem studējošajiem.
Laboratorijas darbi tiek organizēti atbilstoši mācībspēka definētajam uzdevumam. Studējošais veic eksperimentālo pārbaužu un paraugu plānošanu, izgatavošanu, slogošanu Būvkonstrukciju zinātniskajā laboratorijā, datu statistisko apstrādi un prezentē kursa mācībspēkam. Skaitliskā modelēšana tiek veikta saskaņā ar definēto uzdevumu, izmantojot būvkonstrukciju katedras datorklasē pieejamo vai studējošā rīcībā esošo programmatūru. Rezultāti tiek pārrunāti ar kursa mācībspēku.

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Kursa noslēgumā ir mutisks eksāmens. Eksāmena biļete sastāv no trim teorijas jautājumiem. Atbilžu sagatavošanai studējošajam ir atvēlētas četras stundas. Eksāmena kārtošana notiek komisijas priekšā un tiek vērtētas studējošā spējas diskutēt par eksāmena biļetē iekļautajiem jautājumiem. Komisijas locekļi vienojas par galējo vērtējumu.

Obligātā literatūra

1. Johnston C.D. Fiber-reinforced Cements and Concretes. Gordon & Breach Sci. Publ., Amsterdam, 2001.
2. Model code 2010 : first complete draft / [prepared by fib Special Activity Group 5, New Model Code], Bulletin No. 55-56, 2010.
3. Design of concrete structures / David Darwin, Charles W. Dolan., New York, NY : McGraw-Hill, 2021.

Papildliteratūra

1. 2. Eirokodekss. Betona konstrukciju projektēšana = Eurocode 2 - Design of concrete structures : LVS EN 1992-1-1/AC / Latvijas Standarts.
2. FIB Bulletin No. 95, Proceedings of the ACI-fib-RILEM International Workshop - FRC2018, 2020, 539 p.
3. Steel fibre reinforced concrete / Bernhard R.Maidl ; in co-operation with Joerg Dietrich et al., Berlin : Ernst & Sohn, 1995, 292 p.

Periodika un citi informācijas avoti

1. Composite Structures. Elsevier, ISSN: 0263-8223.
2. Engineering Structures. Elsevier, ISSN: 0141-0296. 4. Structural Concrete, Journal of the fib, Thomas Telford Ltd, ISSN: 1464-4177.
3. Journal of Optimization Theory and Applications. Springer Link, ISSN 0022-3239

Piezīmes

Pētījumu virziena speckurss Doktora studiju programmā „Būvzinātne”