Detail předmětu

Vybrané statě z betonových konstrukcí I (KON)

FAST-CL53Ak. rok: 2011/2012

Statická analýza betonových konstrukcí a jejich částí. Plastická metoda, statická a kinematická věta. Příhradová analogie pro řešení betonových konstrukcí, materiálové vlastnosti.
Použití modelu příhradové analogie pro návrh vyztužení některých konstrukcí a detailů. Prutové prvky namáhané smykem, příhradová analogie s variabilním úhlem diagonál, moderní teorie interakce silových účinků při působení na betonový průřez.
Teorie tlakových polí, modifikovaná teorie tlakových polí.
Fyzikální podstata dotvarování, smršťování a stárnutí betonu, vysychání betonu, řešení stavu napjatosti od teplotního zatížení. Princip linearity (napětí, teplota) a superpozice, historie zatěžování. Teorie dotvarování - předpoklady, používané funkce, vlastnosti. Stárnutí betonu. Integrální a diferenciální rovnice, afinita dotvarování, historie zatěžování. Nehomogenita konstrukce. Silová metoda při analýze dotvarování.
Statické řešení postupně montovaných konstrukcí. Vliv předpětí, postupné výstavby a reologických vlastností betonu na konstrukce.
Některé přibližné a numerické metody řešení reologických účinků, jejich kombinace s metodou konečných prvků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Zajišťuje ústav

Ústav betonových a zděných konstrukcí (BZK)

Výsledky učení předmětu

Student získá tyto znalosti a dovednosti:
• Znalost podstaty plastického působení betonu a jeho využití pro návrh betonových konstrukcí.
• Znalost moderních přístupů k řešení prvků namáhaných smykem a kroucením, případně v interakci s ostatními způsoby namáhání.
• Znalost podstaty reologického působení betonu a osvojení metod pro analýzu účinků reologie betonu na stavební konstrukce.
• Znalost metod pro analýzu dlouhodobého působení betonových a spřažených konstrukcí s ohledem na reologické vlastnosti betonu.

Prerekvizity

stavební mechanika, numerické metody, betonové konstrukce, předpjatý beton

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Souvislost návrhu konstrukce a modelu konstrukce. Plastická analýza. Příhradová analogie. Dimenzování uzlů, vzpěr a táhel. Návrh vyztužení krátkých konzol a oblastí diskontinuit.
2. Příhradová analogie s variabilním úhlem diagonál, řešení interakce silových účinků na betonový průřez.
3. Teorie tlakových polí, Modifikovaná teorie tlakových polí.
4. Hybridní konstrukce, vliv předpětí, postupné výstavby a reologických vlastností betonu na jejich chování. Vysychání betonu, smršťování, autogenní smršťování, fyzikální podstata reologických jevů.
5. Složky přetvoření betonu. Zpožděná přetvoření od napětí. Princip linearity (napětí, teplota) a superpozice, historie zatěžování, stárnutí betonu. Teorie stárnutí a následnosti, afinita dotvarování.
6. Kombinované teorie dotvarování - předpoklady, používané funkce, vlastnosti. Model B3, jeho upřesnění a rozšíření.
7. Účinky dotvarování a smršťování na konstrukce, nehomogenita konstrukce. Integrální a diferenciální rovnice dotvarování. Colonnettiho věty.
8. Statické řešení postupně budovaných předpjatých konstrukcí. Řešení v uzavřené formě pomocí silové metody.
9. Přibližné a numerické metody řešení reologických účinků - metody efektivních modulů a efektivního času.
10. Metoda časové diskretizace, její kombinace s metodou konečných prvků.
11. Příklady modelování postupně montovaných konstrukcí - výstavba po polích, letmá betonáž, letmá montáž, zavěšené konstrukce.
12. Posouzení předpjatých betonových konstrukcí s ohledem na redistribuci vnitřních sil v důsledku dotvarování a smršťování.
13. Výpočet a posouzení deformací s ohledem na postupnou výstavbu konstrukce. Praktické důsledky účinků smršťování a dotvarování na konstrukce.

Učební cíle

Pochopení podstaty plastického působení betonu a jeho využití pro návrh betonových konstrukcí.
Vysvětlení moderních přístupů k řešení prvků namáhaných smykem a kroucením, případně v interakci s ostatními způsoby namáhání.
Poznání podstaty reologického působení betonu a osvojení metod pro analýzu účinků reologie betonu na stavební konstrukce.
Znalost metod pro analýzu dlouhodobého působení betonových a spřažených konstrukcí s ohledem na reologické vlastnosti betonu.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

BAŽANT, Zdeněk P. a L´Hermite, Robert: Mathematical Modelling of Creep and Shrinkage of Concrete. New York: John Wiley and Sons, 1988. ISBN 0471920576. (EN)
ŠMERDA, Zdeněk a KŘÍSTEK, Vladimír: Creep and Shrinkage of Concrete Elements and Structures. Praha: SNTL, 1988. (CS)
COLLINS, Michael P. and MITCHELL, Denis: Prestressed Concrete Structures. New Jersey: Prentice Hall, 1991. ISBN 0-13-691635-X. (EN)
NAVRÁTIL, Jaroslav: Prestressed Concrete Structures. Brno: CERM, 2006. ISBN 80-7204-462-1. (EN)
HSU, Tomas. T. C. a MO, Y. L.: Unified Theory of Concrete Structures. Chichester, UK: John Wiley & Sons, 2010. ISBN: 978-0-470-68874-8. [http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470688892.ch1/summary] (EN)

Doporučená literatura

ZŮDA, Karel: Výpočet staticky neurčitých mostních konstrukcí z předpjatého betonu. Praha: SNTL, 1971. (CS)
ŠMERDA, Zdeněk a KŘÍSTEK, Vladimír: Dotvarování a smršťování betonových prvků a konstrukcí. Praha: SNTL, 1978. (CS)
VOVES, Bohuslav: Navrhování konstrukcí z předpjatého betonu v příkladech. Praha: SNTL, 1980. (CS)
SCHLAICH, Jorg, SCHAFER, Kurt a JENNEWEIN, Mattias: Towards a Consistent Design of Reinforced Concrete Structure. PCI Journal, Vol. 32, No. 3, 1987. ISSN: 0887-9672. [http://www.pci.org/publications/journal/archive.cfm?bv=1&season=May-June&year=1987] (EN)
MUTTONI, Aurelio, SCHWARTZ, Joseph a THÜRLIMANN, Bruno: Design and Detailing of Reinforced Concrete Structures. Switzerland: Swiss Federal Institute of Technology, 1989. (EN)
FIB Recommendations: Practical Design of Structural Concrete. London: SETO, 1999. (EN)
NAVRÁTILl, Jaroslav: Vybrané statě z betonových konstrukcí I (studijní opora v elektronické podobě). Brno: VUT, 2008. (CS)
NAVRÁTIL, Jaroslav: Předpjaté betonové konstrukce. Brno: CERM, 2008. ISBN 978-80-7204-561-7. (CS)
PROCHÁZKA, Jaroslav, ŠTEFAN, Radek a VAŠKOVÁ, Jitka: Navrhování betonových a zděných konstrukcí na účinky požáru. Praha: ČVUT, 2010. ISBN 978-80-01-04613-5. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-E-SI magisterský navazující

    obor S , 1. ročník, letní semestr, volitelný
    obor K , 1. ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1. ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1. ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor S , 1. ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor S , 1. ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor