Τεχνική Μηχανική - Στατική

(1) ΓΕΝΙΚΑ

(2) ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

(3) ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Μονάδες μέτρησης. Στατική του υλικού σημείου. Στερεά σώματα (ροπές, ζεύγη, και αναγωγή δυνάμεων και ροπών). Ισορροπία στερεών σωμάτων. Κέντρα βάρους. Ανάλυση φορέων. Δυνάμεις σε δοκούς και καλώδια. Τριβή.

Εργαστήρια: Επίλυση ισοστατικών δοκών και δικτυωμάτων με τη μέθοδο κόμβων, τομών Ritter και επαλήθευση με χρήση προγραμμάτων υπολογιστή. Επίλυση αξονικών φορτίσεων και εισαγωγή σε υπερστατικά προβλήματα και θερμοκρασιακές φορτίσεις. Σύνθετοι δοκοί και καλωδιοκατασκευές – σχοινοπολύγωνα. Μελέτη εσωτερικών εντατικών μεγεθών σε μια τομή δομικού στοιχείου.

(4) ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ – ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Διδακτέα Ύλη ανά Εβδομάδα (13 εβδομάδες) :

ΘΕΩΡΙΑ

1. Εισαγωγή στο μάθημα: Στην πρώτη ενότητα γίνεται μια αδρή περιγραφή του μαθήματος της στατικής και εισάγονται οι βασικές έννοιες του μαθήματος.
2. Μαθηματικό υπόβαθρο: Στην ενότητα αυτή γίνεται μια επανάληψη σε βασικές έννοιες των μαθηματικών που απαιτούνται για το μάθημα της στατικής (π.χ. στοιχεία διανυσματικού λογισμού).
3. Στατική του υλικού σημείου: Στην ενότητα αυτή εισάγεται η έννοια της στατικής του υλικού σημείου και παρουσιάζονται οι μονάδες μέτρησης των βασικών μεγεθών. Το διεθνές σύστημα μονάδων SI.
4. Στερεό σώμα: Στη συγκεκριμένη ενότητα γίνεται εισαγωγή στην έννοια του στερεού σώματος. Παρουσιάζεται το διάγραμμα ελευθέρου σώματος, τα διάφορα είδη στηρίξεων και οι συνθήκες ισορροπίας.
5. Δύναμη και ροπή: Η παρούσα ενότητα ασχολείται με τη σύνθεση και ανάλυση δυνάμεων και ροπών. Η έννοια της συνισταμένης δύναμης. Ζεύγη ροπών. Αναγωγή δυνάμεων και ροπών. Η έννοια της ροπής αδράνειας.
6. Εσωτερικά φορτία διατομής: Παρουσιάζονται οι σχέσεις μεταξύ εσωτερικών φορτίων διατομής και εξωτερικών φορτίων. Εντατικά μεγέθη κατασκευών. Διαγράμματα φορτίων διατομής N, Q, M.
7. Κέντρα βάρους: Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται μέθοδοι υπολογισμού του κέντρου βάρους. Κέντρα μάζας. Υπολογισμός του κέντρου βάρους γνωστών σχημάτων. Εύρεση των συντεταγμένων του κέντρου βάρους.
8. Απλοί φορείς: Παρουσιάζονται απλοί φορείς όπως για παράδειγμα ράβδοι, δοκοί, καλώδια. Ανάλυση φορέων. Υπολογισμός εσωτερικών δυνάμεων σε δοκούς.
9. Σύνθετοι φορείς: Παρουσιάζονται σύνθετοι φορείς όπως για παράδειγμα δικτυώματα και πλαίσια. Ανάλυση φορέων. Υπολογισμός εσωτερικών δυνάμεων.
10. Άλλα είδη φορέων: Εύκαμπτοι φορείς, ισοστατικοί φορείς, υπερστατικοί φορείς, μηχανισμοί. Ανάλυση φορέων. Υπολογισμός εσωτερικών δυνάμεων. Παραδείγματα εφαρμογής.
11. Οι έννοιες της τάσης και της παραμόρφωσης: Ορθή και διατμητική τάση, επιτρεπόμενες τάσεις, συντελεστής ασφάλειας. Η έννοια του τανυστή των τάσεων, εξισώσεις ισορροπίας, μετασχηματισμοί τάσεων. Η έννοια της παραμόρφωσης, ορθής και διατμητικής.
12. Τριβή: Εισαγωγή στην τριβή ολίσθησης και στη στατική τριβή. Παραδείγματα εφαρμογής.
13. Αρχή των δυνατών έργων: Στην ενότητα αυτή περιγράφεται συνοπτικά η αρχή των δυνατών έργων. Εισάγεται η έννοια των δυνατών μετατοπίσεων και η έννοια του δυνατού έργου. Παρουσιάζονται εφαρμογές στον υπολογισμό φορέων και μηχανισμών.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

• 1η και 2η εβδομάδα: Συμπεριφορά ισοστατικών δοκών υπό την επίδραση συγκεντρωμένων και κατανεμημένων φορτίων.
• 3η και 4η εβδομάδα: Μελέτη ισοστατικών δικτυωμάτων με διάφορες μεθόδους (π.χ. μέθοδος κόμβων, μέθοδος τομών Ritter κλπ) και επαλήθευση με Η/Υ. Τεχνικές παρακολούθησης κατασκευών.

ΑΝΑΘΕΣΗ ΠΡΩΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ

• 5η και 6η εβδομάδα: Αξονικές φορτίσεις, υπερστατικά προβλήματα, θερμοκρασιακές φορτίσεις.
• 7η και 8η εβδομάδα: Σύνθετοι φορείς (π.χ. ιστός στηριγμένος με καλώδια). Επαλήθευση με χρήση προγραμμάτων Η/Υ.

ΑΝΑΘΕΣΗ ΔΕΥΤΕΡΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ

• 9η και 10η εβδομάδα: Καλωδιοκατασκευές – σχοινοπολύγωνα.
• 11η και 12η εβδομάδα: Μελέτη εσωτερικών εντατικών μεγεθών που αναπτύσσονται σε μία τομή ενός δομικού στοιχείου.
• 13η εβδομάδα: Ειδικά θέματα (π.χ. ισορροπία στοίβας στερεών σωμάτων)

(5) ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

(6) ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Προτεινόμενα μέσω Εύδοξου
Beer Ferdinand P., Johnston Russell E., Mazurek F. David. Στατική. Τζιόλας, Εκδ. 11η, 2017
Π. Βουθούνης, Στατική, Έκδοση Βουθούνη Α., 7η εκδ. 2020.
S. Timoshenko. Στατική, Τεχνική Μηχανική, Τόμος 1, Εκδ. Φούντα 2006

Επιπλέον βιβλία
Στατική των κατασκευών: Θεμελιώδεις αρχές και ισοστατικοί φορείς, Ιωάννης Ε. Αβραμίδης, Εκδόσεις Σοφία A.E.
Στατική Ι, Εμμανουήλ Ε. Γδούτος, Εκδόσεις Συμμετρία
Στατική των γραμμικών φορέων, Θωμάς Ν. Βαλιάσης, Εκδόσεις Ζήτη
Θεωρία και προβλήματα στη στατική και μηχανική των υλικών, William A. Nash, Εκδόσεις Τζιόλα
Εφαρμοσμένη στατική, Walter Wagner, Εκδόσεις Κλειδάριθμος