Σιδηρές Κατασκευές Ι

Απαιτούμενες Γνώσεις

Βασικές γνώσεις μηχανικής, αντοχής υλικών και στατικής.

Κεφάλαια Μαθήματος

#	Τίτλος	Διδακτέα Ύλη	Ώρες
1	Εισαγωγή	Στόχοι και διαδικαστικά θέματα του μαθήματος, φάσεις εργασίας δομοστατικού μηχανικού σε μεταλλικές κατασκευές, τύποι δομικών έργων από χάλυβα, μέθοδοι παραγωγής δομικού χάλυβα, θερμή έλαση, πρότυπες διατομές, σχήματα διατομών, πίνακες πρότυπων διατομών, ψυχρή έλαση, λεπτότοιχες διατομές, χαλυβδόφυλλα, συγκολλητές διατομές, στάδια υλοποίησης έργων από χάλυβα, βιομηχανοποίηση, ανέγερση, μηχανικές ιδιότητες χάλυβα, ποιότητες χάλυβα, σύγκριση δομικών υλικών, πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα χάλυβα, ο ρόλος των κανονισμών, περί Ευρωκωδίκων και ΕΚ3, οριακές καταστάσεις αστοχίας και λειτουργικότητας, δράση, αντοχή, επιμέρους συντελεστές φορτίων και υλικών, φορτία, συνδυασμοί φορτίων.	1Χ5=5
2	Εφελκυόμενα μέλη	Παραδείγματα από την πράξη, μηχανική συμπεριφορά, αντοχή πλήρους διατομής σε διαρροή, αντοχή απομειωμένης διατομής σε θραύση, τελική αντοχή κατά ΕΚ3, έλεγχος ολκιμότητας, κοχλιώσεις ζιγκ-ζαγκ, κρίσιμη απομειωμένη διατομή, έκκεντρα συνδεόμενα μέλη. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5
3	Απλές κοχλιωτές και συγκολλητές συνδέσεις	Παραδείγματα από την πράξη, γενικά περί μέσων σύνδεσης, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κοχλιώσεων/συγκολλήσεων, επιλογή κατάλληλου τρόπου σύνδεσης με κριτήρια την θέση εκτέλεσης και τις δυνατότητες μεταφοράς και ανέγερσης, γεωμετρία κοχλιών, ποιότητες κοχλιών, όρια αποστάσεων, μηχανική συμπεριφορά απλών διατεμνόμενων κοχλιών, διάτμηση κορμού, σύνθλιψη άντυγας οπής, μονότμητοι και πολύτμητοι κοχλίες, εφελκυόμενοι κοχλίες, κοχλίες υπό διάτμηση και εφελκυσμό, διατάξεις ΕΚ3, κοχλιώσεις μεγάλου μήκους, έλεγχος ολκιμότητας, τεχνολογία συγκολλήσεων, τύποι συγκολλήσεων (εξωραφές – εσωραφές πλήρους/μερικής διείσδυσης), σφάλματα συγκολλήσεων, έλεγχοι ποιότητας συγκολλήσεων, υπολογισμός αντοχής, διατάξεις ΕΚ3, συγκολλήσεις μεγάλου μήκους. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5
4	Μέλη υπό αξονική θλίψη	Παραδείγματα από την πράξη, μηχανική συμπεριφορά, πιθανοί μηχανισμοί αστοχίας (διαρροή, καμπτικός λυγισμός, τοπικός λυγισμός), ανάγκη διατύπωσης εξισώσεων στην παραμορφωμένη γεωμετρία, διαφορική εξίσωση καμπτικού λυγισμού, κρίσιμα φορτία λυγισμού, ιδιομορφές λυγισμού, έννοια πλευρικής εξασφάλισης, αλληλεπίδραση διαρροής και λυγισμού, επιρροή αρχικών ατελειών, καμπύλες λυγισμού, αντοχή θλιβόμενου μέλους κατά ΕΚ3, λυγισμός περί ισχυρό και ασθενή άξονα, τοπικός λυγισμός, κατάταξη διατομών θλιβομένων μελών σε κατηγορίες, επιρροή συνοριακών συνθηκών, ισοδύναμο μήκος λυγισμού, λυγισμός υποστυλωμάτων πλαισίων. Παραδείγματα εφαρμογής.	2Χ5=10
5	Πλευρικώς εξασφαλισμένα μέλη υπό εγκάρσια φορτία	Παραδείγματα από την πράξη, μηχανική συμπεριφορά, κάμψη και διάτμηση, έννοιες ροπής αδράνειας, ελαστικής ροπής αντίστασης και επιφάνειας διάτμησης, πλεονεκτικά σχήματα διατομών και ορθός προσανατολισμός, ελαστικός έλεγχος, αλληλεπίδραση κάμψης/διάτμησης, ισοδύναμες τάσεις von Mises, έλεγχοι λειτουργικότητας, ελαστοπλαστική συμπεριφορά μέλους υπό εγκάρσια φορτία, πλαστικός έλεγχος, διατάξεις ΕΚ3, τοπικός λυγισμός καμπτόμενων μελών και κατάταξη διατομών κατά ΕΚ3. Παραδείγματα εφαρμογής.	2Χ5=10
6	Στρέψη και στρέβλωση	Παραδείγματα από την πράξη, κέντρο διάτμησης διατομών, τρόποι αντιμετώπισης στρέψης, μηχανική συμπεριφορά ράβδου κυκλικής διατομής υπό ροπή στρέψης, σταθερά στρέψης, συμπεριφορά κλειστών διατομών, καθαρή στρέψη ή στρέψη St. Venant, συμπεριφορά ανοικτών διατομών, στρέβλωση, ένταση λόγω στρέβλωσης, διαφορική εξίσωση στρέψης/στρέβλωσης, διατάξεις ΕΚ3. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5
7	Πλευρικώς μη εξασφαλισμένα μέλη υπό εγκάρσια φορτία	Έννοια και μηχανισμός ανάπτυξης πλευρικού λυγισμού, συμπεριφορά κλειστών και ανοικτών διατομών, διαφορική εξίσωση πλευρικού λυγισμού, ελαστική κρίσιμη ροπή πλευρικού λυγισμού, επιρροή σχήματος διαγράμματος ροπών κάμψης, θέσης εφαρμογής φορτίου και συνοριακών συνθηκών, διατάξεις ΕΚ3, πλευρικές εξασφαλίσεις. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5
8	Διατομές υπό σύνθετη εντατική κατάσταση	Παραδείγματα από την πράξη, είδη τάσεων που παράγει κάθε εντατικό μέγεθος, επαλληλία τάσεων και ελαστική αλληλεπίδραση, πλαστική αλληλεπίδραση αξονικής δύναμης, τεμνουσών δυνάμεων και καμπτικών ροπών για διάφορα σχήματα διατομών, διαγράμματα αλληλεπίδρασης, διατάξεις ΕΚ3. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5
9	Μέλη υπό σύνθετη εντατική κατάσταση	Παραδείγματα από την πράξη, πιθανές μορφές αστοχίας μελών υπό αξονική θλίψη και ροπή κάμψης (διαρροή, καμπτικός λυγισμός περί ισχυρό/ασθενή άξονα, τοπικός λυγισμός, στρεπτοκαμπτικός λυγισμός), αλληλεπίδραση αξονικής θλίψης και ροπής κάμψης, διαφορική εξίσωση ισορροπίας, συντελεστής ελαστικής αλληλεπίδρασης, διατάξεις ΕΚ3. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5
10	Μόρφωση τυπικών μονόροφων μεταλλικών υποστέγων	Παραδείγματα από την πράξη, γεωμετρία, κύρια δομικά μέλη (κύριοι φορείς, σύνδεσμοι δυσκαμψίας, μηκίδες, τεγίδες, κεφαλοδοκοί, μετωπικά υποστυλώματα) και ρόλος τους, μηχανισμοί παραλαβής φορτίων, συνήθεις διατομές και προσανατολισμός τους, τυπικές συνδέσεις. Παραδείγματα εφαρμογής.	1Χ5=5

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:

• Κατανοούν τη μηχανική συμπεριφορά ραβδωτών χαλύβδινων δομικών μελών και των μεταξύ τους συνδέσεων.
• Αναγνωρίζουν τους πιθανούς μηχανισμούς αστοχίας τους.
• Ελέγχουν την επάρκειά τους και πραγματοποιούν τη διαστασιολόγησή τους κατά Ευρωκώδικα 3.
• Αντιλαμβάνονται το στατικό σύστημα απλών χαλύβδινων δομικών έργων (βιομηχανικά υπόστεγα, πεζογέφυρες).

Μέθοδοι και Μέσα Διδασκαλίας και Μάθησης

Μέθοδοι Διδασκαλίας	- Διαλέξεις στην τάξη. - Επίλυση στην τάξη απλών παραδειγμάτων. Σε κάθε ενότητα του μαθήματος αναλύεται αρχικά το θεωρητικό υπόβαθρο, σύμφωνα με τη θεωρία της μηχανικής και αντοχής των υλικών, και στη συνέχεια παρουσιάζονται οι απαιτούμενοι έλεγχοι επάρκειας σύμφωνα με τις ισχύουσες κανονιστικές διατάξεις του Ευρωκώδικα 3. Δίνεται έμφαση στη συσχέτιση θεωρητικού υποβάθρου και κανονιστικών διατάξεων, έτσι ώστε οι σπουδαστές να μπορούν εύκολα να προσαρμοστούν σε μελλοντικές τροποποιήσεις των κανονισμών. Παρουσιάζονται επίσης τεχνολογικά και κατασκευαστικά θέματα και επιλύονται αριθμητικές εφαρμογές, εμπνευσμένες από πραγματικά έργα, κυρίως βιομηχανικά υπόστεγα και μεταλλικές πεζογέφυρες.
Μέσα διδασκαλίας	Διαφάνειες Power Point. Συμπληρωματικά στοιχεία στον πίνακα.
Ασκήσεις - Εφαρμογές	NAI

Αξιολόγηση Επίδοσης

• Τελική γραπτή εξέταση: 70%
• Ενδιάμεση πρόοδος: 30%

Συγγράμματα - Βιβλιογραφία

• Ι. Βάγιας, Ι. Ερμόπουλος, Γ. Ιωαννίδης, «Σχεδιασμός δομικών έργων από χάλυβα με παραδείγματα εφαρμογής», Εκδ. Κλειδάριθμος, Αθήνα, 2005.
• Ι. Βάγιας, Χ. Γαντές, Ι. Ερμόπουλος, Γ. Ιωαννίδης, «Παραδείγματα εφαρμογής σε ειδικά θέματα μεταλλικών κατασκευών», Εκδ. Κλειδάριθμος, Αθήνα, 2013.
• Εκπαιδευτικό υλικό στην ιστοσελίδα του μαθήματος.

Διδασκαλία:

• Πέμπτη, 10:45 – 12:30,
  Αίθουσες:
  • Ζ. Κτ. 1 Πολ., Αιθ. 12
• Παρασκευή, 09:45 – 12:30,
  Αίθουσες:
  • Ζ. Κτ. 1 Πολ., Αιθ. 1
  • Ζ. Κτ. 1 Πολ., Αιθ. 7