Βασικές έννοιες της Μηχανικής του συνεχούς μέσου. Μη γραμμικές σχέσεις ανηγμένων παραμορφώσεων Green Lagrange. Τάσεις Gauchy, Piola-Kirchhoff. Ολικές και προσαρμοστικές διατυπώσεις κινήσεως Lagrange. Μη γραμμική διατύπωση της αρχής των δυνατών έργων, γραμμικοποίηση των εξισώσεων ισορροπίας. Επαυξητικές-επαναληπτικές μέθοδοι επιλύσεως των μη γραμμικών εξισώσεων. Η Μέθοδος Newton-Raphson, η έρευνα γραμμής και η μέθοδος μήκους τόξου για την υπερπήδηση οριακών σημείων του δρόμου ισορροπίας φορτίου-μετατόπισης. Πεπερασμένα στοιχεία με γεωμετρική μη γραμμικότητα. Ισοπαραμετρικά στοιχεία μετατοπίσεως συνεχούς μέσου - δικτυώματος, επίπεδης και τριδιάστατης ελαστικότητας. Δομητικά στοιχεία-δοκού, πλάκας, κελύφους. Μη γραμμικότητα του υλικού. Αλγόριθμος ολοκλήρωσης Euler των επαυξητικών σχέσεων τάσεως- ανηγμένης παραμόρφωσης. Εφαπτομενικά και συνεπή καταστατικά μητρώα. Ελαστοπλαστικά μητρώα στιβαρότητας ισοπαραμετρικού στοιχείου επίπεδης έντασης και στοιχείου δοκού -με τις θεωρίες Kirchhoff και Timoshenko. Εφαπτόμενο ελαστοπλαστικό μητρώο στιβαρότητας εκφυλισμένου ισοπαραμετρικού στοιχείου κελύφους. Εφαρμογές μη γραμμικής ανάλυσης ραβδωτών και επιφανειακών φορέων με εμπορικούς κώδικες πεπερασμένων στοιχείων.
Ελαστο-πλαστική ανάλυση των τάσεων και παραμορφώσεων γύρω απο κυκλική σήραγγα (καμπύλες σύγκλισης – αποτόνωσης). Ανάλυση της επιρροής του μετώπου εκσκαφής (καμπύλες Panet) – μέθοδος χαλάρωσης της βραχόμαζας. Αρχές των υπολογιστικών μεθόδων ανάλυσης των υπογείων έργων (προσομοίωση του τριδιάστατου προβλήματος σε δύο διαστάσεις). Υπολογιστική ανάλυση της διάνοιξης και προσωρινής υποστήριξης υπογείων έργων (τμηματική εκσκαφή της διατομής, μέτρα προσωρινής υποστήριξης). Ανάλυση της φόρτισης της τελικής επένδυσης υπογείων έργων.
Η BEM για το πρόβλημα επίπεδης ελαστικότητας. Εξισώσεις επίπεδης ελαστικότητας. Η ταυτότητα αμοιβαιότητας του Betti. Θεμελιώδης λύση των εξισώσεων Navier. Πεδίο τάσεων συνεπεία μοναδιαίας συγκεντρωμένης δυνάμεως. Ολοκληρωτική παράσταση της λύσης. Αριθμητική επίλυση των συνοριακών ολοκληρωτικών εξισώσεων και προγραμματισμός της μεθόδου σε γλώσσα FORTRAN. Εφαρμογές (δίσκοι, επίπεδη παραμόρφωση). Η BEM για το πρόβλημα της πλάκας. Εξίσωση της πλάκας και συνοριακές συνθήκες. Η ταυτότητα αμοιβαιότητας για το διαρμονικό τελεστή και η γενικευμένη ταυτότητα Rayleigh-Green. Η θεμελιώδης λύση της διαρμονικής εξισώσεως και η ολοκληρωτική παράσταση της λύσης της εξισώσεως της πλάκας. Οι συνοριακές ολοκληρωτικές εξισώσεις. Αριθμητική επίλυση των συνοριακών ολοκληρωτικών εξισώσεων και προγραμματισμός της μεθόδου σε γλώσσα FORTRAN. Εφαρμογές. Η ΒΕΜ για μη γραμμικά και δυναμικά προβλήματα.
Επιταχυνσιόμετρα, Ηλεκτομηκυνσιόμετρα, Λοιποί αισθητήρες, Συστήματα συλλογής δεδομένων, Πειράματα σε κατασκευές υπό κλίμακα, Πειράματα με χρήση του σεισμικού προσομοιωτήρα, πειράματα με την ψευδοδυναμική μέθοδο, Ανάλυση των καταγραφών α) στο πεδίο του χρόνου, β) στο πεδίο των συχνοτήτων, Μετρήσεις δυναμικών χαρακτηριστικών κτηρίων.
Στοιχεία συμπεριφοράς και ανάλυσης φορέων με έντονες γεωμετρικές μη γραμμικότητες - στατική και δυναμική συμπεριφορά μεμονωμένων καλωδίων, δικτύων καλωδίων και μεμβρανών - υλικά για εφελκυόμενες κατασκευές - αναλυτικές μέθοδοι (ακριβείς και προσεγγιστικές) - αριθμητικές μέθοδοι (πεπερασμένα στοιχεία, τεχνικές διαταραχών και σταδιακής επιβολής φορτίου, αριθμητική ολοκλήρωση με επαναλήψεις Newton Raphson) - επιρροή της γεωμετρίας και της προέντασης - σχεδιασμός κατασκευών που αποτελούνται κυρίως από εφελκυόμενα μέλη (συρματόσχοινα, καλώδια ανάρτησης, ανηρτημένες και καλωδιωτές γέφυρες, καλωδιωτοί ιστοί, προεντεταμένες μεμβράνες και δίκτυα καλωδίων, τέντες και ανηρτημένες στέγες, εφελκυόμενα υαλοπετάσματα, θαλάσσιες κατασκευές, όπως θαλάσσιες εξέδρες και κυματοθραύστες, καθώς και κατασκευές υποστηριζόμενες από πεπιεσμένο αέρα).
Προγραμματισμός αναπτυξιακών τεχνικών έργων. Διαδικασίες μελέτης/κατασκευής/επίβλεψης. Ολική ποιότητα και περιβαλλοντικός σχεδιασμός. Χάραξη και επιλογή ανοιγμάτων γέφυρας. Μορφολογία, συστήματα γεφυρών από σκυρόδεμα και χάλυβα. Δράσεις σε οδικές και σιδηροδρομικές γέφυρες και πεζογέφυρες. Καλωδιωτές γέφυρες. Αεροδυναμική ευστάθεια γεφυρών. Ορθρότροπες πλάκες γεφυρών. Κόπωση χαλύβδινων γεφυρών. Εφέδρανα και αρμοί διαστολής γεφυρών. Υπολογισμός ακροβάθρων/μεσοβάθρων και της προστασίας έναντι υποσκαφής. Ειδικοί υπολογισμοί γεφυρών από Ω.Σ. (πλακογέφυρες, πλακοδοκοί, κιβώτια). Αντισεισμικός σχεδιασμός γεφυρών. Σχεδιασμός έναντι περιβαλλοντικών δράσεων. Σύγχρονες κατασκευαστικές μέθοδοι.
Βασικές έννοιες. Προβλήματα βέλτιστης διαστασιολόγησης, βέλτιστου σχήματος, βελτιστης τοπολογίας ραβδωτών και επιφανειακών κατασκευών. Μεταβλητές σχεδιασμού, κριτήρια βέλτιστου σχεδιασμού, περιορισμοί. Συνεχή προβλήματα. Μέθοδοι μαθηματικού προγραμματισμού. Μαθηματική διατύπωση. Γραμμικός προγραμματισμός, μέθοδος Simplex - άλλες μέθοδοι. Μη-Γραμμικός προγραμματισμός. Προσεγγιστικές μέθοδοι επίλυσης μη-γραμμικών προβλημάτων μαθηματικού προγραμματισμού - αριθμητικές μέθοδοι. Αρχή Δυϊσμού. Κριτιριακές μέθοδοι βελτιστοποίησης. Μέθοδος πλήρως εντεινόμενου σχεδιασμού. Εφαρμογές με χρήση έτοιμων υποπρογραμμάτων. Ανάλυση ευαισθησίας, προσεγγιστικές μέθοδοι. Ακρίβεια και αξιοπιστία μεθόδων ανάλυσης ευαισθησίας. Ανάλυση ευαισθησίας ραβδωτών και επιφανειακών φορέων που αναλύονται με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. `Αμεση μέθοδος υπολογισμού ευαισθησιών. Συζυγής μέθοδος σχήματος. Εφαρμογές με το πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων NASTRAN. Διακριτά προβλήματα βελτιστοποίησης. Αναφορά σε βασικά προβλήματα ακέραιου προγραμματισμού. Δυναμικός προγραμματισμός, απλές εφαρμογές. Γενετικοί αλγόριθμοι - εξελικτικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης. Εφαρμογές σε δομοστατικά προβλήματα.
Ταλάντωση μονοβάθμιου ταλαντωτή με διέγερση στην βάση, ελαστικά φάσματα απόκρισης, Διάδοση σεισμικών (P, S, Rayleigh, Love) κυμάτων σε ομοιογενές και ανομοιογενές έδαφος, Αντισεισμικός σχεδιασμός υπογείων σηράγγων και αγωγών έναντι σεισμικών κυμάτων και μονίμων μετατοπίσεων του εδάφους, Εδαφική ενίσχυση (ή απομείωση) του σεισμικού κραδασμού με αναλυτικές και αριθμητικές επιλύσεις. Εξάσκηση στο πρόγραμμα Η/Υ SHAKE. Επίδραση της τοπογραφίας, Αντισεισμικός σχεδιασμός τοίχων αντιστηρίξεως κατά Mononobe-Okabe (ψευδοστατικός υπολογισμός) και κατά Richard-Elms (επιτρεπομένων μετατοπίσεων), Ρευστοποίηση, με έμφαση στις μεθόδους ελέγχου καθώς και στις συνέπειες για έργα Πολιτικού Μηχανικού. Περιγραφή μεθόδων βελτίωσης του εδάφους και μέτρων αντιμετώπισης των συνεπειών της ρευστοποίησης, Μικροζωνικές μελέτες σεισμικής επικινδυνότητας, με έμφαση στις βασικές αρχές και τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Παρουσίαση παραδειγμάτων από τον ελληνικό χώρο.
Τυπικές ζημιές των κατασκευών από σεισμούς και ερμηνεία τους. Συσχέτιση τους με τον σεισμικό κραδασμό και τα χαρακτηριστικά της κατασκευής. Ανάλυση της λειτουργίας των βασικών κατασκευαστικών στοιχείων και μελών κατασκευών ανάλογα με το υλικό. Συσχέτιση της λειτουργίας των στοιχείων αυτών με την απόσβεση και την ακαμψία. Επιρροή της θέσης και λειτουργίας των διαφόρων μελών στην τελική σεισμική συμπεριφορά των κατασκευών. Κριτήρια επιλογής θέσεων, είδους και λειτουργίας μελών. Προσομοίωση των κατασκευών, ανάλογα με το υλικό, τη λειτουργία του μέλους και τη γεωμετρία της κατασκευής.
- Χρονικός & οικονομικός προγραμματισμός έργων (μέθοδοι δικτυωτής ανάλυσης, επαναληπτικά έργα, εξομάλυνση πόρων, μέθοδος δεδουλευμένης αξίας).
- Εφαρμογές πληροφορικής στη διαχείριση τεχνικών έργων (διαχείριση εγγράφων & σχεδίων, BIM, GIS)
- Λογισμικό για την Υγιεινή & την Ασφάλεια τεχνικών έργων
- Πρότυπα διαχείρισης έργων (PM2, IPMA, PMI, SCRUM, KANBAN, ISO21500)
- Εκμάθηση λογισμικού MS-Project
- Σχεδιασμός σχεσιακών βάσεων δεδομένων - Κανονικοποίηση σε 3ΚΜ - πρακτικές εφαρμογές.
- Χρήση Excel στη διαχείριση τεχνικών έργων (προχωρημένες συναρτήσεις & τεχνικές
- Project Planning & Scheduling (network analysts, repetitive projects, resource levelling, earned value method).
- IT applications in Construction Management (Document Control, BIM, GIS)
- IT applications in Health & Safety
- Project Management Standards (PM2, IPMA, PMI, SCRUM, KANBAN, ISO21500)
- MS-Project
- Relational Database Design- Normalization in 3NF- applications.
- Application of Excel in Construction Managemet (advanced functions & techniques)