Faglig innhold

Emnet omhandler de krav vi må stille til sikkerhet for konstruksjoner og konstruksjonskomponenter. Kurset skal gi grunnleggende forståelse, ferdigheter og grunnkunnskaper for å evaluere sikkerhet og pålitelighet for konstruksjoner. Tema som inngår er: Praktisk anvendelse av sannsynlighetsteori – med probabilistisk representasjon av konstruksjonens laster og komponentenes motstand mot belastningen. Oppdatering med observert informasjon i probabilistisk modellering - Bayes teorem (sannsynlighets-oppdatering). Introduksjon til pålitelighetsanalyse og dens anvendelse i praktiske tekniske problemstillinger. Pålitelighet til konstruksjonsystemer. Sikkerhetskonseptet benyttet i prosjekteringsstandardene, kalibrering av sikkerhetsfaktorer. Sikkerhetsvurdering til eksisterende konstruksjoner. Forhold ved kvalitetskontroll. Undervisning og læring i kurset utnytter praktiske prosjekteringsoppgaver som utgangspunkt for å vise fagets teoretiske innhold, og dets aktualitet og anvendbarhet.

Læringsutbytte

Kunnskap

Studentene får innsikt i de generelle sikkerhetskravene som gjelder for konstruksjoner og infrastruktur, og lærer hvordan man kan vurdere om disse kravene er oppfylt i praksis. Emnet gir et teoretisk grunnlag for risikobasert prosjektering og introduserer de sannsynlighetsbaserte prinsippene som ligger til grunn for moderne standarder og regelverk.

Ferdigheter

Studentene skal kunne:

• Formulere og anvende enkle sannsynlighetsmodeller for relevante ingeniørfenomener.
• Trekke ut og behandle informasjon fra målinger og data, og integrere denne i eksisterende modeller.
• Definere uønskede hendelser (som svikt eller funksjonstap) i form av grenseverdier og beregne sannsynligheten for slike hendelser.
• Analysere systemeffekter og avhengigheter i konstruksjoners pålitelighet.
• Utføre pålitelighetsbasert kalibrering av prosjekteringsstandarder og vurdere sikkerhetsmarginer.
• Angripe avanserte og uvanlige ingeniørproblemer med en strukturert og kvantitativ tilnærming.

Digital kompetanse

Gjennom praktiske øvinger bruker studentene programmeringsverktøy (hovedsakelig Python) for å løse pålitelighetsrelaterte problemer. De får erfaring med optimalisering, Monte Carlo-simulering, iterative løsningsmetoder og grunnleggende objektorientert programmering. Det legges vekt på å bruke digitale verktøy både til beregning og til å utvikle forståelse og visualisering av usikkerhet i ingeniørmessige beslutninger.

Bærekraftskompetanse

Emnet gir studentene ferdigheter til å prosjektere konstruksjoner som er både sikre og ressurseffektive. Forståelsen av sammenhengen mellom sikkerhet, økonomi og miljø gir et grunnlag for balanserte og kunnskapsbaserte beslutninger i tråd med prinsippene for bærekraftig utvikling. Gjennom integrering av risikobasert prosjektering og sannsynlighetsbasert tenkning lærer studentene hvordan sikkerhet og bærekraft kan styrke hverandre i moderne ingeniørpraksis.

Læringsformer og aktiviteter

Emnet består av forelesninger, øvinger og veiledede regneøvinger. Læringsaktivitetene er nært knyttet til reelle problemstillinger innen konstruksjons- og byggteknikk, for eksempel gjennom diskusjon av sikkerhetsaspekter i typiske mekaniske problemer som studentene har møtt i emner som Mekanikk 1 og 2. Eksempler fra faktiske konsulentprosjekter vil også bli presentert og diskutert i forelesningene og øvingene.

Flere av øvingene bygger direkte på temaer fra tidligere mekanikkemner og viser hvordan usikkerhet og pålitelighet kan håndteres i praktisk ingeniøranalyse. Øvingene introduserer bruk av Python som verktøy for å løse mer krevende problemer relatert til vurdering av sikkerhet og pålitelighet.

Godkjente øvinger er en forutsetning for å kunne gå opp til den avsluttende skriftlige eksamenen.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

TMA4245 Statistikk, TKT4116 Mekanikk 1, TKT4122 Mekanikk 2, TBA4125 Prosjektering, TKT4240 Bygningsmaterialer.

Kursmateriell

Lærebok oppgis ved oppstart. Forelesningsnotater, kompendium.