GATE Lehrplan für Bauingenieurwesen

Betreff: CE

Kursstruktur

Abschnitte / Einheiten	Themen
Section A	Engineering Mathematics
Einheit 1	Lineare Algebra
Einheit 2	Infinitesimalrechnung
Einheit 3	Gewöhnliche Differentialgleichung (ODE)
Einheit 4	Partielle Differentialgleichung (PDE)
Teil 5	Wahrscheinlichkeit und Statistik
Einheit 6	Numerische Methoden
Section B	Structural Engineering
Einheit 1	Technische Mechanik
Einheit 2	Feste Mechanik
Einheit 3	Strukturanalyse
Einheit 4	Baustoffe und Management
Teil 5	Konkrete Strukturen
Einheit 6	Stahlgerüst
Section C	Geotechnical Engineering
Einheit 1	Bodenmechanik
Einheit 2	Grundbau
Section D	Water Resources Engineering
Einheit 1	Strömungsmechanik
Einheit 2	Hydraulik
Einheit 3	Hydrologie
Einheit 4	Bewässerung
Section E	Environmental Engineering
Einheit 1	Wasser und Abwasser
Einheit 2	Luftverschmutzung
Einheit 3	Kommunale feste Abfälle
Einheit 4	Lärmbelästigung
Section F	Transportation Engineering
Einheit 1	Verkehrsinfrastruktur
Einheit 2	Straßenbeläge
Einheit 3	Verkehrstechnik
Section G	Geomatics Engineering

Lehrplan

Section A: Engineering Mathematics

Unit 1: Linear Algebra

• Matrixalgebra
• Lineare Gleichungssysteme
• Eigenwerte und Eigenvektoren

Unit 2: Calculus

• Funktionen einer einzelnen Variablen
• Grenze, Kontinuität und Differenzierbarkeit
• Mittelwertsätze
• Lokale Maxima und Minima
• Taylor und Maclaurin Serien
• Bewertung bestimmter und unbestimmter Integrale
• Anwendung eines bestimmten Integrals, um Fläche und Volumen zu erhalten
• Teilderivate
• Gesamtderivat
• Gradient
• Divergenz und Curl
• Vektoridentitäten
• Richtungsableitungen
• Line
• Oberflächen- und Volumenintegrale
• Stokes
• Theoreme von Gauß und Green

Unit 3: Ordinary Differential Equation (ODE)

• Gleichungen erster Ordnung (linear und nichtlinear)
• lineare Gleichungen höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten
• Euler-Cauchy-Gleichungen
• Laplace-Transformation und ihre Anwendung bei der Lösung linearer ODEs
• Anfangs- und Randwertprobleme

Unit 4: Partial Differential Equation (PDE)

• die Fourierreihe

• Trennung von Variablen

• Lösungen der eindimensionalen Diffusionsgleichung

• Eindimensionale Wellengleichung erster und zweiter Ordnung und zweidimensionale Laplace-Gleichung.

Unit 5: Probability and Statistics

• Definitionen von Wahrscheinlichkeits- und Stichprobensätzen
• Bedingte Wahrscheinlichkeit
• Diskrete Zufallsvariablen
• Poisson- und Binomialverteilungen
• Kontinuierliche Zufallsvariablen
• Normal- und Exponentialverteilungen
• Beschreibende Statistik - Mittelwert, Median, Modus und Standardabweichung
• Hypothesentest

Unit 6: Numerical Methods

• Genauigkeit und Präzision; Fehleranalyse
• Numerische Lösungen linearer und nichtlinearer algebraischer Gleichungen
• Annäherung an das kleinste Quadrat
• Newtonsche und Lagrange-Polynome
• numerische Differenzierung
• Integration nach Trapez- und Simpson-Regel
• Ein- und mehrstufige Methoden für Differentialgleichungen erster Ordnung

Section B: Structural Engineering

Unit 1: Engineering Mechanics

• Kräftesystem, Freikörperdiagramme, Gleichgewichtsgleichungen
• Schnittgrößen in Strukturen
• Reibung und ihre Anwendungen
• Kinematik der Punktmasse und des starren Körpers
• Schwerpunkt
• Eulers Bewegungsgleichungen
• Impulse-momentum
• Energiemethoden
• Prinzipien der virtuellen Arbeit

Unit 2: Solid Mechanics

• Biegemoment und Scherkraft in statisch bestimmten Trägern
• Einfache Stress- und Belastungsbeziehungen
• Fehlertheorien
• Einfache Biegetheorie, Biege- und Scherbeanspruchungen, Scherzentrum
• Gleichmäßige Torsion, Knicken der Säule, kombinierte und direkte Biegespannungen

Unit 3: Structural Analysis

• Statisch bestimmte und unbestimmte Strukturen durch Kraft / Energie-Methoden

• Methode der Überlagerung

• Analyse von Fachwerken, Bögen, Balken, Kabeln und Rahmen

• Verdrängungsmethoden -

  • Methoden zur Ablenkung der Neigung und zur Momentverteilung

• Einflusslinien

• Steifheits- und Flexibilitätsmethoden der Strukturanalyse

Unit 4: Construction Materials and Management

• Baumaterialien -

  • Baustahl - Zusammensetzung

  • Materialeigenschaften und Verhalten

• Beton - Bestandteile -

  • Design mischen

  • Kurz- und Langzeitimmobilien

  • Ziegel und Mörtel

  • Timber

  • Bitumen

• Bauleitung -

  • Arten von Bauprojekten

  • Ausschreibungen und Bauaufträge

  • Ratenanalyse und Standardspezifikationen

  • Kostenschätzung

  • Projektplanung und Netzwerkanalyse - PERT und CPM

Unit 5: Concrete Structures

• Konzepte für Arbeitsspannung, Grenzzustand und Tragfähigkeit
• Design von Balken, Platten, Säulen
• Bindungs- und Entwicklungslänge
• Spannbeton
• Analyse von Trägerabschnitten bei Übertragungs- und Betriebslasten

Unit 6: Steel Structures

• Konzepte für Arbeitsstress und Grenzzustandsdesign

• Konstruktion von Zug- und Druckelementen, Trägern und Trägersäulen, Säulenfüßen

• Verbindungen - einfache und exzentrische Balken-Säulen-Verbindungen, Plattenträger und Traversen

• Plastische Analyse von Trägern und Rahmen

Section C: Geotechnical Engineering

Unit 1: Soil Mechanics

• Herkunft der Böden, Bodenstruktur und Gewebe

• Dreiphasensystem- und Phasenbeziehungen, Indexeigenschaften

• Einheitliches und indisches Standard-Bodenklassifizierungssystem

• Durchlässigkeit - eindimensionaler Fluss, Darcys Gesetz

• Versickerung durch Böden - zweidimensionale Strömung, Strömungsnetze, Auftriebsdruck, Rohrleitungen

• Prinzip von effektivem Stress, Kapillarität, Versickerungskraft und Treibsandzustand

• Verdichtung unter Labor- und Feldbedingungen

• Eindimensionale Konsolidierung, zeitliche Konsolidierungsrate

• Mohrscher Kreis, Spannungspfade, effektive und Gesamtscherfestigkeitsparameter, Eigenschaften von Ton und Sand

Unit 2: Foundation Engineering

• Untergrunduntersuchungen -
  • Scope
  • Bohren von Bohrlöchern
  • Sampling
  • Plattenlasttest
  • Standardpenetration
  • Konuspenetrationstests
• Erddrucktheorien - Rankine und Coulomb
• Stabilität der Pisten -
  • Endliche und unendliche Hänge
  • Methode der Scheiben
  • Bischofsmethode
• Spannungsverteilung in Böden -
  • Theorien von Boussinesq und Westergaard
  • Druckbirnen
• Flache Fundamente -
  • Terzaghis und Meyerhoffs Tragfähigkeitstheorien
  • Auswirkung des Grundwasserspiegels
• Kombiniertes Fundament und Floßfundament
• Anpressdruck
• Siedlungsanalyse in Sanden und Tonen
• Tiefe Fundamente -
  • Arten von Pfählen
  • Dynamische und statische Formeln
  • Tragfähigkeit von Pfählen in Sanden und Tonen
  • Pfahllasttest
  • Negative Hautreibung

Section D: Water Resources Engineering

Unit 1: Fluid Mechanics

• Eigenschaften von Flüssigkeiten, Flüssigkeitsstatik
• Kontinuität, Impuls, Energie und entsprechende Gleichungen
• Potentialfluss, Anwendung von Impuls- und Energiegleichungen
• Laminare und turbulente Strömung
• Durchfluss in Rohren, Rohrnetzen
• Konzept der Grenzschicht und ihres Wachstums

Unit 2: Hydraulics

• Kräfte auf eingetauchte Körper
• Durchflussmessung in Kanälen und Rohren
• Dimensionsanalyse und hydraulische Ähnlichkeit
• Strömungskinematik, Geschwindigkeitsdreiecke
• Grundlagen hydraulischer Maschinen, spezifische Drehzahl von Pumpen und Turbinen
• Kanalhydraulik -
  • Energietiefenbeziehungen
  • Spezifische Energie
  • Kritischer Fluss
  • Hangprofil
  • Hydrauliksprung
  • Gleichmäßiger Fluss und allmählich variierender Fluss

Unit 3: Hydrology

• Wasserkreislauf
• Precipitation
• Evaporation
• Evapo-transpiration
• Watershed
• Infiltration
• Einheit Hydrographien
• Hydrographische Analyse
• Hochwasserschätzung und -führung
• Reservoirkapazität
• Reservoir- und Kanalführung
• Oberflächenabflussmodelle
• Grundwasserhydrologie - stationäre Brunnenhydraulik und Grundwasserleiter
• Anwendung des Darcy-Gesetzes

Unit 4: Irrigation

• Pflicht, Delta, Schätzung der Evapo-Transpiration
• Pflanzenwasserbedarf
• Entwurf von ausgekleideten und nicht ausgekleideten Kanälen, Kopfarbeiten, Schwerkraftdämmen und Überläufen
• Konstruktion von Wehre auf durchlässigem Fundament
• Arten von Bewässerungssystemen, Bewässerungsmethoden
• Wasseraufzeichnung und Entwässerung
• Kanalregulierungsarbeiten, Entwässerungsstrukturen, Auslässe und Fluchtwege

Section E: Environmental Engineering

Unit 1: Water and Waste Water

• Qualitätsstandards, grundlegende Prozesse und Vorgänge für die Wasseraufbereitung

• Trinkwassernormen -

  • Wasserbedarf

  • Grundlegende Einheitsoperationen und Einheitsprozesse für die Oberflächenwasseraufbereitung

  • Verteilung von Wasser

• Abwasser- und Abwasserbehandlung, Menge und Eigenschaften des Abwassers

• Primär-, Sekundär- und Tertiärbehandlung von Abwasser, Abwasserentsorgungsstandards

• Hausabwasserbehandlung -

  • Menge der Merkmale des häuslichen Abwassers

  • Primär- und Sekundärbehandlung

• Einheitsbetrieb und Einheitsprozesse des häuslichen Abwassers -

  • Schlammentsorgung

Unit 2: Air Pollution

Arten von Schadstoffen, ihre Quellen und Auswirkungen, Luftverschmutzungsmeteorologie, Luftverschmutzungskontrolle, Luftqualitätsnormen und -grenzwerte

Unit 3: Municipal Solid Wastes

• Characteristics

• Generation

• Sammlung und Transport von festen Abfällen

• Entwickelte Systeme für die Entsorgung fester Abfälle (Wiederverwendung / Recycling, Energierückgewinnung, Behandlung und Entsorgung)

Unit 4: Noise Pollution

• Auswirkungen von Lärm
• Zulässige Grenzen der Lärmbelastung
• Messung von Lärm
• Kontrolle der Lärmbelastung

Section F: Transportation Engineering

Unit 1: Transportation Infrastructure

• Autobahnausrichtung und technische Vermessungen
• Geometrische Gestaltung von Autobahnen -
  • Querschnittselemente
  • Sichtabstände
  • Horizontale und vertikale Ausrichtung
• Geometrische Gestaltung der Bahnstrecke
• Landebahnlänge des Flughafens, Rollweg- und Ausgangstorwegdesign

Unit 2: Highway Pavements

• Autobahnmaterialien - wünschenswerte Eigenschaften und Qualitätskontrolltests
• Gestaltung von Asphaltmischungen
• Designfaktoren für flexible und starre Beläge
• Design von flexiblen Belägen mit IRC: 37-2012
• Gestaltung von starren Gehwegen mit IRC: 58-2011
• Not in Betonpflaster

Unit 3: Traffic Engineering

• Verkehrsstudien zu Fluss, Geschwindigkeit, Reisezeitverzögerung und OD-Studie, PCU, Spitzenstundenfaktor, Parkstudie, Unfallstudie und -analyse, statistische Analyse von Verkehrsdaten

• Mikroskopische und makroskopische Parameter des Verkehrsflusses, grundlegende Zusammenhänge

• Steuergeräte, Signaldesign nach Webster

• Arten von Kreuzungen und Kanalisierung

• Autobahnkapazität und Servicelevel von Landstraßen und Stadtstraßen

Section G: Geomatics Engineering

• Grundsätze der Vermessung

• Fehler und deren Anpassung

• Karten - Skala, Koordinatensystem

• Entfernungs- und Winkelmessung - Nivellierung und trigonometrische Nivellierung

• Durchquerungs- und Triangulationserhebung

• Totalstation

• Horizontale und vertikale Kurven

• Photogrammetrie:

  • Skala, Flughöhe

  • Fernerkundung - Grundlagen, Plattform und Sensoren, visuelle Bildinterpretation

  • Grundlagen des Geografischen Informationssystems (GIS) und des Geografischen Positionierungssystems (GPS)

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