Course syllabus
Kurs-PM
BOM340/ACE030 - Konstruktionsteknik VT19 (7,5hp)
Uppdaterad november 2018
Kursen ges av Institutionen för Arkitektur och samhällsbyggnad
Kontaktuppgifter
Kursansvarig/Examinator/Föreläsning:
Ignasi Fernandez (IF)
Tel: 031-772 20 83, e-mail: ignasi.feranndez@chalmers.se
Konstruktionsuppgift/Räkneövningar:
Valbona Mara (VM)
Tel: 010-505 30 27, e-mail: valbona.mara@afconsult.com
Andreas Lamton (AL)
Tel: 010 850 2338, e-mail: anlo@cowi.com
Mattias Blomfors (MB)
Tel: 0768-53 77 64, e-mail: mattias.blomfors@chalmers.se
Kurssekreterare:
Institutionssekreterare: Lena Högberg
Tel: 031-772 19 68, e-mail: lena.hogberg@chalmers.se
Kursens syfte
Kursen är en fortsättning på kursen Bärande konstruktioner. Syftet med kursen är att teknologen skall få fördjupad förståelse för verkningssättet och kunna dimensionera enkla konstruktionselement i stål, trä och armerad betong. Detta är väsentliga kunskaper för alla V-ingenjörer, men särskilt viktigt för de elever som önskar fördjupa sin kunskap inom konstruktionsområdet. Tillsammans med fortsättningskurser i ämnet ges kunskaper som V-ingenjörer behöver för att kunna konstruera och dimensionera till exempel broar och husstommar.
För att ge förståelse för verkningssätt kommer stor vikt att läggas vid att utifrån gjorda observationer ställa upp och tillämpa beräkningsmodeller. Därvid utnyttjas grundläggande jämvikts- och deformationsvillkor och materialsamband.
Schema
Kurslitteratur
[1] Bärande konstruktioner – del 2, Rapport 2011:1, Chalmers, Konstruktionsteknik 2011.
[2] Konstruktionsteknik, Exempelsamling, Rapport 2008:15, Chalmers, Konstruktionsteknik 2008
[3] Bärande konstruktioner - del 1, Rapport 2011:11, Chalmers, Konstruktionsteknik 2011
[4] Diverse utdrag för kursen Bärande konstruktioner BMT015, Chalmers, Konstruktionsteknik 2008
Kurslitteraturen försäljs på Cremona. Kurslitteratur [3]-[4] är samma som användes i kursen BMT015 Bärande konstruktioner.
Referenslitteratur:
Information om Eurokoder finns på hemsidan: http://www.sis.se/eurokoder.
Ni måste inte ha tillgång till Eurokoder i kursen, men det kan vara bra om ni vill kontrollera någon detalj eller bara vill veta hur de ser ut.
Det finns en direktlänk till Eurokoder: https://goo.gl/mZSvpX
Svenska Betongföreningen www.betong.se/foreningen har tagit fram en handbok på svenska för dimensionering av betongkonstruktioner: Svenska Betongföreningens handbok till Eurokod 2, Betongrapport nr 15, 2010. Denna hittas under fliken publikationer i länken ovan.
Boverket (myndigheten för samhällsplanering, byggande och boende) finns på www.boverket.se.
Kursens upplägg
Undervisning och pedagogik
Kursens innehåll fördelas i trä olika delar:
- Förband och förankring (två läsveckor)
- Funktion vid bruksanvänd (trä läsveckor) + labb försök
- Pelare (två läsveckor)
Efter varje del finns det ett quiz vilket uppsummerar läsveckorsdel innehållen. Närvaro till quizzen krävs inte och de kan vara en del av kursexaminationen om studenten vill. De är värdefull för att hålla sig med kursen.
Kursen är upplagd kring en konstruktionsuppgift som fungerar som en röd tråd genom kursen. Uppgiften skall ge motivation för kunskapsinhämtning och inlärning. Kursen är anpassad så att den följer arbetsgången i konstruktionsuppgiften. Genom att lösa de problem som efterhand uppkommer i konstruktionsuppgiften bearbetas huvuddelen av kursavsnitten. På så sätt skall arbetet med konstruktionsuppgiften bidra till att kursmålen nås.
Den schemalagda undervisningen är begränsad. Detta innebär att mycket tid måste användas för självstudier. För att underlätta självstudier är konstruktionsuppgiften uppdelad i flera etapper som redovisas under kursens gång, i princip med en inlämning i veckan. Konstruktionsuppgiften skall redovisas fortlöpande. De som ligger i fas med tidplanen har förtur vid redovisningstillfällena. För att fokusera på särskilt väsentliga områden finns även särskilda "inläsningsfrågor".
Undervisningen läggs huvudsakligen upp i 4-timmarsblock med en introducerande föreläsning och efterföljande övningspass. Teorierna tillämpas direkt i övningspasset. Efter en räkneövning fortsätter vi direkt med konstruktionsövning. Föreläsningen och räkneövningen skall lägga grund för eget arbete med konstruktionsuppgiften som är tänkt att påbörjas under övningspasset. Övningspasset kommer huvudsakligen att användas för gemensamma genomgångar, konsultationer och delinlämningar.
Under föreläsningar ett interaktivt presentationsverktyg ska användas som krävs mobiltelefon, surfplatta eller dator för att delta och interagera med. Genom detta system är det möjligt att ställa frågor till lärare under hela lektionen och svara på de olika frågor att lärare formulerar. Användning av sådant verktyg förfölja ett bättre samspel mellan studenter och lärare och en bättre lärande process. Om det finns tid på lektionsslutet ska de olika inläggfrågorna besvaras, annars de besvaras på kurswebsidan i vanlig fråga sektionen.
Konstruktionsuppgiften innebär dimensionering och kontroll av delar av en industribyggnad. Bjälklaget (huvudbalkarna) dimensionerades i brottgränstillstånd i konstruktionsuppgiften i kursen Bärande konstruktioner för de olika alternativen trä, stål och betong. Konstruktions-uppgiften är upplagd som en direkt fortsättning på konstruktionsuppgiften i kursen Bärande konstruktioner. Syftet med konstruktionsuppgiften är:
- att vara ett stöd för inlärandet av kursen genom att ge tillfälle att utnyttja och praktisera kunskaper efterhand som de byggs upp
- att visa helheten hos en konstruktion och belysa hur olika detaljberäkningar kommer in i ett större sammanhang
- att belysa hur konstruktionsberäkningar omsätts i detaljutformning av en konstruktion
Varje teknolog får individuella data och skall redovisa beräkningar och skisser. Uppgiften genomförs och redovisas i grupper om två teknologer. Handledning lämnas under de schemalagda konstruktionsövningarna. Anvisningar för uppgiftens genomförande ges i en separat instruktion.
Konstruktionsuppgiften, dvs fullständiga beräkningar och skisser, skall slutredovisas för respektive övningsledare senast vid sista konstruktionsövningstillfället (slutredovisningspass). Vi har tyvärr inte möjlighet att erbjuda möjlighet att redovisa konstruktionsuppgiften vid andra tider på året än i läsperioden då kursen går. Försök att komma igång tidigt med konstruktionsarbetet!
I kursen finns en laboration på Konstruktionsteknik labbet, vilket är en del av progressionen i lärsekvensen vetenskaplig metodik, där beräkningsmodeller jämförs med en verklig betongbalk som belastas successivt till brott. Lärsekvenserna matematik, ingenjörsmetodik och naturvetenskapliga grunder tillämpas naturligt i kursen. En specifik labbuppgift när handberäkningar och försök resultaten jämföras ska redovisas senast en vecka efter försök. Båda närvaro vid laborationen och redovisningen av labbuppgift krävs för att bli godkänd på kursen.
Förändringar sedan förra kurstillfället
- Kursmaterial har uppdaterats. Majoritet av materialet har nu uppdaterats med nya bilder och mall. Nu finns det föreläsningsinnehåll beskrivning på alla bilder, så man kan bättre följa lektionen.
- Quizen har tillagts till kursen upplägg. Efter varje kursdel finns det nu ett quiz i vilket man kan delta och kontrollera om man håller sig med kursen.
- Laborationen har ändrats. Labborationsuppgift har förklarat och tilldelas tidigare under kursen, så man har mer tid för att jobba med uppgiften.
- Lab i klass har tillagts till kursen. Under några lektionen ska vi använda små labbförsök för att hjälpa oss att gå genom teorin.
- Konstruktionsuppgift har förklarats.
- Kursen har inflyttats till den nya lärplattformen Canvas.
Lärandemål
Mål
Studenten skall efter genomgången kurs kunna:
- beskriva och förklara verkningssättet hos pelare utsatta för tryck och momentbelastning
- dimensionera och kontrollera pelare utsatta för tryck och momentbelastning
- beskriva och förklara verkningssättet i brottstadiet för:
- förankring i armerade betongkonstruktioner
- svets- och skruvförband i stålkonstruktioner
- spik- och skruvförband i träkonstruktioner
- utforma, dimensionera och kontrollera enklare förband i stål- och träkonstruktioner
förankring och avkortning av armeringen i betongkonstruktioner - beskriva och förklara verkningssättet i bruksstadiet hos stål, trä och betongkonstruktioner
- utföra enklare bruksgränskontroller för stål, trä och betongkonstruktioner
Detta uppnås bland annat genom att studenten skall ha utfört en konstruktionsuppgift som behandlar dimensionering och kontroll av ett antal konstruktionselement ingående i bjälklag av trä, stål och betong.
Delmål
För respektive kursavsnitt gäller följande mål beträffande förståelse för verkningssätt och fenomen (kunna beskriva och förklara) och förmåga att lösa olika typer av problem (kunna utforma, dimensionera och kontrollera/analysera).
Förband och förankring
Studenten skall efter genomgången kurs kunna:
- beskriva och förklara vilka brottyper som kan förekomma hos ett stålförband.
- beskriva och förklara hur man kan beräkna belastningen på en enskild skruv i ett stålförband belastat med moment, tvärkraft och normalkraft.
- utforma, dimensionera och analysera enkla skruvförband i stål belastade i drag eller skjuvning.
- utforma, dimensionera och analysera enkla svetsförband utsatta för statisk belastning.
- beskriva och förklara vilka typer av spänningar som kan uppkomma i ett svetsförband samt hur dessa spänningar är fördelade.
- beskriva olika typer av träförband och deras egenskaper.
- beskriva och förklara vilka brottyper som kan förekomma hos skjuvbelastade träförband, vilka materialsamband man normalt använder sig av samt hur man kombinerar de olika brottyperna för att beräkna kapaciteten hos ett träförband.
- utforma, dimensionera och analysera enkla träförband.
- beskriva och förklara hur sneda sprickor påverkar dragkraftsbehovet i en betongbalk.
- beräkna möjlig krafttillväxt med hänsyn till avkortning och armeringsinläggning.
- beräkna dragkraftsbehov med hänsyn till inverkan av sneda sprickor i konstruktionsdelar med eller utan tvärkraftsarmering.
- avkorta böjarmering med hänsyn till dragkraftsbehov och dragkraftskapacitet i betongkonstruktioner med eller utan tvärkraftsarmering i zon med positivt eller negativt böjmoment.
Funktion i brukstadiet
Studenten skall efter genomgången kurs kunna:
- beskriva och förklara hur armerade betongtvärsnitt kan analyseras med hjälp av ekvivalenta betongtvärsnitt och visa hur denna beräkningsteknik kan härledas utgående från jämvikts- och deformationsvillkor under elastiska förhållanden.
- beskriva och förklara hur påkänningsfördelningen påverkas av betongens långtidsdeformationer.
- beskriva och förklara hur sprickbildning medför vidhäftningspåkänningar och glidning mellan betong och armering och hur sprickbredd är ett resultat av relativ glidning.
- beskriva och förklara hur sprickavstånd och sprickbredder kan kontrolleras genom armeringsinläggningen och i vilka situationer sprickkontroll erfordras.
- beskriva och förklara begreppen krympning och krypning samt hur dessa påverkar långtidsdeformationerna hos olika material.
- beskriva och förklara hur nedböjningen hos fritt upplagda balkar påverkas av krypning och krympning samt, för betong, böjsprickbildning och armeringens avkortning.
- beräkna påkänningar i betongtvärsnitt utsatta för böjning, dragkraft, tryckkraft och kombinationer av dessa när det gäller: oarmerade tvärsnitt, enkelarmerade tvärsnitt, armering i flera lager, dubbelarmerade tvärsnitt, rektangulär tryckzon, icke rektangulär tryckzon, korttids- eller långtidsrespons.
- beräkna sprickavstånd och sprickbredd i dragzonen hos böjda eller dragna konstruktionsdelar av armerad betong.
- uppskatta sprickrisker hos betongkonstruktioner och dimensionera minimiarmering för sprickbegränsning i övriga fall.
- beräkna nedböjningen för träbalkar med hänsyn till materialets krypning och inverkan av fukt.
- beräkna krökningen hos ospruckna och böjspruckna betongtvärsnitt med hänsyn till materialsamband samt betongens krympning och krypning samt göra förenklad beräkning av nedböjningen hos statiskt bestämda betongbalkar.
Pelare
Studenten skall efter genomgången kurs kunna:
- beskriva och förklara hur momentfördelningen i pelare påverkas av utböjningen och imperfektioner, och hur det inverkar på stabiliteten.
- beskriva och förklara hur materialegenskaper, slankhet och inspänningsförhållanden påverkar hållfastheten hos en träpelare.
- beskriva och förklara hur egenspänningar och plasticering påverkar hållfastheten hos en stålpelare.
- beskriva och förklara hur betongens sprickbildning, krypning och plasticering påverkar risken för instabilitet hos en armerad betongpelare.
- utforma, dimensionera och analysera pelare av trä, stål och armerad betong med hänsyn till andra ordningens effekter.
Examination
Konstruktionsuppgift
Konstruktionsuppgiften skall redovisas fortlöpande för respektive övningsledare. De finns schemalagda tillfälle för att redovisa de olika etapperna som konstruktionsuppgifter utgöras. Konstruktionsuppgiftsbetyg är godkänd/underkänd.
Fortlöpande konstruktionsuppgiftsredovisning krävs för att bli godkänd på den här kursdelen (Konstruktionsövning 3,0 hp).
Labbuppgift
Labbuppgiften skall redovisas för respektive övningsledare. Det finns ett schemalagda tillfälle för att redovisa uppgiften. Godkänd av labbuppgiften samt närvaro vid balkförsöket krävs för att bli godkänd på kursen (Konstruktionsteknik 4,5 hp – BOM340/ACE030).
Quiz
Quizen är ett frivilligt moment på kursen. I princip, om man inte vill få poäng från quizen, utförs de i anonym tävlingsform. Tvärtom om vill man få poäng från quizen tillagdas på slutbetyget, är det möjligt vid att utföra quizzen under sitt namn. I detta fall varje quiz lägger till tentamensbetyg upp till ett poäng, med maximalt av tre poäng (tre quiz). Quizbetyget är 0, 0.5, 0.75 eller 1, se nedanför rättningssystemet. Notera att mobiltelefon, surfplatta eller dator krävs för att delta. Ett pis tilldelas till quizvinnare!
Följande rättningssystem används:
|
Quizbetyg |
0 |
Om man får mindre än 40% av svararna rätt |
|
0,5 |
Om man får mellan 40% och 60% av svararna rätt |
|
|
0,75 |
Om man får mellan 60% och 80% av svararna rätt |
|
|
1 |
Om man får mer än 80% av svararna rätt |
*Quiz poäng kan inte användas för att godkända kursen.
Tentamen
Kursen i Konstruktionsteknik avslutas med skriftlig tentamen den 19 mars kl 8.30 - 13.30. Observera att tentamenstiden är förlängd.
Tentamen består både av teori/beskrivande uppgifter och problemlösning. Teoridelen genomförs med papper och penna (utan hjälpmedel). Uppgifterna fördelar sig enligt följande:
|
Hjälpmedel |
Uppgift nummer |
Typ av uppgift |
Poäng |
|
Teoridel, inga hjälp-medel |
1 |
Väljs ut bland bifogade inläsningsfrågor |
0-2 |
|
2 |
Väljs ut bland bifogade inläsningsfrågor |
0-2 |
|
|
3 |
Syntes av två eller flera av bifogade inläsningsfrågor |
0-2 |
|
|
4 |
Beskrivande uppgift om hur en konstruktion fungerar |
0-4 |
|
|
Problem-lösningsdel, hjälpmedel enligt nedan |
5 |
Lättare problemlösning |
0-4 |
|
6 |
Lättare problemlösning |
0-4 |
|
|
7 |
Svårare problemlösning |
0-4 |
|
|
8 |
Svårare problemlösning |
0-4 |
|
|
|
|
Max summa |
26 |
Innehåll i varje uppgift lottas. Det vill säga, vilka av inläsningsfrågorna som ingår och vad problemlösningarna behandlar bestäms genom lottning.
Tillåtna hjälpmedel på problemlösningsdelen är (teoridelen genomförs utan hjälpmedel)
Bärande konstruktioner – del 1, Rapport 2011:11, Chalmers, Konstruktionsteknik 2011.
Bärande konstruktioner – del 2, Rapport 2011:1, Chalmers, Konstruktionsteknik 2011.
Diverse utdrag för kursen Bärande konstruktioner BMT015, Chalmers, Konstruktionsteknik 2008
Matematiska tabeller, tabeller över elementarfall, läroböcker i hållfasthetslära och strukturmekanik.
Valfri räknare med tömt minne
Ej tillåtna hjälpmedel är exempelsamlingar och lösta exempel i någon form.
Följande rättningssystem används:
|
Beskrivning |
Poäng |
|
|
2 poäng uppgift |
4 poäng uppgift |
|
|
Ej behandlat, eller helt fel |
0 |
0 |
|
Behandlat, men svagt Ofullständigt, eller flera principfel |
0,5 |
1 |
|
Godkänt För lite, eller isolerat principfel |
1 |
2 |
|
Bra Tillräckligt, inte utan mindre anmärkningar |
1,5 |
3 |
|
Utmärkt Fullständigt och väl behandlat utan anmärkningar |
2 |
4 |
Normala betygsgränser på tentamen: 10-14,5 poäng 3
15-19,5 poäng 4
20-26 poäng 5
För betygen 4 och 5 krävs dessutom minst 3 poäng på minst ett av problemlösningstalen. Tentamensskrivningar förvaras två år på institutionen.
Länk till kursplanen i Studieportalen
Course summary:
| Date | Details | Due |
|---|---|---|