Statics استاتيک
|
Instructor: Dr. Kaveh Karami
Level: Undergraduate
Prerequisites: General
Mathematics I
Credits: 3
Department: Civil Engineering
|
مدرس: دکتر
کاوه کرمی
مقطع: کارشناسی
پیشنیاز: رياضی
عمومی I
تعداد واحد: 3
گروه آموزشی:
مهندسی عمران
|
معرفی درس استاتيک درس
استاتیک بهعنوان اولین درس تخصصی در رشته مهندسی عمران، پایههای اساسی
تفکر تحلیلی مهندسی را در زمینه رفتار اجسام تحت اثر نیروها بنا مینهد.
هدف اصلی این درس، آموزش مفاهیم تعادل و پایداری ذرات و اجسام صلب و ایجاد
توانایی تجزیه و تحلیل سیستمهای نیرویی در حالت سکون است. درک عمیق مطالب
این درس، پیشنیاز ضروری برای موفقیت در دروس بعدی نظیر مقاومت مصالح،
تحلیل سازهها، دینامیک و مهندسی زلزله محسوب میشود.
در این درس،
ابتدا مفاهیم بنیادی مکانیک مهندسی و اهداف علم استاتیک معرفی میشود و
سپس استاتیک ذرات در حالتهای دوبعدی و سهبعدی مورد بررسی قرار میگیرد.
دانشجویان با شرایط تعادل ذرات و اجسام صلب، سیستمهای نیرویی معادل، و
نحوه تحلیل تعادل در سازهها آشنا میشوند. تشخیص سازههای پایدار،
ناپایدار، معین و نامعین استاتیکی از بخشهای کلیدی این درس است که نقش
مهمی در تحلیل صحیح سیستمهای سازهای دارد.
در ادامه، مباحث
کاربردیتری نظیر خواص هندسی سطوح، تعیین مرکز هندسی و مرکز ثقل، ممانهای
اینرسی سطح، نیروهای گسترده و قضیه پاپوس–گلدینیوس ارائه میگردد. همچنین
تحلیل سازههای ساده شامل خرپاها، قابها و تیرها معرفی شده و مفاهیم
نیروهای داخلی، نمودارهای نیروی برشی و لنگر خمشی بهصورت نظاممند بررسی
میشود.
Course Description of Statics Statics
is the first core engineering course in Civil Engineering and forms the
foundation of engineering analysis and reasoning. The primary objective
of this course is to develop students’ ability to analyze the
equilibrium and stability of particles and rigid bodies subjected to
various force systems. A solid understanding of statics is essential
for subsequent courses such as Mechanics of Materials, Structural
Analysis, Dynamics, and Earthquake Engineering.
The
course begins with an introduction to engineering mechanics and the
objectives of statics, followed by the study of particle statics under
two-dimensional and three-dimensional force systems. Conditions of
equilibrium for particles and rigid bodies are systematically
developed. Students learn how to identify stable, unstable, statically
determinate, and statically indeterminate structures, which is a
critical skill in structural engineering.
Further
topics include the geometric properties of areas, determination of
centroids and centers of gravity, moments of inertia, distributed
forces, and the Pappus–Guldinus theorems. The course also introduces
the analysis of basic structural systems such as trusses, frames, and
beams, along with internal force concepts and shear force and bending
moment diagrams.
اهداف
آموزشی درس
این درس، دانشجو را برای ورود به تحلیل مهندسی
سازهها با دیدی دقیق، منظم و مبتنی بر اصول مکانیک آماده میسازد.
Learning Outcomes
Through
these topics, students acquire the analytical tools and conceptual
framework necessary for advanced studies in engineering mechanics and
structural analysis.
مباحث مورد بررسی:
1. مقدمه : علم مکانیک
و مکانیک مهندسی ، اهداف استاتیک
2. استاتیک ذرات،
نیروهای واقع در صفحه، نیروهای واقع در فضا
3. تعادل ذرات
4. استاتیک اجسام
صلب، سیستم نیروهای معادل
5. تعادل اجسام صلب،
شناسایی سازه های پایدار، ناپایدار، معین و نامعین استاتیکی
6. خواص هندسی سطوح:
تعیین مرکز هندسی سطوح، مرکز ثقل، فضیه پاپبوس.- گلدینیوس
7. نیروهای گسترده
8. تحلیل سازه ها:
خرپاها و قابها
9. معرفی نیروهای
داخلی در سازههای معین استاتیکی
10. تحلیل تیرها:
نمودارهای نیروی برشی و 11.خواص هندسی
سطوح: تعیین ممان اینرسی سطح
Course Topics:
1. Introduction:
mechanics and engineering mechanics; objectives and scope of statics.
2. Statics of
Particles: forces acting in a plane; forces acting in three-dimensional space.
3. Equilibrium of
Particles.
4. Statics of
Rigid Bodies: equivalent force systems.
5. Equilibrium of
Rigid Bodies: identification and classification of structures as stable,
unstable, statically determinate, and statically indeterminate.
6. Geometric
Properties of Areas: determination of centroids and centers of gravity;
Pappus–Guldinus theorems.
7. Distributed
Forces.
8. Structural
Analysis: trusses and frames.
9. Introduction to
Internal Forces in Statically Determinate Structures.
10. Beam Analysis: shear force and bending moment diagrams. 11. Geometric
Properties of Areas: determination of area moments of inertia.
References
1. Beer, Ferdinand
P., Johnston, E. Russell Jr. and Eisenberg, Elliot R. (2007) Vector
Mechanics for Engineers: Statics 8th Edn., McGraw Hill
Companies Inc. 2. Meriam,
J.L. and Karige, L.G. (2002) Engineering Mechanics: Statics 5th
Edn, John Wiley & Sons Inc.
Lectures & Homeworks:
|