programa procese şi marimi aleatoare
TRANSCRIPT
Universitatea Tehnică a Moldovei
COD: S.07.A.073
DATA : 12.07.2007
PAGINA: 1/ 9
Curricula disciplinei/Program de învăţământ al unităţii de curs
Program de studii: Construcţii şi Inginerie Civilă
Denumirea disciplinei: Procese şi mărimi aleatoare aplicate în ingineria structurală
Beneficiari: Absolvenţi licenţiaţi ai specialităţii „Construcţii şi inginerie civilă”, absolvenţi licenţiaţi ai specialităţilor înrudite
Nivelul: Ciclul II, „Inginerie structurală
Numărul de credite ECTS: 6
Titularul disciplinei: . Teodor Sârbu, conferenţiar universitar
I. PRELIMINARII
Cursul dat tratează calculul rezistenţei structurilor de construcţii utilizând modelarea bazată pe probabilitate, abordează caracterul probabilistic al valorilor implicate în metodele de evaluare a încărcărilor, rezistenţelor şi variaţia acestora asupra fiabilităţii, siguranţei, durabilităţii şi eficienţei construcţiilor şi elementelor structurale.
Toate acţiunile implicate în calcule, încărcarea pe de o parte şi rezistenţa împreună cu caracteristicele geometrice au un caracter tipic aleator. În cazul de faţă prin definirea statistică a încărcărilor şi rezistenţelor materialelor implicate în structura de rezistenţă a clădirilor şi construcţiilor inginereşti se obţine interpretarea definiţiei siguranţa structurilor utilizând teoria matematică a probabilităţii.
Structura de rezistenţă a construcţiilor este dependentă de schimbările apărute în gândirea inginerească, de concepţia „determinist" şi/sau „probabilist", care sunt temelia de bază a documentaţiei moderne, adică metodele de calcul utilizează concepţiile probabilistice şi deciziile argumentate de ea. Abordarea problemelor legate de proiectarea, realizarea şi exploatarea clădirilor şi structurilor inginereşti este o preocupare şi o sarcină extrem de importantă, la realizarea cu succes a cărora cursul dat va fi un ghid, ce va conduce la o proiectarea mai raţională a structurilor şi la reducerea preţului de cost a acestora.
Impactul produs de conceptele probabilistice asupra mecanicii deterministice a structurilor se finalizează în esenţă cu asocierea diferitelor mărimi care intervin în calcule (încărcări, rezistenţe, eforturi, deplasări etc), cu probabilitatea de a exista valori mai mici sau mai mari.
Construirea calculului probabilistic al structurilor de rezistenţă ale construcţiilor implică atât crearea unor modele de calcul proprii cât şi existenţa unei informaţii statistice reprezentative şi cuprinzătoare pentru a fi furnizată acestor modele. Aceste două laturi au avut o evoluţie incompletă, atât separat cit şi împreună, până spre sfârşitul deceniului 1960—1970. În ultimii zece ani însă, progresele înregistrate în domeniul ,,probabilităţii" metodelor de calcul cât şi în obţinerea de date statistice au dus la conturarea unei discipline ştiinţifice de sine stătătoare, imperfect denumită uneori siguranţa structurilor.
Universitatea Tehnică a Moldovei
COD: S.07.A.073
DATA : 12.07.2007
PAGINA: 2/ 9
Curricula disciplinei/Program de învăţământ al unităţii de curs
II. COMPETENŢELE CARE URMEAZĂ A FI DEZVOLTATE
- Aspectele generale din teoria probabilităţii şi statistica matematică - Modelarea incertitudinilor în prescripţiile de proiectare şi familiarizarea detaliată cu modelele
probabilistice, folosite în calculul construcţiilor. - Descrierea statistică a rezistenţelor materialelor exprimate prin caracterul probabilistic al
acestora şi concepţiile incluse în normativele în vigoare. - Exprimarea probabilistică a încărcărilor ce provin din fenomenele gravitaţionale şi celor
datorate fenomenelor geofizice şi geo-climaterice;. - Modelarea probabilistică a răspunsului static şi dinamic de la acţiuni stohastice. - Analiza siguranţei elementelor structurale la acţiuni statice şi dinamice.
III. ADMINISTRAREA DISCIPLINEI
Codul disciplinei
Anul predării
SemestrulNumărul de ore Evaluarea
Cadrul didacticPrelegeri
Lucrări practice
Lucrări de laborator
Lucrul individual
Credit Examen
F.01.O.001
Învăţământ cu frecvenţă la zi1 1 2 1 135 6 1
Învăţământ cu frecvenţă redusă
IV. TEMATICA ŞI REPARTIZAREA ORIENTATIVĂ A ORELOR
Nr Tema prelegerilor
Rea
liza
re în
ti
mp
(ore
)
Tema lucrărilor practice
Rea
liza
re în
ti
mp
(ore
)*
1. T1. Scopul şi obiectivele de bază ale cursului. Accidente şi responsabilităţi.
2
2. T2. Introducere în modelele probabilistice folosite în calculul construcţiilor. Noţiuni din teoria probabilităţii şi statistică matematică. Variabile aleatorii, populaţie statistică, selecţie, frecvenţă, probabilitate.
2 LP1. Formularea problemei. Principiul de selectare a datelor experimentale a variabilelor studiate, de formare a eşantionului. Calculul statisticilor caracteristice ale probei.
2
3. T3. Indicatorii statistici ai selecţiei şi exigenţele faţă de aceştia. Repartiţii utilizate în analiza siguranţei.
2
4. T4. Repartiţia extremelor maxime şi minime. Indicatorii statistici de localizare şi împrăştiere.
2 LP2. Repartiţia normală. Repartiţia logaritmic normală. Repartiţiile Gumbel Frechet şi Weibul.
5. T5. Modelarea inginerească a incertitudini-lor. Formularea analitică a problemei siguranţei structurii de rezistenţă a clădirilor şi construcţiilor inginereşti.
2
6. T6. Concepţii de siguranţă a structurilor, care rezultă din proprietăţile aleatorii ale încărcărilor, rezistenţelor şi modelării schemelor de calcul. Metode deterministe, probabiliste şi semi-probabiliste.
2 LP3. Utilizarea metodelor simpliste (aproximative) la evaluarea caracteristicilor statistice ale selecţiei analizate
Universitatea Tehnică a Moldovei
COD: S.07.A.073
DATA : 12.07.2007
PAGINA: 3/ 9
Curricula disciplinei/Program de învăţământ al unităţii de curs
7. T7. Rezistenţa de calcul şi cea normata a materialelor de construcţie. Definiţii şi noţiuni. Studii statistice privind rezistenţa materialelor în construcţii.
2
8. T8. Clasificarea încărcărilor. Examinarea probabilistică a încărcărilor permanente şi utile. Studii statistice privind valoarea încărcărilor.
2 LP4. Determinarea rezistenţei normate (caracteristice) şi de calcul a betonului, şi/sau a oţelului.
9. T9. Încărcările geo-climatice Conceptul perioadei medii de revenire a factorilor ce influenţează acţiunile geo-climatice.
2
10.
T10. Acţiunea zăpezii asupra construcţiilor. Proprietăţile fizice şi climatice ale zăpezii. Încărcări de bază din zăpadă. Combinarea efectelor vântului cu zăpada.
2 LP5. Determinarea valorilor normate şi de calcul al încărcărilor datorate densităţii materialului examinat.
11.
T11. Acţiunea vântului asupra clădirilor şi construcţiilor inginereşti .
2
12.
T12. Conceptul perioadei medii de revenire a încărcărilor. Standardizarea încărcărilor în baza perioadei medii de revenire a sarcinii.
2 LP6. Studiul factorilor şi valorilor încărcărilor geo-climatice (zăpadă, vânt, chiciură, seism, tasări şi/sau alunecări de teren).
13.
T13. Modelarea probabilistică a răspunsu-lui static.
2
14.
T14. Răspunsul dinamic la cutremur şi/sau la acţiunea vântului.
2 LP7. Familiarizarea cu normativele de reglementare a acţiunilor şi sarcinilor din diverse state şi studiul valorilor incluse în ele,
15.
T15. Acţiunile datorate tasărilor şi/sau alunecărilor de pământ. Forma de manifestare lor şi măsurile de diminuare a eforturilor provenite din astfel de acţiuni.
2
Total 30 14
*Notă - Pentru fiecare oră în auditoriu se planifică câte o oră de activităţi de sinestatator a studenţilor.
V. REZULTATELE ÎNVĂŢĂRII ŞI CONŢINUTURI
Rezultatele învăţării
ConţinuturiPrelegeri Lucrări practice
În rezultatul însuşirii cursului studentul trebuie:
să cunoască:- Aspectele generale din
teoria probabilităţii şi statistica matematică.
- Modelarea incertitudinilor în norele de proiectare.
- Modelele probabilistice, folosite în calculul construcţiilor.
T1. Scopul şi obiectivele de bază ale cursului. Accidente şi responsabilităţi. T2. Introducere în modelele probabilistice folosite în calculul construcţiilor. Noţiuni din teoria probabilităţii şi statistică matematică. Variabile aleatorii, populaţie statistică, selecţie, frecvenţă, probabilitate.
LP1. Formularea problemei. Calculul statisticilor caracte-ristice ale probei.
T3. Indicatorii statistici ai selecţiei şi exigenţele faţă de aceştia. Repartiţii utilizate în analiza siguranţei.T4. Repartiţia extremelor maxime şi minime. Indicatorii statistici de localizare şi împrăştiere.
LP2. Repartiţia normală,logaritmic normală, Gumbel
Universitatea Tehnică a Moldovei
COD: S.07.A.073
DATA : 12.07.2007
PAGINA: 4/ 9
Curricula disciplinei/Program de învăţământ al unităţii de curs
să cunoască:- Descrierea statistică a
rezistenţelor materialelor. - Caracteristicile probabilis-
tice a încărcărilor gravitaţionale şi geofizice şi/sau geo-climaterice;.
să fie capabil: Să. calcule caracteristicile
statistice ale selecţiei. Să determine rezistenţa
normată şi de calcul a materialului constructiv, şi/sau sarcinii implicate în formulele de calcul al elementelor structurale.
T5. Modelarea inginerească a incertitudinilor. Formularea analitică a problemei siguranţei structurii de rezistenţă a clădirilor şi construcţiilor inginereşti.T6. Concepţii de siguranţă a structurilor, care rezultă din proprietăţile aleatorii ale încărcărilor, rezistenţelor şi modelării schemelor de calcul. Metode deterministe, probabiliste şi semi-probabiliste.
LP3. Calculul caracteristicilor statistice ale selecţiei analizate
T7. Rezistenţa de calcul şi cea normata a materialelor de construcţie. Definiţii şi noţiuni. Studii statistice privind rezistenţa materialelor în construcţii. Risc, interval de încredere. T8. Clasificarea încărcărilor. Examinarea probabilistică a încărcărilor permanente şi utile. Studii statistice privind valoarea încărcărilor.
LP4. Determinarea rezistenţei normate şi de calcul.
să cunoască: Factorii geo-climatici ce
provoacă acţiuni. Încărcările din zăpadă. Încărcările din vânt. Încărcările din chiciură. Încărcările provocate de
cutremur de pământ.să fie capabil:
Să calcule valorile normate şi de calcul al încărcărilor.
Să poată determina răspunsul static de la acţiunea zăpezii.
Să poată determina răspunsul static de la acţiunea vântului.
Să poată determina răspunsul static de la cutremur.
T9. Încărcările geo-climatice Conceptul perioadei medii de revenire a factorilor ce influenţează acţiunile geo-climatice.
T10. Acţiunea zăpezii asupra construcţiilor.. Proprietăţile fizice şi climatice ale zăpezii. Încărcări de bază din zăpadă. Combinarea efectelor vântului cu zăpada.
LP5. Calculul valo-rilor caracteristice a încărcărilor permanente.
T11. Acţiunea vântului asupra clădirilor şi construcţiilor inginereşti .T12. Conceptul perioadei medii de revenire a încărcărilor. Standardizarea încărcărilor în baza perioadei medii de revenire a sarcinii.
LP6. Studiul încăr-cărilor datorate geo-climei.
T13. Modelarea probabilistică a răspunsu-lui static. T14. Răspunsul dinamic la cutremur şi/sau la acţiunea vântului.
LP7. Familiarizare cu normativele din diferite state.
T15. Acţiunile datorate tasărilor şi/sau alunecărilor de pământ. Forma de manifestare lor şi măsurile de diminuare a eforturilor provenite din astfel de acţiuni.
VI. SUGESTII PENTRU ACTIVITATEA INDIVIDUALA A STUDENŢILOR
Pe parcursul semestrului studenţilor li se propune repetarea materialului ce ţine de cursul „Teoria probabilităţii şi statistica matematică”, de proprietăţile fizico-mecanice ale betonului, armăturii, oţelului, de metodele de concepere, realizare şi îngrijire a structurilor de rezistenţă pentru asigurarea omogenităţii şi calităţii acestora.
VII. EVALUAREA DISCIPLINEI
Verificarea însuşirii materialului prin chestionarea selectivă a studenţilor la tema precedentă la curs şi cele examinate la lucrările practice.
Evaluări cumulate periodice – atestări. Evaluare finală – examen.
Universitatea Tehnică a Moldovei
COD: S.07.A.073
DATA : 12.07.2007
PAGINA: 5/ 9
Curricula disciplinei/Program de învăţământ al unităţii de curs
VIII. CHESTIONAR PENTRU EVALUĂRI PERIODICE ŞI FINALĂ
1. Noţiuni din TP şi SM. Modele probabilistice utilizate în calculul construcţiilor. 2. Noţiuni din TP şi SM. Populaţie statistică, selecţie, frecvenţă, probabilitate. 3. Indicatorii statistici ai selecţiei şi exigenţele faţă de aceştia. epartiţii utilizate în analiza siguranţei.4. Repartiţia extremelor maxime şi minime. Repartiţia Gumbel tip I şi II, 5. Repartiţiile Poisson Weibull.6. Indicatorii statistici de localizare şi împrăştiere.7. Formularea analitică a problemei siguranţei structurii de rezistenţă8. Siguranţa structurilor. Factorii ce provoacă incertitudinile, privind siguranţa structurilor.9. Variaţia rezistenţei materialelor. Determinarea valorilor normate şi de calcul a materialelor.10. Variaţia încărcăturii permanente (factorii ce influenţează). Concepţii pentru determinarea valorilor
încărcărilor caracteristice şi de calcul.11. Clasificarea încărcărilor. Definiţii, exemple.12. Încărcările specifice de la transport şi poduri rulante. Evaluarea valorilor încărcăturilor acestora. 13. Factorii geo-climatici ce provoacă acţiuni. Încărcările din zăpadă. Proprietăţile acesteia. 14. Chiciura. Evaluarea valorilor încărcăturilor de la acţiunea zăpezii şi chiciurii. 15. Încărcările din zăpadă şi vânt. Întroieniri. Principii de modelare a aglomerărilor de zăpadă.16. Eforturile provocate de varietăţile de umiditate şi temperatura. Consecinţele provocate de
neglijarea lor.17. Măsuri practice utilizate pentru diminuarea eforturilor provocate de umiditate şi temperatură.18. Acţiunea vântului. Forme de manifestare şi modelare a acţiunii acestuia.19. Forţe provenite din vânt pentru structuri cu răspuns static. Evaluarea valorilor încărcăturilor de la
acţiunea vântului. 20. Forţe provenite din vânt pentru structuri rezonabile la proprietăţile dinamice ale vântului. Principii
de asigurare a siguranţei unor astfel de construcţii.21. Concepţiile utilizate la evaluarea eforturilor provocate de seism.22. Factorii grundurilor care modifică răspunsul clădirilor la unda seismica.23. Factorii rigidităţii clădirilor la acţiunea seismului.24. Factorii de ordin legislativ şi administrativ ce modifică valoarea efortului provenită de la seim.25. Tasările de pământ. Evaluarea eforturilor provocate de acestea.26. Forma de manifestare şi realizare a măsurilor de diminuare a eforturilor provenite din tasări.27. Combinările de bază a încărcărilor şi eforturilor. Combinările excepţionale.
IX. REFERINŢE BIBLIOGRAFICE
1. Ghiocel D. şi Lungu D. Acţiunea vântului, zăpezii şi variaţiilor de temperatură în construcţii, Editura. Tehnică, Bucureşti 1972.
2. Lungu D. şi Ghiociel D. Metode probabilistice în calculul construcţiilor, Editura Tehnica, Bucureşti,1982.
3. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия Госстрой СССР, М.1987 4. А. П. Кудзис Железобетонные и каменные конструкции. Т.1 Материалы, конструирова-
ние, теория и расчет М. Высшая школа 1988.5. Львовский Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул. – М.
Высшая школа 1988.6. Справочник по надежности в 3-х томах. М. Издательство Мир 1970.7. Шкинев А. Н. Аварии на строительных объектах, их причины и способы
предупреждения и ликвидации. М. Стройиздат 1976.8. Небылов Н. А. Допуски на изготовление и монтаж строительных конструкций М.
Стройиздат 1967.