0x010088F6312065A70A44B630A6848498EAD80093CFEAFE161DC94D83C7C5C9A5A748B8

Emnet fulgte i all hovedsak samme opplegg som de tidligere årene. Nytt denne gangen var litt fokus på bærekraft og effektiv bruk av materialer : hvordan kan man spare materiale ved bruk av plastiske dimensjoneringsmetoder. En ny labøving ble introdusert. Det ble delt inn i grupper på ca 5 personer. Hver gruppe fikk sin lille stålramme som de testet til sammenbrudd. En tidligere øvingsoppgave hadde regnet på samme system, og studentene skulle sammenligne analytisk resultat med eksperimentelt. Et viktig poeng med labøvingen var å få studentene til å reflektere over begrepet kapasitet og forskjeller mellom forenklede beregninger og virkeligheten (dvs labforsøket). S5 og S8 auditorier var ikke optimale mhp bruk av lerret og tavle samtidig, noe som, er nyttig i en del av forelesningene. Læreboka til K Bell ble brukt sammen med noen dokumenter som inneholdt de viktigste temaene.

Noen temaer på slutten av semesteret ble droppet (ligningsløsing). Tempoet i forelesning er høyt nok. Innholdet oppfattes som vanskelig, men studentene var motivert for læring. Ut fra eksamensresultatene er læringsutbytte ike så bra for denne delen av deltagerne (BSc studenter). Som tidligere er det en betydelig skjevfordeling i forhold til de andre deltagerne (som går 5-årig MSc). Forskjellen er på over 10 poeng i 100-skalaen.

Det bør lages et skreddersydd komepndium. Det bør legges inn et par kontrolloppgaver/sjekkpunkter underveis i semesteret for å undersøke hva som er forstått.

NTNU:TIA:REST

Department of Structural Engineering

Institutt for konstruksjonsteknikk

Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

Norsk

Mer om vurdering

Utsatt eksamen i mai/juni.Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Anbefalte forkunnskaper

Emnet forutsetter TKT4122/TKT4123 Mekanikk 2 og TMA4110/TMA4115 Matematikk 3.

Faglig innhold

Virtuelt arbeid. Flyteledd og sammenbruddsmekanismer for rammekonstruksjoner. Plastisk kapasitet for rammer. Forskyvningsmetoden: diskretisering, frihetsgrader, elementer og system, stivhetsmatrise og lastvektor. Elementanalysen: stav- og bjelkeelement; sterk og svak form; antatte forskyvningsformer (funksjoner), direkte og indirekte interpolasjon; elementets stivhetsmatrise og konsistent lastvektor (inkl. temperatur); skjærdeformasjoner; transformasjoner; vilkårlige tverrsnitt og eksentrisiteter. Systemanalysen: oppbygging av stivhets- og lastmatrise; randbetingelser og reaksjonskrefter; lagringsformer og ligningsløsning; statisk kondensering. 2. ordens teori: differensialligning for bjelke med aksialkraft; Eulerknekning og knekklengder; geometrisk stivhet og løsning av egenverdiproblemet; knekning av rammer. Bruk av programmer; modellering og kontroll.

Kursmateriell

Matrisestatikk, Statiske beregninger av rammekonstruksjoner, Kolbein Bell, Tapir akademiske forlag. Forelesningsnotater.

Læringsutbytte

Emnet eksponerer studentene for numeriske verktøy for konstruksjonsberegninger, og omhandler stav- og bjelkekonstruksjoner, dvs. fagverk og rammer, og gir en introduksjon til elementmetoden for statiske styrkeberegninger. Gjennom øvingsopplegget skal studentene bli kvalifiserte brukere av typiske programverktøy for denne type beregninger. Mekanikk 3 har følgende læringsmål: Kunnskaper: - Virtuelt arbeid, flyteledd og beregning av plastisk kapasitet av rammer. - Forskyvningsmetoden, herunder konsepter som frihetsgrader og stivhetsmatrise - Sentrale elementmetode-konsepter: Element, konnektivitetsmatrise, etablering av stivhetsrelasjon på systemnivå, håndtering av belastning og randbetingelser - Oppbygging og bruk av et rammeprogram (f.eks Focus konstruksjon) - Direkte og indirekte interpolasjon som grunnlag for elementmetoden - Geometrisk ikke-linearitet, herunder bjelke med aksialkraft og knekning - Hvordan 2. ordens teori kan implementeres (geometrisk stivhetsmatrise) - Influenslinje-konseptet. Ferdigheter: - Velge hensiktsmessige frihetsgrader og etablere stivhetsmatrise for håndregning - Regne ut responsen i en konstruksjon ved bruk av forskyvningsmetoden (matrisestatikk) - Utlede stivhetsrelasjon for stav- og bjelkeelementer med utgangspunkt i både likevektsbetraktninger og differensialligning - Gjøre enkle 2. ordens deformasjonsberegninger eller knekningsberegninger - Bruke influenslinjer til å bestemme responsen i en konstruksjon - Bruke et rammeprogram til å løse ulike statiske problemer på en kvalifisert måte. Generell kompetanse: - Plastisk rammekapasitet - Forskyvningsmetoden - Elementmetoden for staver og bjelker - Det metodemessige grunnlaget for programstyrte beregninger - Forskjell på beregning etter 1. og 2. ordens teori - Knekning  fenomenologi og matematisk beskrivelse.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regneøvinger og dataøvinger.

Regne- og dataøvinger

Statikk

Konstruksjonsmekanikk

Bachelor i ingeniørfag - bygg

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(24434)/FieldValuesAsText

Forslaget nevnt over med å innføre an lab øving har vist seg å være litt ambisiøs i forhold til hva vi har av personalressurser i vår lab. Det har vært utskiftninger. Tiltaket opprettholdes og det jobbes med å prøve å få kjørt en pilot av dette i Mekanikk 3, høsten 2023.Høsten 2022 ble kurset kjørt kun ved fysiske forelesninger i S5 og S8. Det er nesten 250 studenter som har fulgt faget, og det har vært fullt i auditoriene. Studentene har deltatt fysisk i forelesningene hele høsten, og viser god motivasjon. SOm et tilbud til de som ikke kunne møte på forelesning, så har opptakene fra høsten 2021 blitt gjort tilgjengelig på fredager, ca en dag etter at stoffet er forelest fysisk. Dette opplegget er godt mottatt. Etterhvert så lå alle opptakene på Blackboard på slutten av semesteret. Det vil bli vurdert om arbeidsmengden i regneøvingene skal reduseres noe. Pensum dekkes fint av læreboka (Bell) og av lysarkene som ligger på BB. Øvingsopplegget, med stud asser tilstede , har fungert bra.

En problemstillign som jeg er blitt klar over er at de siste 3 øvingene, øv 10, 11, 12, i mindre grad blir gjort fordi npr man har godkjent de første 9 (som er kravet til å ta eksamen) så forsvinner motivasjonen. Dette er synd fordi de siste 3 øvingene er viktige deler av pensum og absolutt relevant for eksamen. Skal vurdere om man kan ta noen grep for å rette på dette.Referansegruppen gir tilbakemelding på at faget er meget relevant. Eksamensresultatet viste en meget stor spredning, nesten en rektangulær fordeling. Snitt for 5-klassestudenetene ca 64 poeng, for 3. klasse BSc er det på ca 54 poeng. Denne systematiske forskjellen har vi sett tidligere, og den er tilstede i parallelle fag også (Stålkonstruksjoner 1 ). Det diskuteres hva som forårsaker dette.

Utsatt eksamen i mars.Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Det anbefales at studenten har fagene BYGT2202 i sin portefølje

Forkunnskapskrav

Lineær 1. ordens teori for knekking av søyler og plane rammer. Grunnlag for beregning av buer og krumme konstruksjoner. Innføring i bruddlastberegninger. Matrisestatikk for plane rammer. Bøyeknekking formulert på matriseform. Bruk av dataverktøy.

Kunnskap om: - Lineær 1. ordens teori for bøyeknekking. - Statisk oppførsel til krumme bjelker og buer. - Bruddlast for bjelker og enkle rammer i planet. - Energiprinsipper som virtuelt arbeid og stasjonær potensiell energi for plane rammer. - Matrisestatikk anvent på plane rammer og fagverk. - Bøyeknekking formulert på matriseform. - Definisjon av skiver og plater og enkle beregninger av slike komponenter. - Bruk av dataverktøy. Ferdighet: - Kunne beregne snittkrefter kapasitet til krumme og skrå bjelker i tre. - Kunne dimensjonere skrå og krumme bjelker i tre etter gjeldende standarder. - Kunne beregne bruddlast på bjelker. - Kunne beregne enkle ramme- og fagverkskonstruksjoner. - Kunne beregn større konstruksjoner med dataverktøy. Generell kompetanse - Kandidaten skal kunne modellere og analysere rammekonstruksjoner i 3D og til en viss grad skallkonstruksjoner og kunne optimalisere løsninger mhp. materialbruk og miljø. - Delta i diskusjoner innen prosjektering av konstruksjoner og dele kunnskaper og erfaringer med andre.

Bachelor i ingeniørfag, bygg

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(18946)/FieldValuesAsText

Det var ikke vesentlige behov for endringer fra tidligere. I 2020 ble omfanget av regneøvinger redusert og flere Python-øvinger kom inn i stedet (4 stk). Arbeidsmengden oppfattes som noe stor i øvingsopplegget. Kvaliteten på noen av studentassistentene var ikke tilfredsstillende. VIktig å få studass/læringsassistenter som har Mek 3 som førstevalg og som har fått en god karakter i faget selv.

Pga koronarestriksjoner så ble kun en dobbelttime per uke gjort fysisk i stort (og bra) auditorium, R1. Godt oppmøte av studentene. Den andre dobbeltforelesningen var heldigitail, gjennomført på insituttets videorom. Jeg synes det gikk overraskende bra, men det blir lite med toveis kommunikasjon da (kikket på chat i pausen og svarte ut noen av spørsmålene).Ellers har gjennomføringen gått bra, studentene har værtmotiverte og jobbet med faget. Det har vært ca halvparten tilstede fysisk i R1(ca 80 studenter), i tillegg var noen med på streamen. På den heldigitaleforelesningen var også ca halvparten med på direkte stream. TIlbakemeldingerser ut til å vise at læringsutbyttet er bra.

Til neste høst blir øvingsopplegget litt endret, det skal inn en lab-øving. Dette vil ha en god pedagogisk effekt og forklare en beregningsmetode på en instruktiv måte. Regneøvingene vil bli redusert noe i omfang for å få plass til analyse av lab-øvingsresultatene.Eksamen var planlagt som skole eksamen med ingen hjelpemidler. Tre dager før eksamen ble det omgjort til hjemmeeksamen med alle hjelpemidler. Jeg la til to ekstra delspørsmål, som det ville være umilug å google seg fram til svaret på. Karakterene viser en fin spredning og ikke noen merkverdigheter i forhold til resultater man får i faget på skoleeksamener.

Kunnskap om: - Lineær 1. ordens teori for bøyeknekking. - Statisk oppførsel til krumme bjelker og buer. - Bruddlast for bjelker og enkle rammer i planet. - Energiprinsipper som virtuelt arbeid og stasjonær potensiell energi for plane rammer. - Matrisestatikk anvent på plane rammer og fagverk. - Bøyeknekking formulert på matriseform. - Definisjon av skiver og plater og enkle beregninger av slike komponenter. - Bruk av dataverktøy. Ferdighet: - Kunne beregne snittkrefter kapasitet til krumme og skrå bjelker i tre. - Kunne dimensjonere skrå og krumme bjelker i tre etter gjeldende standarder. - Kunne beregne bruddlast på bjelker. - Kunne beregne enkle ramme- og fagverkskonstruksjoner.  - Kunne beregn større konstruksjoner med dataverktøy.  Generell kompetanse - Kandidaten skal kunne modellere og analysere rammekonstruksjoner i 3D og til en viss grad skallkonstruksjoner og kunne optimalisere løsninger mhp. materialbruk og miljø. - Delta i diskusjoner innen prosjektering av konstruksjoner og dele kunnskaper og erfaringer med andre.

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(13379)/FieldValuesAsText

Statikk - BYGT2318