Isostaattiset sauvarakenteet (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija osaa ratkaista isostaattisen palkki- ja kehärakenteen siirtymän arvon valitsemallaan tapaukseen soveltuvalla menetelmällä kuten taipumaviivan differentiaaliyhtälöllä, Mohrin analogialla ja energiamenetelmillä ja lisäksi tietokoneohjelmien avulla. Hän hallitsee ristikon siirtymän laskennan työintegraalilla ja osaa laskea kehärakenteen siirtymän nopeasti työintegraalilla käyttämällä taulukoita integroinnin apuna. Opiskelija soveltaa Maxwellin sääntöä rakenteisiin ja osaa selostaa sen merkityksen. Edelleen hän tunnistaa hyperstaattisuuden kertaluvun ja ymmärtää sen merkityksen rakenteelle. Hän osaa ratkaista nopeasti voimasuurepinnat ja siirtymätilan hahmotelman ilman laskelmia kehä- ja pakkirakenteille. Edelleen hän osaa ratkaista palkin vaikutusviivan ja kaarirakenteen voimasuurepinnat.

Sisältö

- Palkin taipumaviiva integroimalla taipumaviivan differentiaaliyhtälöstä
- Palkin taipuman laskeminen Mohrin analogia
- Siirtymän määritys työ- ja energiaperiaatteella
- Siirtymän määritys työintegraaleilla isostaattiselle palkki-, kehä- ja ristikkorakenteelle
- Maxwellin sääntö
- Hyperstaattisuuden kertaluku ja sen merkitys
- Säännöllisen jatkuvan palkin mitoittavien momenttien määritys taulukoiden avulla
- Nopeita rutiininomaisia menetelmiä voimasuurepintojen piirtämiseksi ja siirtymien arvioimiseksi
- Kaarikannattimet
- Vaikutusviivat
- Rakenteen siirtymätilan ja voimasuureiden ratkaisu soveltuvalla tietokoneohjelmalla

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija osaa
- toistaa taipumaviivan differentiaaliyhtälön integroimisen,
- laskea ongelmitta palkin taipuman Mohrin analogialla yksinkertaisessa tapauksessa
- tunnistaa sauvarakenteen siirtymän työintegraaleilla
- toistaa Maxwellin säännön
- tunnistaa hyperstaattisuuden kertaluvun,
- tunnistaa jatkuvan palkin
- tunnistaa voimasuurepintoja, taipumaviivoja ja osaa arvioida palkin jännevälin ja jäykkyyden vaikutukset taipumaan
- selostaa isostaattisen kaarirakenteen toimintaperiaatteen
- selostaa isostaattisen palkin vaikutusviivan laadinnan periaatteen
- ratkaista tasorakenteen siirtymätilan, voimasuureet ja tukireaktiot soveltuvalla tietokoneohjelmalla

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa edellisen kohdan lisäksi
- johtaa taipumaviivan differentiaaliyhtälön
- laskee ongelmitta palkin taipuman Mohrin analogialla kaikissa tapauksissa
- määrittää ongelmitta sauvarakenteen siirtymän työintegraaleilla
- käyttää Maxwellin sääntöä
- määrittää hyperstaattisuuden kertaluvun
- ratkaista jatkuvan palkin momenttipinnan taulukoiden avulla
- piirtää nopeasti ja ongelmitta voimasuurepintoja ja taipumaviivoja
- ratkaista isostaattisen kaarirakenteen voimasuurepinnat
- piirtää isostaattisten palkkien vaikutusviivoja

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa edellisten kohtien lisäksi
- johtaa ja yleistää taipumaviivan differentiaaliyhtälön monimutkaisiin reunaehtotapauksiin
- laskea ja perustella palkin taipuman Mohrin analogialla
- määrittää ja tarkistaa sauvarakenteen siirtymän työintegraaleilla taulukoilla ja integroimalla
- selittää ja soveltaa Maxwellin sääntöä ja ymmärtää sen merkityksen joustomatriisin muodostamisessa
- määrittää ja selostaa hyperstaattisuuden kertaluvun vaikutusta
- ratkaista jatkuvan palkin momenttipinnan taulukoiden avulla
- piirtää ongelmitta palkkien ja kehien voimasuurepintoja ja taipumaviivoja

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija osaa
- toistaa taipumaviivan differentiaaliyhtälön integroimisen,
- laskea ongelmitta palkin taipuman Mohrin analogialla yksinkertaisessa tapauksessa
- tunnistaa sauvarakenteen siirtymän työintegraaleilla
- toistaa Maxwellin säännön
- tunnistaa hyperstaattisuuden kertaluvun,
- tunnistaa jatkuvan palkin
- tunnistaa voimasuurepintoja, taipumaviivoja ja osaa arvioida palkin jännevälin ja jäykkyyden vaikutukset taipumaan
- selostaa isostaattisen kaarirakenteen toimintaperiaatteen
- selostaa isostaattisen palkin vaikutusviivan laadinnan periaatteen

Esitietovaatimukset

Statiikka, Rakenteiden mekaniikan perusteet, Matemaattis-luonnontieteelliset perusopinnot 1, 2 ja 3